Способ получения бентонитовой суспензии для единых формовочных смесей литейного производства

 

Изобретение относится к литейному производству , а именно к способам получения бентонитовых суспензий для единых формовочных смесей. Цель изобретения - улучшение качества бентонитовой суспензии за счет повышения тиксолабильности ее структуры при одновременном повышении эффекта действия активатора-разжижителя. Бентонит предварительно подвергают 1-3 циклам термической обработки в температурном интервале 200-330°С в течение 15 45 мин, после чего на его основе приготавливают водную суспензию с содержанием в ней активатора-разжижителя неорганического типа (например , хлорида кальция). За счет реализации способа по изобретению обеспечивается повышение тиксолабильности структуры суспензии, что выражается в уменьшении предельного напряжения сдвига суспензии в 1,5-2,0 раза с соответствующим уменьшением кусковых моментов и нагрузок на электродвигатели мешалок и насосов для перекачивания суспензии. Кроме того, на 40- 50% снижается расход активатора-разжижителя для достижения необходимой жидкотекучести суспензии. 5 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В 22 С 5 04 1 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4181395/31-02 (22) 14.01.87 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (71) Белорусский политехнический институт (72) М. И. Курилина, П. П. Ковалев и Ж. А. Губень (53) 621.742.4 (088.8) (56) Роговина О. О. и др. Бентониты для формовочных смесей автоматических линий. — Литейное производство, 1980, № 4, с. 11 — 12.

Авторское свидетельство СССР № 1204319, кл. В 22 С 1/00, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНТОНИТОВОЙ СУСПЕНЗИИ ДЛЯ ЕДИНЫХ ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам получения бентонитовых суспензий для единых формовочных смесей. Цель изобретения — улучше„„SU„„1407654 А1 ние качества бентонитовой суспензии за счет повышения тиксолабильности ее структуры при одновременном повышении эффекта действия активатора-разжижителя. Бентонит предварительно подвергают 1 — 3 циклам термической обработки в температурном интервале 200-330 С в течение 15 45 мин, после чего на его основе приготавливают водную суспензию с содержанием в ней активатора-разжижителя неорганического типа (например, хлорида кальция). 3а счет реализации способа по изобретению обеспечивается повышение тиксолабильности структуры суспензии, что выражается в уменьшении предельного напряжения сдвига суспензии в

1,5-2,0 раза с соответствующим уменьшением кусковых моментов и нагрузок на элекЮ тродвигатели мешалок и насосов для перекачивания суспензии. Кроме того, на 40- фф

50% снижается расход активатора-разжижителя для достижения необходимой жидкотекучести суспензии. 5 табл.

1407654

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способу получения бентонитовых суспензий для единых формовочных и стержневых смесей, применяемых при изготовлении разовых песчано-глинистых форм.

Цель изобретения — улучшение качества бентонитовой суспензии за счет повышения тиксолабильности ее структуры при одновременном повышении эффекта действия активатора-разжижителя.

Способ осуществляют следующим образом.

Недостаточно высокая тиксолабильность структуры бентонитовой суспензии приводит к перегрузке электродвигателей оборудования в пусковой момент и высокому расхоу активаторов-разжижителей.

Термообработка бентонита по указанному ежиму приводит к стабилизаци и упоряочению поверхности частиц монтмориллоита. При упорядочении поверхности частиц вероятность образования тиксотропно-коагуяционных структур и прочность этих струкур снижаются. Кроме того, при блокировке активных центров уменьшается вокруг них олщина слоя гидратных оболочек, благоаря чему облегчается адсорбция на поерхности глинистых частиц ионов активаора-разжижителя.

Таким образом термообработка натриевого б енто нита обеспечивает получение концентрированных суспензий с повышенной тик( солабильностью структуры, когда разруше ние структуры происходит при минимальных механических нагрузках при значительном снижении необходимого расхода активаторар азжижителя.

Температурный интервал, время воздействия максимальной температуры и количество циклов термообработки обусловлены

Характером процессов дегидратации и внедрения обменных ионов в пограничные слои решетки глинистого минерала. Выполненные опыты показали, что наиболее эффективными являются первые 1 — 3 цикла в интервале 200 — 330 С с выдержкой 15 — 45 мин, причем чем выше температура, тем меньше требуется циклов и времени на термообработку. Максимальная температура обработки (в указанных пределах) обусловлена природой натриевого бентонита, степенью его своднения, прочностью связи молекул воды с кристаллической решеткой глинистого минерала и для каждого конкретного случая (например, месторождения) должна подбираться опытным путем, Опыты показал и, что подогрев бентонита сверх предельных значений параметров ()330 С, )3 циклов, )45 мин) не дает заметного прироста положительного эффекта, а кроме того, седиментационная устойчивость суспензий падает.

Прогрев бентонита ниже 200 С в течение даже 45 мин и более не обнаруживает значительного положительного результата. ПроS

55 должительность цикла термообработки обусловлена конструкцией и принципом работы теплового агрегата и даже должна подбираться экспериментально в обусловленных предел ах.

Пример. Приготавливают суспензию, содержащую натриевый бентонит, воду и хлорид кальция.

Составы суспензий представлены в табл. 1.

Суспензии состава 1 приготавливают на основе сырого (без термообработки) бентонита, а состава 2 — на основе бентонита, термообработанного по различным режимам, приведенным в табл. 2.

Режимы термообработки бентонита, использованного для приготовления суспензии 2 (см. табл. !), приведены в табл. 2.

Оценку реологических характеристик суспензий производят путем определения растекаемости (R). Тиксолабильность структуры суспензий оценивают по предельному напряжению сдвига (Po), который определяют с помощью цилиндрического измерительного устройства — вискозиметра. Испытания суспензий производили через 1 ч после приготовленияя.

Результаты испытаний представлены в табл. 3.

Как показывают экспериментальные данные, термообработка бентонита в оптимальных температурно-временных режимах позволяет снизить предельное напряжение сдвига Ро (т. е., увеличить тиксолабильность структуры) примерно в 1,5 — 2 раза, что приведет к существенному уменьшению пусковых моментов и нагрузок на двигатели мешалок и насосов, занятых приготовлением и перекачиванием суспензий. Кроме того, почти на 50Я снижается необходимый расход активатора — разжижителя для достижения необходимой жидкотекучести суспензии.

Аналогичные результаты получены при использовании в качестве активаторов-разжижителей других водорастворимых солей

Fe, Mg, Са в суспензиях, приготовленных на основе щелочных активированных содой бентонитов.

В табл. 4 представлены составы смесей, а в табл. 5 — их технологические свойства, Как видно из табл. 5, формовочные смеси, приготовленные с использованием суспензий, полученных по предлагаемому способу, характеризуются улучшенными технологическими свойствами, особенно прочностными. Следовательно, способ получения суспензий на основе термически обработанного по определенному режиму натриевого бентонита обеспечивает получение более благоприятных структурно-механических свойств суспеизий и существенное (на 40 — 50Я) снижение расхода активаторов-разжижителей при условии сохранения высоких качественных характеристик формовочных смесей.

1407654

4 улучшения качества бентонитовой суспензии за счет повышения тиксолабильности ее структуры при одновременном повышении эффекта действия активатора-разжижителя, бентонит предварительно подвергают 1—

3 циклам термической обработки в температурном интервале 200 †З С в течение

15 — 45 мин.

Формула изобретения

Способ получения бентонитовой суспензии для единых формовочных смесей литейного производства, включающий смешивание натриевого бентонита с водным раствором активатора-разжижителя неорганического типа, отличающийся тем, что, с целью

Таблица 1

Содержание, мас.7., в составах

Та блица 2.

Компоненты

1 2

60,7 1

59,7

150 45 3

Вода

38

200

Бентонит

1,3 3

2,3

250

Хлорид кальция

С термо- 4 обработкой со- 25 5 гласно

Без термообработки

330

Способ подготовки бентонита

350

350 предлагаемому способу

350

Таблица 3

Свой- Состав суспензий, режим термообработки

1 2/1 2/2 2/3 2/4 2/5 2/6 2/7

R, мм 90 72 93 93 95 120 127 130

P., Па 19,5 20

12 11 10 Расслоение сус— пензии

Т а блица 4

Состав, мас.X

I I ) Компоненты

1 2 3 4

Песок К102А 5

Оборотная смесь 88

Суспензия 2/2 7

5 5

88 88 88

Суспензия 2/3

Суспензия 2/4

Суспензия 1

Режим Темпера- Время, Циклы тура, С мин к-во

1407654

Таблица 5

Состав

Свойства

3,6

3,6

3,6 3,6

0,160 0,163 0,148

0,155

160

165

165

Газопроницаемость, усл,ед.

150

Текучесть по

Орлову, Ж

73

72

Осыпаемость влажного образца, Е

0,7

0,75 0,7

0,75

Осыпаемость образца при просушке, 18,5

18,5

19,0 19,5

Составитель И. Куницкая

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

3aказ 3248/! 3 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Влажность, 7 сжатия, МПа о среза, МПа бразрыва,,MIIa

1 ) 3 I 4

0,0185 0,0 190 0,0190 0,0178

0,0148 0,0153 0,0152 0,0140