Водорастворимое связующее для литейного производства
Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей, использующихся при изготовлении литейных стержней и форм. Цель изобретения - снижение стоимости связующего устранения пригара, обеспечение легкой выбиваемости смесей и возможности регенерации и повторного использования компонентов стержневых и формовочных смесей. В качестве связующего применяют гидролизованные щелочью продукты озонолиза смолисто-асфальтовых компонентов нефтей и нефтяных остатков. Такое связующее позволит при добавках к минеральному наполнителю в количестве до 3 мас.% получение стержневых и формовочных смесей и соответственно сухих стержней и форм, по важнейшим показателям (прочности, газопроницаемости, осыпаемости) не уступающих типичным изделиям на основе водорастворимых синтетических смол. А также получать отливки из цветных и черных металлов, характеризующихся точностью изготовления, легкой выбиваемостью и отсутствием пригара. Кроме того, с таким связующим становится возможным регенерировать минеральный наполнитель и непрогоревшую часть реагента и вторично использовать их для приготовления стержневых и формовочных смесей. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5D 4 В 22 (: 1 26
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
> Матюга
>Я1 „) (а )
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4268845)31-02 (22) 26.06.87 (46) 30.10.89. Бюл. ¹ 40 (71) ИнститутT химии и нефти ГО ЛН ГГГР и Научно-производственное обьединенис
«(7о <>к)с» (72) Л. К. 7ебедев, Т. Л. Филимонова, В. Ф. KdXI»>IIIOB, 3. Д. Зайцев и Г1. П :ивиРИ IOB (53) 62! .742.48 (088.8) (56) (оветы >ыводсксл тсе(нс)логу.,7.: ><(ения <ыт, 1975, с. 18 19.
Лбр:)чов Г. Г. Гир;>Ночи lh )ло.>rof;> лнтс йщикы .Ч: Высшая и кО,IB, 1983. с. 77 -78. .(ебед в Л. К. и г(р.. 1еструкци>! смолист<) коч(н>н >тон н«фт«й ры >1!«ill!»x ти>н>В нри Озонолизе. Г1сфтеким ия, 1980, г. ХХ, .)<>Ъ 6, с. 918 926 (54 ) B():(Ñ)(>Ë(-TÊÎ(TÈÌÎF СВЯЗi (OIIIFF .7. »1 .Г)ИТБГ1НГ)ГГ) Г1(>ОИЗВГ), (г:ТВЛ ((! 1(>Оор< т(fill(o1 Hot итс 5! к,! ит(. и ttoxi x llpou.>>>одств.,;) ичеtiflt) h
<.1ержнс>! и форч. Цель и и)бретения сниИзобретсние относи>ся к литейному производству, ы именно к сс>отавам счесей, исНО, )ЬЗ К)>ЦИ. <(Я itPH ИЗГОТОН. ICtiiili,1ИТС ИНЬ!. стсрж>ци и форм.
Це.)ь изобр TLIIHH — снижение стоимости связук1И(его, устранение пригара, Обссиечение легкой выбиваемости счесей, возможности реген pB IIHII и >>овторного исполь >ОН;>ния компонентов стержнеBblx и ф )рмовочfit>l> (ч< с(и.
i (pi!xi< HBt÷!.!.< в качесTBt . свя.> ющего
: идр()ли It)B;»titbit цро.tx кты Озонолиза (ГГ10>
1 >i rh(X ц>I > Ii(((1 i Я н>>IX ()OТBThOB, II ри рО 1НЫ." бИ
> >,>ОН lt !Oôd. lbTd II.)И ВЫ Lt«1С IIHbIX ИЗ НИХ с мО I!i<"го-ысфыль г<)Bbl х Вс н<еств.
„„SU„„1518073 А 1
1 жение стоимости связующс го устран filtH пригара, обеспечение легкой выбиваечо. и смесей и возможности регенерации и повторного использования компонентов стерж неBI Ix и формовочнык смесей. В качеBTBL сн>>зукнцего применяют гид(,О.>изоваиные >цслочьк1 продукты озонолизы смолисто-ысфальтоBblx компонентов нефтей и нефтяны) остатков. Такое свя> ю>цее позволит при добавка. к чинераль.(оч наполните.)к> в количс ствс до 3 мыс." <, получение стержневы и формон IHI lx смесей и соотвс1ственно су и). сг(ржи < и и <1)Орм, !IО В !),+ !><>! ц! и. I! t )h, i B I т< 5)>! (иро iiio(ти, I ddîïðoHèöàåìîñòH, Осыиыемо< т>!) Ilt> усTx Iidfottlftx типичным изделия,!
îoноВе водорастворичык синтети ltikf)x счо.l. Л также получ;>ть 01ливки из I!Bt I. ныx и чернык мсfdл:loB. àp;Iктеризук) ци <5! то>(>>осTьк) изготовления, легкой выбив;>еч< 1L lo и )тсугствиеч иригара. Кром< то О.
Т<>КИ >! LBßBX КЭ(ЦИМ (Та НОВ ИТ< и BOBXI Od(>il>l t) ()ЕГ(!>(>Р>! PÎÂ >ТЬ М И >it. )dЛ ЬНЫИ Hd I!01 ÍÈÒ(., )! непрогоревшуfo часть реагента и втор)(чи ) исilo. li,:IoBdòü Нх для ириготов,)ения сTt. р кнев>> и форчовочнык смесей. 2 табл.
Физико-кичические;арактеристики Iloлу >ае:.It>lx водорастворимык продуктов Оi()li<)лити (сской деструкции нефтянык Bt>I< oht) > лек).> я рн ык соединений колебл к>тся ti висичости от природы и(:кодного < ырья условий озонирования. (,реднис чо.)<к<,IHð ные массы продуктов озонолизы счол и >l< фальтенов из различных нефтей, природkil I битумов. остатков от зыводской íефтеilt. р(pil
ООтКИ. ИЗЧЕРЕНÍblt ИОСЛЕ ЭтЕРИфИКdllн! >и . сT(3 H а.>О>! ета но>! !. Iß ito,!B B. I(н H5I циации молекул из-за образования чс.к< ,1скiлярнык водородиык связс й. ч< няк>l t 5 оТ 380 до 900 а.е. м, чаще всего сосгыш>я, 600 — 80() а.е.ч.:)1(. чентный состdв I!ро 1с, >
l 5 I 8071 тов колеблется в пределах. мас.,><). (. 60,07:3,0; Н 5,5 10,5, N 0,6---1,5; > 0,9- -З,О (до
4,5 в случае Высокос«рнистого сырья) 0 !
),2 31,4. Молекулы продукгов содержат в ср«днем 1,3 2,2 грл ппы (3ООН (в солевой форме — (:OONa) .
Е3 эксперич HTax В качестве водора ТВоричых связующих были использованы llpoдукты озонолитической деструкции остатка (гудрона ) 540"<:) оТ вакуумной перегонки товар(юй западносибирской нефти, а такж« асфальтита и <бутановыx счос(», полученlihlx при ступенчатой деасфальтизации того ж« (>«татка л«гкич 6«í.>èkloxt HK — 40 (. и сжиженныч бутаном. (. !нтез продук(ов прово (ился сле (л кнцич
Образом.
Образцьl исхо,(но!.О Вещ«ства (гt . (poll;1, <>«<1> <>. 1 t>TII TH, «(>xò<1IioI>BI х « >t О.(» ) Pa E Г13() PH.I И
В (,(,1„(20 г в 300 ч I), почеп(аllt расTBop в
f)t aкпионный сол д барбота KHotо Tkt lid и озоkilt РОВ<1,111 П Л Г«М IIPOI I У< Ка Н И и
О 3 О (I O K I I «, I O p () i I I O !i С ч (. С и, В Ы f);i á;I (I >1 Â <1<. t l < ) I t .1;Iборат(>рным («нс р;Iторол> Озона. (1 О(, loll(E. ни«о toll
oTx<>;I5ill1E ÷ I а.к с Iiobkoll(hlt) УФ-;нт hToP
;i»;iлизатора Л, (<. 4 и регистрации (юк»3<1!lit!1 IIисца. Г!ри и Iko,>ьзонаIIk1И I>ЕlI< Р 11 ОРii <. I!POИ 3BOДИTE .1ЬНОETЬК) (IO о.tt>1It Око Io " I ч продолжительн<>с ь t) tolillJ)<>l3d lilt!1 < ОС1;! В,)я, lа 1 5 2 0 Ч. 1(O Окон ч;>lilt I I О 3 () ill! () () I> < !I!It H P E К) C » I « t I > I I E . Р (.>и >си,lit H круl«ло (ОннуK) колбу с меlll
k3opoIIk) и после рассл<>ения фаз сливали нижнии с.!Ой, со.(e ржап(ий 0.1,, вод(ин растворимые про (л кты и непрореаг«poBHBil»1«
koч !Н>н«нты сырья Ост(!Вп!Неся В Воронк«
ВОДНОЩЕ t<)«t«>«P,I«i НОР И Bell ihiB«il« i(Pit
<> гс таина нии см Ол<юбра.>lib(«веществ;> nepelIOt kl, 1(! 13 И С ll <> ()111(>,!h(I X K) Ча Ц! КХ, О(I(
ВО (Л 11 IIO. I » ЧС Н НЛ К) Л! Ht СX E X Н! И.1 И (3 Ва КЛ >> М« (20 40 чч рт.ст.) lip!1 50 — 60 <;.
Е3ы (ес!енны«Г(10 — порошкообразные B(. щ«стBd оу ровато-черного цвета, обладак>т
:3Ik;> «Itт«льной расз воримостьк> в во.(е (;и>
2(!0 I, ë и Bhlill«) . (lо данныч, полученным при прял>ох( форму (таол. 1), эти вещества пр«дстав.(як>т сооой сложную счесь Na-«олей !юлифл нкциональных органически. кис,ют (.xдя !и> ИК- и I(ÌÐ-спектрач, В атих кис,(огах, кроче рл пп <.OOH (В o.IE Boé форче (OON<1, В среднеч по 15 20 группы в расч«т«на чолекллу), сод«р кится
lllk! f)ohltlt набор карбонильных, гидроксильны. (в т.ч фс (к>льных), сульфок«идны;, сульфонных и других гетерофункций. Большинство углеродHblx атомов в молекулах образуют алифатич«ские и алициклические структуры, и ье более 25 ><> o61(IE го числа ато5 vloH <. Bxo (ят в сосIdB ароматических, преимущественно бензольных, ядер.
I l р и II () и(oToa.l(ll и и ETE рж н(. Вы х и фо f) чово IHhlx счес«й, сиязук>щее (в солевой форме) истирали в тонкий порошок и прибав(ð ЛЯЛИ В Р<н ЧЕТНОМ КОЛИЧ«Ств«К ПЕСКУ ЧВРКИ (К016, ñî.нржащему 1" E> глинистых частиц. (.месь перемешивали в бегунах в течение
10 мин, зятеvl добавляли воду в количестве
4 5<,> оТ массы сухой смеси и дополнительно перемеL(tHBaëè в течение еще 10 мин.
)5 (13 !Н>лученной сырой массы форл(овали <)6разцы .(ля проведения изчер«ний фи>ико-че. анич«ских xapaKT«plt« t 1th сог,!асио I 0(.T
2 340!) 8. ((еред ««!Ih(Tattk(>3!<(tt o<>f>it 3I(h! «x(till,lkl 13 Г(рчо!1!кафл IIJ>kt !IO«T(ll(Нно" 1 !!ОВЫ20 !И«нии г«м!!«ратуры О1 кочнатной до 1:)0 < .
В TE"пни(45 л!ин и ll(>E .1«(л (Он(«xl Выдер,+ ив>Illltl! Il()lt !)0 (., 06!ц;>я II f)<),(<>л ки Г«,зьносгь
С л ill K H 1 > 6 f);i:3 I 1 O 13 3 I .
Р (t X ë ü ã 1 I lt I I I I (> kt Ik (:(E н ы lt
) 13 (!рич«рах . 3 k чи!и ра,!ьн >му и;1,!О.kни г«. IK), (Оо >B,>Или 1:3 ч»<.",> сx хо! О I ll,ë p >,IkIaaòa IIp<>;(% KT<>I3 о <он<>лиз;> I $,(p<>í;t 540 (.
В !!рич«J)itx 4 и 5 — 3 л(((с." „ I I (<) (л,. р и и а ;! с ф (1 ь (и It и llj) l1 « ч с J)
1,3 час.,, Г110 6л i,i !<>Выл счол>. и 3 >О! О
rh<. I, (PO1l a.
13О ВСt II РИл><>ра х II f)<) I fiO<. I ь н1>!С > (lit. l>ii i>!X
< It р.КН«й Il
«1И> Iя !(р(t 3, <>-ной (об;>вк< Iit, III 1(11(O<õ.eзх
= "(> 286,,;д„— 12,2 1,3,(> кгсч - E oo> в«гс!В(!IHO. 1(OHbllllt Hi,(.,IO6 2,,) л>ас.",1<1 прИВО. 1И 1 . Ikt ill k> h t. Baal! ltTE лЬНО Н<.6о,! ьп(оч у и а расTa (III I<> прочно«1 и >бр,! 3(loB. 40 (азонр(>нипаем<>отt> лхих образцов В прил(< р;! х 2,) сниж;1, 1;1< ь с t Ht,Iи tt ни(м loOHBКИ С(3>l 3, К)П(С ГО, (К 1;3 В<3 и(. Ь I E Л> lit М(I(E«>It. пиж«160. 0t t>ill 45 ! и;!л;! 0,,3" z при 1 -,,-нои (Об il>h«Г(3(") и t л(«ньп(асlась нри 1loabl(II(ни и paE хо 1ще(о. . Ес!я изучения поведения Г(10 при т«рл(и«С К<>Ч ВОЗД«йСтВИИ В ПРОЦЕС(гв, И(ЬЯ И К а I(. стВВ ИОлл ча«3t hlx от 1ИВОк (Ip<>(3t,н. н. I серия аксll(римеHTHB со стержневыми счесями, Iio.!ученнычи нри добавках 2. 08,0" „чин«ральkio! o»kk;t!Ioлнит«ля (песка 1К016 с нричесьн> 1",,, г,lit(!I>l) (.лхлк> смесь иерем«шива IH в бара<>анном смесителе в !« I(HllE. 1 ) л(и н, зате 1 (оба В IH 111 (3(>;(x В K<>. П1 IE (Г BE О, <> ОТ Ч а«С Ы t> ХО ГО Л> В ТЕ Pll 1518073 Фор(<<7.ta I< )nope 7 < н<, < 3)<<<< Т < ) I ;! 7 ! <,! Ci)iiH Исконное сырье Вых«д, <<ас. Х, tI«;! . .мас(. о < е р в,! ! ! <, и а с . 1 а,е.м. н сырье Гидролизаоы н соо<ево
Нефтяной Г) дрон Асфа)<ь!
7,64 6,33 105,0 111,7 65,99 60,72 1,04 1,66 16,82 6,85 0,70 1,34 25,09 5,84 Сов в <«в << < - в iйо C<3î «4!.! < осн оо<о -,! 3 смолы,73 15,80 5,47 форме G7,36 9,0 Гидролиааты в 119, 1 0,60 1 кислой С)вв tfe«<< «)о 6< )w «во ! Нефтнной гудрон Асфальт "t Гтановые « сы<о<ы 800 1,12 1,78 18,06 0,74 1,42 76,65 97,5 105, 1 70,84 8,20 64,47 6,72 С<<в Н<вв < *в! Ьо<в 0«ь С<<о Н\ а t< v< Но)<, о< 1З,З0 11,07 112,4 660 71,27 9,56 0,63 1,83 16,72 10,27 С«р< Н<Л Ко <о Ьо<В <о! В разборный стержневой ящик, установленный на чугунной плите, устанавливали модель, засыпали сырую стержневую смесь до верха ящика, тщательно утрамбовывали, удаляли излишки смеси и заглаживали поверхность, после чего накрывали ящик второй плитой, переворачивали его на 180, снимали оказавшуюся сверху плиту, извлекали модель, разбирали стенки стержневого ящик3 и переносили полученную форму на чугуHHoH плите в термошкаф. Сушка проводилась в условиях, описанных выше. Просушенные формы использовали для получения отливок из алюминия: латуни, стали (температура расплавленного металла 730, 1050 и 1560 С соответственно). По охлаждении прогревшая стержневая смесь легко отделялась от отливок при слабом постукивании как на внешних поверхностях, так и в поднутрениях и отверстиях. Поверхность отливок -- гладкая, без следов пригара. Глубина прогорания форм от l0- 15 мм (алюминий, 730 С) до 50 -60 мм (сталь, 1560оС) от поверxHОсти отливки. Для изучения возможности повторного использования отработанного материала кочки разрушенной форчы, изготовленной с приченением Г(10 «бутановых смол» и использованный при получении а Ifov HIIHeBhlx <)Tlilвок. изчельчали в лабораторных бегунах <)tз предварительного разделения прогоревц<их и непрогоревших участков. Из полученного сыпучеlo материала при добавках того же OBHзук)щегo готовили новые смеси, физико-механические характеристики которых приве-дены в табл. 2 (примеры 12 и 13). По результатам испытаний образцы, cgopxfoBBIIные из счесей с регенерированным наполнителеч, набирают после сушки ту же прочность, что и образцы из смесей на основе свежего песка, при существеHHo (H3 (i, ) 1,0 мас.%) меньших pacходах связую,,<с! Это свидетельствует о сохранении вы i)l. адгезионных свойсTB у соогHE Tcтнукнце<< I, ти органических веществ после л:гt H и Il<: торном проявлении этих свойсTH при Hpl;! товлении новой стер кневой смеси. (Охр(<н)< К>ТСЯ ДОСтатОЧНО ВЫСОКаЯ ГаЗОПРОНИЦЗСМ<к<» и низкая осыпаемость стержней и форч. Опыты по получению Отливок с ц(II().lhзованиеч форм на основе регеtlt рированн< х материалов дали столь же хорошие резу,-, таты, что и эксперименты 110 литью с Ilpif l нением свежих наполнителей. Приведенные экспериментальные 33f! H... указывают, что такое связующее, а имен)< ) водорастворимые продукты щелочного ролиза озонированных нефтяных остлтк,)ь, Нх смолисто-асфальтовых ком<гоне <тов, <ч печиванзт при добавках до 3 мас." 0 чение качественных стержневых и формы«<. tlhlx смесей без применения огнеопасны токсичных органических растворителей ll I ки;-либо добавок иных реагентов ()г. 30 Р("енерации 1lриченение rff,1p<> 3fl3()t<;II!HI IX 1(< . llP() 1X КТОВ ОЗОНОЛ ИЗ 3 СМОЛ ИСТО-
35 ho»f1l Ко<че i ÒBE . BO10p30TB()pH 1518073 Т»бпицн2 1!римеры <>Л,I I > I e >и 1 2 3 4 з 6 7 8 9 1G 11 12* 13* нр н >! н> е с 1 у,>р i аз->< "6) >поные t смо)>ы V > Иут,>нс н> )»Ht >(! Е Смо. <ы КО** Омо><ы Г1** 3,0 1,0.:< H t lt СH 21,6 25,8 26,5 25,0 22,2 1,8 22,7 Z8,2 26 G 22,!. 12,0 12,2 1,з10,0 2,612,0 9,3 12,9 9,7 11,6 4,5 10,1 13,6 9,6 12,3 1 .> 3», <нонн: >е ! 180 168 150 184 177 180 160 162 1i5 163 18t> <н >н >. >* ) 0,15 0,20 0,12 нет О, 2-" 1>е, О,16 Ite i Gt2>5 0,15 и> з пет 0,28 нет () 1 )tcJ О,12 0,30 >t(i (> н(н! н G i0 осtl >t pci iit рн; она>п(ого,<»о»нате>IH. .>»eei,:> .,I»>jlti IH! JIc гн,(н нх смол кЗ еан н, с онзуюцее со нержнз ио 4, 32 008 (пример 10) ини О, 2-0 > 3i. > нн l I j»>)>t . 1 н . >, I, H, H t . I < >! »в t; >н! е > > ..I1 С>Пр< i»i с>ь нн сжя.>;>е, б cж. с\ x кl 7с» 118,;>,HO> I h HH Р.>Г . H> H;>Å Н. С "К. Л I ) СЛ! 20301020253035-1,5-1з20 4,2 3,0 (.<>t t,(нп)<.Н, Г! Купи»кап l l );>„) р М I(ltl)»tt ! лре ) Г! !лере« !лорректор Г) lep;(t>tj<)t>;t 1;>к;< )ь) ) I H f),)ж > I I !о,то ис»<н ! 3!!!! 1! !!! Р<».t;if>ca»c)t)«>t(> кол) и)(т;) по пзог)ретенинл(и открытинл(при КГ{Т e;(ХР ! 31,».5, Москва, Ж:35, !зал п)сл>)н на6., д. 4>5 Ill>;>; (н > ti (н< п»<>-и <а))(,i), кии кол(г)п»а) «II»)e»x», t Ужгород, ла. Гагарина !И!
