Масса для изготовления литейных стержней и форм,а также огнеупорных и абразивных изделий

 

Сотоз Советских

Социалистических

Республик

<<ц 917686 (61) Дополнительный к патенту h" 876052 (22) Заявлено 170676 (21)2373642/22-02 (23) Приоритет - (32) 18. 06. 75 з (51) М. Кл.

В 22 С 1/18

С 04 В 35/00

С 04 В 31/16

f0C ÄÎpC18ÅÍÍÛÉ KOMN9T

СССР по делам изобретеиий и открытий (31) 588121 (33) cw

Опубликовано 30. 03 ° 826юллетень Щ2

GaTa опубликования описания 30.03 82 (53) УДК 621 ° 742, 4 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Ричард Х.Тонискоттер и Джон Дн<.Спивак (СВА) Иностранная фирма

Эшланд Ойл, Инк (CNA) (71) Заявитель (54) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ

И ФОРМ; А ТАКЖЕ ОГНЕУПОРНЫХ И АБРАЗИВНЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей, используемых для изготовления литейных стержней и форм, а так- же огнеупорных и абразивных изделий.

По основному патенту N 876052 предусмотрено использование массы для изготовления литейных стержней и форм,а также огнеупорных и абразивных . изделий, содержащей 60-99,5 вес.3огнеу- 1р порного наполнителя,например,кварцевого песка и.0,5-40,0 вес.4 комплексного связующего на основе борированного фосфата алюминия в сочетании с водой и материалом на основе окисного co" 15 единения щелочноземельного металла.

Комплексное связующее содержит, вес.3,борированного фосфата алюминия

25,6-87,3; воды 5,07-63,4 и материала на основе окисного соединения щелоч- 20 ноземельного металла 2,6-46,0, при" чем содержание бора в борированном фосфате алюминия составляет 0,081,9 вес.3 .при весовом отношении содержания фосфата к суммарному содержа-25 нию алюминия и бора, равным (1,98: 1)— (4,54:1)

В качестве материала на основе окисного соединения щелочноземельного металла предусмотрено использование окиси или гидроокиси щелочноземельно» го материала, например, окиси магния, природных химических соединений щелочноземельных металлов, включающих наряду с щелочноземельным металлом и его окислом окисные соединения кремния, алюминия, циркония, бора, титана например, силикаты, алюминаты, цирконаты, бораты и танаты щелочноземельных металлов, окиси и гидроокиси щелочноземельного металла, взятых в, k.. сочетании с силикатами, алюмината, алюмосиликатами, цирконатами, боратами и титанатами щелочноземельных ме- таллов в весовом соотношении, соответственно (2:1) - (8:1).

Иатериалы на основе окисного соединения щелочноземельного металла обладают удельной поверхностью в пределах 0,01-8,5 м /г, измеренную мето"

Ф °

3 91 дом низкотемпературной адсорбции азота (метод BET) .

Масса обеспечивает получение стерж ней, форм, огнеупорных и абразивных изделий с достаточной прочностью.

Однако является желательным дальнейшее повышение прочности иэделий на основе этой массы.

Цель изобретения - повышение прочности стержней, форм а также огнеупорных и абразивных изделий.

Для достижения поставленной цели масса для изготовления литейных стержней и форм, а также огнеупорных и абразивных изделий по патенту

N 876052 дополнительно содержит твердую добавку многоатомного спирта или карбоновой кислоты с числом атомов углерода от 2 до 20 и гидроксильных групп, связанных с атомами углерода от 2 до 20 общей формулы .

oH оН

К-С вЂ” С вЂ” R I 1

R К где R, R, ), R — радикалы, выбранные из следующего ряда: водород, алкил, замещенный алкил, или R„R радикалы, выбранные из следующего ряда: водород, алкил, замещенный -алкил, а R,,R, взятые вместе, предъ ставляют собой карбонильный кислород, или R, R, взятые вместе, пред4 ставляют собой карбонильный кислород, а R 8 " радикалы, выбранные из

7 следующего ряда: водород алкил, замещенный алкил, или R, R,,взятые г. з вместе, и R,,R,,взятые вместе, представляют собой карбонильный кислород при следующем соотношении ингредиентов в составе массы, вес.3:

Комплексное связующее на основе борированного фосфата алюминия в сочетании с водой и материалом на основе окисного соединения щелочноземельного металла 0,5-40,0

Твердая добавка многоатомного спирта или карбоновой кислоты

Огнеупорный наполнитель Остальное

7686

0,001-5,0

В качестве твердой добавки многоатомного спирта масса содержит сор5 0

Зо

45 бит, сахарозу, инвертированный сахар, О-глюкозу, -глюкозу, 1,2,6-гексантрол.

В качестве твердой добавки карбоновой кислоты — винную, лимонную глюконовую, щавелевую кислоты.

Твердую добавку многоатомного спирта или карбоновой кислоты предпочтительно вводить в готовый водный раствор борированного фосфата алюминия.

В пересчете на борированный фосфат алюминия содержание твердой добавки многоатомного спирта или карбоновой кислоты составляет 0,525, предпочтительно 2-15 от суммарного веса борированного фосфата алюминия и добавки.

По содержанию твердой добавки многоатомного спирта или карбоновой кис-: лоты ниже нижнего предела не наблюдается положительного влияния ее на проч-: ность изделий из формовочной массы,а при содержании ее выше верхнего предела дальнейшего роста прочности изделий не отмечается при одновременном неце-. лесообразном удорожании массы, .

Многоатомные спирты, пригодные для использования, содержат по крайней мере два смежных углероДных атома, каждый из которых непосредственно связан с гидроксильной группой. Возможно использование кето-таутомеров многоатомных спиртов. Содержание гидроксильных групп в многоатомных спиртах составляет 2-20, предпочтительно

2-10. Предпочтительно использовать мономерные формы укаэанных много-: атомных спиртов.

Примером многоатомного спирта является сорбит.

Карбоновые кислоты, пригодные для использования, содержат по крайней мере два функциональных заместителя, по меньшей мере один из которых представляет собой карбоксильную группу, а другой - или карбоксильную группу, или гидроксильную группу, или их кето-таутомер. Максимальное число подобных функциональных заместителей составляет 20, предпочтительноеот 2 до 10. Предпочтительным типом указанных карбоновых кислот являются мономериые формы насыщенных алифатических карбокислот. Другим структурным признаком, характеризующим пригодные для использования, карбоновые кислоты, является наличие в них, по крайней иере., двух углеродных атомов, 9176

5 каждый из которых непосредственно связан с карбоксильной или гидроксильной группой.

Примером карбоновой кислоты является винная (диоксиянтарная) кислота.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Сначала приготавливают алюмоборфосфатное связующее. В круглодонную 10 .3-х горлую колбу емкостью 3 л, снабженную нагревательной рубашкой, механической мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 1650 r 853-ой ортофосфорной is кислоты и затем при слабом помешивании равномерным потоком вводят 50 г гранулированной борной кислоты. К образуемой дисперсии постепенно добавляют 310 г порошка гидрата окиси алюминия. Реакционную массу нагревают до 110-120 Ф (43-50 С) в течении 30 мин, после этого отключают нагрев и за счет экзотермической реакции температура самопроизвольно по- g вышается до 220-230 Ф (105-110 C)

Через 20-30 мин вновь подают внешний нагрев и доводят реакционную массу до кипения при 245-250 Ф (118-122 С).

Выдерживают кипящую реакционную массу Зо в течение 1,5-2 ч для обеспечения полноты протекания реакции и охлаждают до 200 Ф (105 С) в течение 45 мин,. добавляют при медленном помешивании

260 г воды и температуру реакционной массы снижают до 150-160 Ф (65-75 С).

2270 r полученного продукта отбирают в полипропиленовый контейнер,Про- дукт представляет собой борированный фосфат алюминия с содержанием твердо-„ го вещества 66,6i вязкостью 700-750 сП молярным отношением фосфата к сумме

86 алюминия и бора 3:1 и молярным содержанием бора 20 мол.4 от алюминия, показателем водородных ионов рН 0,52,0.

Полученный продукт используют для приготовления формовочной массы.

Формовочную массу приготавливают следующим образом. Кварцевый песок смешивают в течение 2 мин с отвердителем на основе окиси магния и алюмината кальция при весовом отношении окиси магния к алюминату кальция 5:1.

После этого вводят водный раствор борированного фосфата алюминия, в котором предварительно растворена твердая добавка многоатомного спирта или карбоновой кислоты, и перемешивают еще в течение 2 мин, после чего смесь готова к употреблению.

Из полученной смеси согласно стандарту AI S ручным трамбованием формуют образцы для определения прочности на растяжение.

В.табл. 1 представлено содержание ингредиентов известной и предлагаемой формовочной массы в вес.и. на

5000 вес.ч. кварцевого песка, Технологические свойства формовочных масс приведены в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что введение в формовочную массу твердых добавок многоатомных спиртов или карбоновых кислот позволяет повысить прочность и твердость изделий из формовочной массы (литей- ных форм, стержней, а также огнеупорных и абразивных изделий)прежде всего на завершающих этапах затвердевания (через 24-72 ч). Благодаря этому улучшаются эксплуатационные свойства указанных изделий.

917686

I

X

Y 1

О! 1

Е 1 (О

ct и

I e

>Х 1 д

0 ч а 1

Ф 1 и 1 !

- 1

1

I

I о е о

as s о

mom

I- L

u0z

Е Z X а х (0 Я

O m (1-ое о а.

Z X f0 ча

0 o fg

Ш(0Е

Iо е о(> О

Ф

m ш

Ф о

r О

fQ Х

% а а m

Ф X ч z о:, O Vl !

CD л

Ю л м

CD л м) fQ 1

1- 1

X 1 (= о

О 1

2 1

О 1о (1 о о

1- S

Е Y 1

О . 1

L 1 о

Z 1

1!

I

I

I

I ! и

I л

1 !

1

I !

3 о

4J

Ю л

Ю

Ю

CO л

СЧ

Ф

Х е

М а

Ф ч о

С ) Ю и \

>Я

4 z

fg (0 о а

IO.

Ф и

i0

Y I

Ш I

Е 1 (О

О

Ч 1

К I (0 I

CZ а

Ф 1

t — 1

I

1 с о

O. (Z

fQ о

М

Cg

1 О л

СЧ !

I

1

1 !

1 !

1

1 (1

I (О

1 О, о

1 С

Ф

Х е о

Ф

s

fQ л:

>Я

Х

fg

m о а

Iа а

Ф е

Ш X х е

z u

fQ

1 Ш о

O. е х (0

С ) Ф

O. е О х о

1

I !

1

I

1

1 lib (м

1

1

1

1 Л LA

СЧ СМ

1

1

1

1

1

1

1

I

1

1

1

1 !

I и л

t л (л

1

1 (1

I

1

1

1 л

1 )S

0 л

>Х (Х ШОШ

Z. Х >Х

rsvp

l0 E X

mя1а

О Со Р О аеiО m л 1

aI-w u

ОЕОЕ

L0 & - a л в л О л

LA иЪ и\ л

СМ и\ ш и \ (=

Яс

C! !

1 !

lg I

1

I

С- I

I (О I ! е I

I (I

I

I

I

I

1

1

1

1I

1

1

1

1

1

I

I

I

I

1

I.

I

I !

I

1

1

1

1

1

1

)S 1 о

Ш 1 о

1 о

L0

CL 1

Е 1

Y 1 р

S 1 с — ——

t S I

U (L. Ф

0Х а хсо

Е 1 Е Z хех(о

) еO

L- s t- u

ФОЕ

Х Ф

S Y SOСОХm-. а яоа

ФФСО

Ш и fg QI Ф (-о ms о сО

N Ю CV л

СО и1 со в л а л м м м

Ю а -CD л м и

OO О Ю л

N CO

СЧ С (и\ и\ и>

СЧ С4 С4 С 4 О

С( м - 3

10 с

lQ

1Э

Z

Э

K о с ч о

O.

С:

Y

tQ

1О о ч

К

S х

X

С:) л

CD О о а

)х о ч а

Э

Ф с

lg

tQ

IfQ

1

1

1

I

I

1

1 1

1

1

1

I г

Э

Ф л

Э

Z

lQ

3Е а.

Э ч о

С ) 2

Iо с

X х л О

an

С)<

С:)

C»I

1о !

» о

Ig

Iо

1., о

m

X х

X о

Э

Щ х

Ig

1о

v

М

К

lQ

Ф

Э с

Э

Ф

lQ

S

=г

Л

tQ

СР

1CJJ

S

Я с

I

1

1

I

I

I

I

1

1.

1

1! и о

Л с

Э

1X ч а

Э

1C) 1

Э

2 о

1о о о

Э о61 о а о

Э Э

Ф X

X х

IQ

X

ы о

Э

m о

1

1

1

1

1

1

I

1 !

1

1

1

1

1

I

I !

I

1

I ! !

I

)X

Б

Z ч о

1 о о е

)S ь х х

lg

m о

X

1 л л О а а л

)X

Б х

CL о

Ф

Iо

Щ а

0 Р

О л О О

CL tQ

S а 1о Ф

ОЕ

C о

СМ

1

1

I

1

1

l

1 !

1

1

1

I

1

1

1 ! ! !

I

I

1

I

1

1

I

1

1

1

1

1

1

1

I

1

)X о

О х о ао а

tQ

М

S с

Щ

Iа

S с о о

I о х

X о Iо

I о

E

Щ

Ф

Ig

IO о ч ч а

Э

I1

1- о о Ф о

Ф ае оФ о о

ЭФО

mФ1v o

e o tQ z а х

z о Ф

tQzom

3 а О

О.Фоа

CQ X Z X Ч X Ч а

o>оо

<) о mlo. 91.7686 О

О C»I л

Ln 00

О а а л )Ч) л а сО

C»I 00

Ф

Iо с о

Y Э

IX

tg o.

X IX

С0

an а а

C»! a»)I СЧ

КЪ 1»» а л

0 ъО с)\ an a сч а а

CV С»1 л л

C»I Я7 о о о

-т л

lg

6l QI о м х о о х

Я с

I а Ln

С4 С4 л

0О Г а а О о

О IA а Оъ

ГО

-З о

° »О

00 -6

Э щ 3

Z о о

0.л л л

К, ) 00

Ln -6

° С 1

C»I С»1

917686

1о

IQ о Р о

Ф

m ш

Z

X

CD (Ч -Ф

О1 СЧ

Ю ° Ь Ю

О>- сЧ э о .X a

z o

m z

% CL а IQ

Ф X ч о

u v

>S о

П1 о

z о

Ю а (Q

Y о ч

CL

S

Ц.

1:а

У о

Э !

О о

1- .1

I О

QI

z (Q

3Е

CL

m ч о

X о

11

1

1

1

1

Щ о ! о

I

1

>.Г\ М \ Ln м м м о о

tQ

S Х

Э .» х

Х о

m о

X а

1 >X о о е ч о

>S tL Ш

Б X

Z»S

Z X 2 со

-Ф О Ч:>

Ш Я I

О ЦоМ а. я >.о а

CL I- Я оео ле

CL о

1о

fQ

Ф

З

Iо

Э

Ш

Ш

2Е

I

»»

° 1 (1 ! о

Ш 1

1- 1

Ф 1

S I

Z 1

Ф 1

3Е 1 !

О

О

CL 1

С: 1

1

1

1

I

I !

1

I

1

I !

I о о

lQ Е

z m

1 S э о

1- S х ч о

CL

Э Э

m m

1- О

a z

I

l !

1, I

1

1

I

1„

X

Q с

Ф

X х

tQ о

Ф

X

lQ

Д:

=3 о

1о . о о

Ф

om

Ов о

Ф Э

Ш S

v ш о ае о

m О 1v o

IQ Z а z о ш

О о а

Z X ч о. о о ш !о

1

l

1

I

1 !

I

1

® !

% о ! !

1 1

1 1 1! 1 1

an а о Ln м м сч ф 4 со в сч cv м

917686

1 т

«ч

1

) ! ! !

1 ц.}

1(1

1 (ч

1

I !

I (;

}а 1

I

1 о

СО 0 CO

CD С

01 CO т

ОО

Ф

CL

Ф т л

Х

И со л сО

1 !

СЧ ! (1

1 ю со

11,N СЧ

СО л (о

CO

ОО

- 3 (тъ

СО LA (D

О <Л СП

1 1 1

I 1 о

СЧ СЛ В

cz} (z} (z(LA

1 1 0

I 1

СО Ю

ОО 0Ъ.0

° LA

О

0Ъ 0 (Ch л м л м л

СЧ

CO м ю О } л (Ч СЧ

Е (.} о

L х т (ч

1 !

1 т со

1

1

О л

Сч

СЧ л л

C0 CO

CD л

СЧ л- CO л л л О -О. а

CD

СЧ о о л сч м

Ф

Х

Ф

К С,)

Ое ща ае т (((Х т

Сч

1 л м л м

С0 л л м

ОО CO л м а л о м

I y

I 0

ОО Ф о ! л

I М

I ° л м

° -, CD м

1о о

z т о

C(С:

С.

I

«ч

I CD л м.. CD м

1 з

I lA

} л .о л

0 л л о О (ч о

СЧ

1 I

LA. о

1

I

-Ф

СЧ О л о сч .О (Ч CO л л

1 01

=(CO

О л

>S О о

z e а s

a(oеz

czc л еоее

Y Y (- а

1 (, 1

1 М

I л

S 1- S

О Y сох оха

c(o Ф

ocg

CL Е л с= 1- (((1

o v

=С (((cn z о а о

IQ о ((( чт. (ч (л (ч

М, ОО Л -О

1 ! 1

1 °

I

}о

Ф. т

0 . ((} z

S S

ЭЕ Е (ч о о о о м м ю (Ч

1. .- (Ч

1 с с ((}

1Ф

)S о ! (О 1 о

I 1

I 1

1 1

1 1 о

I 1 с

I I

1

1

1 !

I (1

I 1

1,! (I

I 1

I ! 1

I 1 . ° (ч

I

ОО О о, М СО ОО ОО

О О,о

CO ОО ОО

О lA CD

01 ОО ОО

917686

LA л

1С (о

Г((1 ( (D

S х (D ( о сх о

1 у ! -1I

1

I LA

I CO (о о Х

CL

З

Ш

1! z

1

0 л

1 у

СЧ Ю

OO СО

3

Г4 л (.Г\ л

Ю л м

I З

1 CO

I - 3

1

I

1

I л л м

Р4 л

CO

Ю (D

S х

Q)

CC C9 (- CD

v a

m (О а т л (Г1 ю м л (7(CO

Ю л

Ю ((л м

Г 4 л

CFI

C) (z( л ((Ю

«(" л л л

Я Э

С:> л л

I о

I S (к о (= o ! о

1 Ц .(> о с а (D

I С: ("

m х o v

X "(Г(( а Г>( (D Г((О х а о .(> 1o

m î m (I V су

I ! >>

m x

1 S S (K X

1 со л т

1

l C

1

Ю

ГЧ CV

> !

1 ! ! ! !

I !

> (l

1

1 (I

I !

i (I.

I !

I

m !

I >S о

1 m

1 О

I S

1 (1 Щ

1 (1 Г0 ! m

1 Г((I о

I

1

1 !

l !

l

1, I ! !

I ! !

I (! !

I

1 (I !

i ! !

l

I

1

1

1

1!

I

I

I ! Г9

t (D

Q.

1 (D

i 3 !

I C(;

I CD

l !

t

l !

I (I !

I

1 (—— ! !

X о

t о (L

I (I

I ! !

1

1

I (I

1 Г((l

1 .Г>

I (и о

I о а ! Е:

l z

1 ! ((1

1 !

1

1 ! у

I

I

I !

1

1 1

З

1 I

ГЧ

l 1

>S 0) 1 о ((((Х 1

s(-аs

CL ГО (D X I (: I 1: I

Е.О (D Е м м I- а 1

1

I ! ° с,(.( (т»

I

I м -3 л °

Ю ((л со о-> сч м - (СЧ CV (М

917686

1 1

1

1 . 1 -4

СО

1 СО сч о

Г С!1 с!3

I»

О

>z о

lQ

О

S с

ID

1С0

6)

CQ х о

Ю сс1 л с! м л! О

1 1

00 СО л

«0 «!

1 « л

1 сО

:л

1лл

° 4 .,ел м LA

CO О

I . с 4 л

СР е4 м л л о сч

° . «

СР «ф л л а

OQ

OO (С,) л л

М(4f

m o сч м а О

cv сч

CV

1-. ! р 1 ! I !

1 )

T

1 м

1 о

I о

I

1

1

I

I

I

I

1

I

1

1 !

1

I

1

I

1

1

I

1

I

1

1 ! !

I !

I !

1 !

I ! !

I

1

1

I !

1

I !

I

1 !

I

I !

I !

С4,. СО

-4

СО ! О

CA ъО .. - 3

00 СО Л

19

Формула изобретения

1. Масса для изготовления литейных стержней и Форм, а также огнеупорных и абразивных изделий по патенту

1 876952, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности стержней и Форм а также огнеупорных и абразивных изделий, она дополнительно содержит твердую добавку много- о атомного спирта или карбоновой кислоты с числом атомов углерода от 2 до

20 и гидроксильных групп, связанных с атомами углерода от 2 до 20 общей

Формулы

* t5

Составитель С.Тепляков

Редактор Е. Лушникова Техред 3, Фанта Корректор С. Шекмар

Заказ 1924/79 Тираж 853 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

4 Ф.. где R, R,,R,,R . - радикалы, выбранные из следующего ряда: водород, алкил, замещенный алкил. или К, R радикалы, выбранные из следующего ряда: водород, алкил, замещенный алкил, а R,,R,,взятые вместе, предо ставляют собой карбонильный кислород, или R, R взятые вместе пред1 ставляют собой карбонильный кисло3 род, à R, R - радикалы, выбранные

17686 20 из следующего ряда: водород, алкил, замещенный лкил, или R R взятые

Ъ

У вместе, и R, R, взятые вместе, представляют собой карбонильный кислород при следующем соотношении ингредиентов в составе массы,вес.4:

Комплексные связующие на основе борированного Фосфата алюминия в сочетании с водой и материалом на основе окисного соединения щелочноземельного металла

Твердая добавка многоатомного спирта или карбоновой кислоты,0,001-5,0

Огнеупорный наполнитель Остальное щ 2. Масса по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем; что, в качестве твердой добавки многоатомного спирта она содержит сорбит, сахарозу, инвертированный сахар, D -глюкозу, Р -глюкозу, д 1,2,6-гексантроил.

3. Масса по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве твер-. дой добавки карбоновой кислоты она содержит винную, лимонную, глюконовую, 5в щавелевую кислоты.