CS258845B1

CS258845B1 - A method for regenerating foundry molding and core blends

Info

Publication number: CS258845B1
Application number: CS867998A
Authority: CS
Inventors: Petr Jelinek; Frantisek Miksovsky; Josef Mrovec
Original assignee: Petr Jelinek; Frantisek Miksovsky; Josef Mrovec
Priority date: 1987-06-25
Filing date: 1987-06-25
Publication date: 1988-09-16
Also published as: CS799887A1

Abstract

Způsob regenerace slévárenskýoh formovacích a jádrových směsí, sestávajících z křemenného písku, vodního skla a esterového tvrdidla, probíhá tak, že se tato směs zhomogenizuje s 0,05 až 2,0 % hmot. síranu hlinitého, železnatého a železitého a poté se na ni působí teplem odlitku.The method of regeneration of foundry molding and core mixtures consisting of quartz sand, water glass and ester hardener is carried out by homogenizing this mixture with 0.05 to 2.0 wt. % of aluminum, ferrous and ferric sulfates and then applying heat from the casting.

Description

Vynález se týká způsobu regenerace slévárenských formovacích a jádrových směsí, sestávajících z křemenného písku a pojených alkalickým křemičitanem, zejména vodním sklem, a vytvrzovaných kapalnými tvrdidly esterového typu.The invention relates to a process for the regeneration of foundry molding and core compositions consisting of quartz sand bonded with an alkali silicate, in particular water glass, and cured with liquid ester hardeners.

Rozvoj chemizace slévárenské výroby forem a jader stále více využívá pojivové soustavy na bázi alkalických křemičitanů, vytvrzovaných kapalnými tvrdidly esterového typu. Technologie samotvrdnoucích směsí přináší řadu výhod, jako zvýSení produktivity práce, úsporu energie, zvýšení přesnosti odlitků, podstatné zlepSení hygieny a další,- avšak hlavním problémem zůstává špatná regenerovatelnost ostřiva. Bez zavedení regenerace musí se používat vždy 100 % nového ostřiva a použitá směs je určena k haldování.The development of the chemistry of the foundry production of molds and cores increasingly makes use of alkali silicate binder systems cured with liquid hardeners of the ester type. The technology of self-hardening mixtures brings a number of advantages, such as increasing work productivity, saving energy, increasing casting accuracy, substantially improving hygiene, and others - but the main problem remains poor regenerability of the sanding material. 100% of the new sanding material must always be used without introducing regeneration and the used mixture is intended for piling.

Vedle plýtvání s drahou surovinu, čistými křemennými pisky, jejichž zásoba je omezena, dochází k velkým národohospodářským ztrátám, zhoršení životního prostředí apod. Regenerace ostřiv má proto zajistit opětné použití vratných písků v co největší koncentraci v nově připravené směsi*. Nekvalitní regenerát však může zhoršit nejen technologické vlastnosti směsi, například životnost, pevnost, otěr, rozpadavost, ale i povrchovou kvalitu vyráběných odlitků.In addition to wastage of expensive raw material, limited quartz sand, the supply of which is limited, there are major economic losses, environmental degradation, etc. The regeneration of the sanding should therefore ensure the reuse of the return sands as much as possible in the newly prepared mixture *. However, poor quality regenerate can deteriorate not only the technological properties of the mixture, such as durability, strength, abrasion, disintegration, but also the surface quality of the castings produced.

V současné době se používají dva základní postupy regenerace a to suchou a mokrou cestou. Pro směsi s dovním sklem je účinnější regenerace mokrá. Podstata spočívá v tom, že při intenzivní otlrce zamokra dochází k otěru silikátů a rozpouštěni alkalických solí. Regenerát má pak nízkou celkovou koncentraci alkálií a je zbaven vysoce rozpustného octanu sodného, vedlejšího produktu vytvrzovací reakce. Při vyšší koncentraci octanu sodného než 0,1 % hmot. je připravená samótvrdnoucí směs s vodním sklem nepoužitelná z důvodu nízké životnosti,-pevnosti, vysokého otěru. Obsah octanu sodného u regenerátu z mokré regenerace je pod 0,05 % hmot. Proto je regenerát použitelný pro přípravu nové směsi až ze 100 %.Currently two basic regeneration methods are used, namely dry and wet way. Wet glass regeneration is more effective for mixtures with glass. The essence is that in the case of intensive wetting the silicates are rubbed and the alkali salts are dissolved. The regenerator then has a low total alkali concentration and is free of highly soluble sodium acetate, a by-product of the curing reaction. At higher sodium acetate concentration than 0.1 wt. is a self-curing mixture with water glass not usable due to low durability, strength, high abrasion. The sodium acetate content of the wet regeneration regenerate is below 0.05% by weight. Therefore, the regenerate is usable up to 100% for the preparation of a new mixture.

Samotná mokrá regenerace je velmi nákladná, vyžaduje veliké stavební plochy, drahá zařízení a hlavně spotřebu vody a složité vodní hospodářství pro mechanické a chemické čištění oběhové a odpadní vody. Ekonomicky výhodnější, jednodušší a tedy i zatím používanější je suchá mechanická nebo pneumatická regenerace, která však u samotvrdnoucích směsí s vodním sklem, vytvrzovaných esterovými tvrdidly, nedokáže kvantitativně odstranit octan sodný a proto je regenerát použitelný pouze z 50 až 60 % v nové směsi a regenerát s koncentrací octanu sodného až 0,3 % hmot. je zřeáován novým křemenným pískem.Wet regeneration itself is very costly, requiring large building areas, expensive equipment and, above all, water consumption and complex water management for mechanical and chemical treatment of circulating and waste water. Economically advantageous, simpler and hence still used is dry mechanical or pneumatic regeneration, which, however, in self-curing mixtures with water-hardened ester hardeners, cannot quantitatively remove sodium acetate and therefore the regenerate is only usable by 50 to 60% in the new mixture and regenerate with a sodium acetate concentration of up to 0.3 wt. it is being demolished by new quartz sand.

Octan sodný je rozložitelný teplem při 400 až 490 °C na aceton, který shoří a uhličitan dvojsodný, který už tak negativně neovlivňuje technologické vlastnosti směsí s vodním sklem.Sodium acetate is decomposable by heat at 400 to 490 ° C to acetone, which burns, and disodium carbonate, which no longer adversely affects the technological properties of mixtures with water glass.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob regenerace slévárenských formovacích a jádrových směsí, sestávajících z křemenného písku, vodního skla a esterového tvrdidla, podle vynálezu, jeho podstata spočívá v tom, že ee do směsi přidává síran hlinitý, železnatý nebo železitý v množství od 0,05 do 2,0 %/hmot. Působením tepla odlitku na formu nebo jádro dochází k reakcím mezi octanem sodným a uvedenými sírany. Vznikající octany mají nižší rozkladnou teplotu 150 až 330 °C, takže se celková koncentrace nežádoucích octanů sníží o 30 až 60 %, zatímco rozkladné produkty, především oxid hlinitý, železnatý nebo železitý, ještě napomáhají rozpadovostí samotvrdnouci směsi s vodním sklem a brzdí cristobalitickou expanzi křemenného ostřiva po odlití.The aforementioned drawbacks are eliminated by a process for the regeneration of foundry molding and core mixtures consisting of quartz sand, water glass and ester hardener according to the invention, which consists in adding to the mixture aluminum, ferrous or ferric sulphate in an amount of 0.05 to 2. 0% w / w; The effect of the casting heat on the mold or core causes reactions between sodium acetate and said sulfates. The resulting acetates have a lower decomposition temperature of 150 to 330 ° C, so the total unwanted acetate concentration is reduced by 30 to 60%, while the decomposition products, especially alumina, iron or iron, still aid the decomposition of the self-curing mixture with water glass and inhibit cristobalite expansion grit after casting.

Výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v převedení octanu sodného na octany s nižší teplotou rozkladu a v tom, že z vratné směsi před regenerací lze tedy při stávajících postupech a zařízeních suché regenerace připravit kvalitní regenerát, který může být použit ve vyšší koncentraci, někdy až 70 % hmot., do nové samotvrdnouci směsi s vodním sklem a esterovými tvrdidly, což zvýhodňuje postup suché regenerace ve srovnání s nákladnější regenerací mokrou.The advantage of the process according to the invention lies in the conversion of sodium acetate to lower decomposition temperature acetates and in that, prior to regeneration, the regenerative mixture can be used to produce a high-quality regenerate which can be used in higher concentrations, sometimes up to 70% % into a new self-curing mixture with waterglass and ester hardeners, which favors the dry regeneration process compared to the more expensive wet regeneration.

PřikladlHe did

Do směsi, sestávající ze 100 hmotnostních dílů křemenného písku a 3 hmotnostních dílů vodního skla, 0,3 hmotnostního dílu esterového tvrdidla, obsahujícího mono-, triacetín, se přidalo 0,4 hmotnostního dílu Alj/SO^/^.18 HjO. Vznikl octan hlinitý mající teplotu termického rozpadu do 310 °C.To a mixture consisting of 100 parts by weight of quartz sand and 3 parts by weight of waterglass, 0.3 parts by weight of an ester hardener containing mono-, triacetin, was added 0.4 parts by weight of Al3 (SO4). An aluminum acetate having a thermal decomposition temperature of up to 310 ° C was formed.

Příklad 2Example 2

Do směsi, sestávající ze 100 hmotnostních dílů křemenného písku, 3 hmotnostních dílů vodního skla a 0,3 hmotnostního dílu esterového tvrdidla, obsahujícího etylneglykoldiacetát, se přidalo 0,2 hmotnostního dílu A^/SO^/^, například bezvodého. Vznikl octan hlinitý mající teplotu termického rozpadu do 310 °C.To a mixture consisting of 100 parts by weight of quartz sand, 3 parts by weight of waterglass and 0.3 parts by weight of an ester hardener containing ethyl glycol diacetate, 0.2 parts by weight of Al 2 SO 4, for example anhydrous, was added. An aluminum acetate having a thermal decomposition temperature of up to 310 ° C was formed.

Příklad 3Example 3

Do směsi, sestávající se 100 hmotnostních dilů křemenného písku, 3 hmotnostních dílů vodního skla a 0,3 hmotnostního dílu esterového tvrdidla, obsahujícího di-, triacetin, se přidalo 0,2 hmotnostního dílu FeSO^.7 H₂O. Vznikl octan železnatý mající teplotu termického rozpadu do 220 °C.To the mixture, consisting of 100 pbw of quartz sand, 3 parts by weight of water glass and 0.3 part by weight of ester hardeners containing di-, triacetin, was added 0.2 part by weight of FeSO ^ .7 H ₂ O Ferrous acetate having originated thermal decomposition temperature up to 220 ° C.

Příklad 4Example 4

Do směsi, sestávající ze 100 hmotnostních dílů křemenného pisku, 3 hmotnostních dílů vodního skla a 0,3 hmotnostního dílu esterového tvrdidla, obsahujícího dietylenglykoldiacetát, se přidalo 0,1 hmotnostního dílu Fe₂/SO₄/₃.9 H₂O. Vznikl oetan železitý s teplotu termického rozpadu do 240 °C.To a mixture consisting of 100 parts by weight of quartz sand, and 3 parts by weight of water glass and 0.3 part by weight of ester hardeners containing dietylenglykoldiacetát, were added 0.1 part by weight of Fe ₂ / SO _{_4/3} .9 H ₂ O was created oetan ferric with a thermal decomposition temperature of up to 240 ° C.

Způsob regenerace slévárenských formovacích a jádrových směsí podle vynálezu je využitelný ve strojírenském průmyslu, hutnických slévárnách a slévárnách elektrotechnického průmyslu.The method of regenerating the foundry molding and core compositions according to the invention is applicable in the engineering industry, metallurgical foundries and foundries of the electrical industry.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for the regeneration of foundry molding and core compositions consisting of quartz sand, water glass and ester hardener, characterized in that the mixture is homogenized with 0.05 to 2.0% by weight. aluminum, ferrous and ferric sulphate and then treated with the heat of the casting.