PL149970B1

PL149970B1 - Preparat do mas formierskich i sposób wytwarzania preparatu do mas formierskich

Info

Publication number: PL149970B1
Application number: PL25962386A
Authority: PL
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1990-04-30

Description

POLSKA RZECZPOSPOLITA LUDOWA W	OPIS PATENTOWY	149 970
Patent dodatkowy do patentu nr- Zgłoszono: ®6 05 21 /P. 259623/	rczY^T£LNlAI 1 hu.il ll-..* * li
	Pierwszeństwo	Int a.⁴ B22C 1/16
URZĄD PATENTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: 88 08 18
PRL	Opis patentowy opublikowano: 1990 08 31

Twórcy wynalazku: Ireneusz Szlenk, Józef Magiera, Cecylia Cieraciok

Uprawniony z patentu: Przedsiębiorstwo Dostaw Materiałów Odlewniczych, Tychy /Polska/

PREPARAT DO MAS FORMIERSKICH I SPOSÓB WYTWARZANIA PREPARATU DO MAS FORMIERSKICH

Przedmiotem wynalazku Jest preparat przeznaczony do sporządzania mas formierskich stosowanych w odlewnictwie, zwłaszcza w produkcji odlewów żeliwnych, oraz sposób jego wytwarzania.

Dotychczas odlewy z żeliwa wykonane są przede wszystkim w masach formierskich na osnowie piasku kwarcowego z dodatkiem bentonitu zapewniającego wymagane własności wytrzymałościowe masy oraz z dodatkiem pyłu węglowego przeciwdziałającego przypalaniu się masy formierskiej do odlewów i polepszającego jakośó ich powierzchni /E.Janicki, W.Sakwa Materiały formierskie właściwości i zastosowanie, WNT Warszawa 1965/.

Jednakże pył węglowy wykazuje dwie poważne wady, a mianowicie: niską zdolność do wydzielania grafitu krystalicznego, tzw. węgla błyszczącego wpływającego korzystnie na jakośó powierzchni odlewów, dużą skłonnością do pylenia i brudzenia, powodującą znaczne pogorszenie warunków BHP w odlewniach.

Gładkość powierzchni odlewów, jego dobre odpalenie od masy formierskiej zależy w znacznym stopniu od ilości węgla błyszczącego wydzielanego z masy podczas jej zalewania ciekłym metalem. Węgiel błyszczący osiadając się na ziarnach piasku kwarcowego pokrywa je cienkim, wysoko ogniotrwałym filmem grafitowym, nie zwilżanym przez ciekłe żeliwo.

W rezultacie uzyskuje się odlewy żeliwne o gładkiej, czystej, pozbawionej wad powierzchni. Ze względu na fakt, że pył węgla kamiennego zawiera niewielką ilość części lotnych i charakteryzuje się niską zdolnością do wydzielania węgla błyszczącego, starano się poprawić te Jego niekorzystne cechy poprzez wprowadzenie do pyłu węglowego ciekłych produktów węglonośnych, najkorzystniej z grupy olejów mineralnych. Oleje te odznaczają się wysoką zawartością części lotnych oraz dużą skłonnością do wydzielania w wysokich temperaturach węgla błyszczącego.

149 970

Dlatego też, wzbogacanie pyłu węglowego olejami mineralnymi znacznie podniosłoby jego skuteczność i efektywność działania w masie formierskiej. Ponadto spodziewano się, że oleje mineralne będą nawilżać pyą węglowy obniżając tym samym jego skłonność do pylenia, có korzystnie wpłynęłoby na poprawę warunków BHP w odlewniach.

Jednakże podczas prób dodawania olejów mineralnych do pyłu węglowego napotkano na duże trudności w równomiernym rozprowadzeniu oleju mineralnego w masie pyłu węglowego. Podczas mieszania tworzyły się lepkie, tłuste bryły i grudy, szczególnie podczas dodawania ciężkich, gęstopłymnych olejów, jak olej opałowy /raazut/, czy olej cylindrowy. Ponadto okazało się, że tym sposobem można wprowadzić do pyłu węglowego jedynie niewielki dodatek oleju mineralnego, gdyż przy większych dawkach oleju tworzyła się pasta. Trudność w równomiernym rozprowadzeniu olejów zwiększały się znacznie w wypadku obecności w pyle węglowym bentomitu - drugiego podstawowego składnika mas formierskich.

Nieoczekiwanie okazało się, że trudności te można pokonać nie na drodze bezpośredniego dodawania olejów do pyłu węglowego, ale sposobem pośrednim polegającym na wprowadzeniu najpierw olejów mineralnych do mieszaniny eksperlitu z pyłem bakelitowopapierowym lub tekstolitowym, a następnie ciągle mieszając dodaje się pył węglowy i ewentualnie inne sypkie dodatki polepszające własności technologiczne mas formi^ kich w ilościach takich jak w preparacie. Eksperlit jest to perlit ekspandowany - substancja ziarnista, otrzymywana na drodze obróbki cieplnej piasku perlitowego będącego skałą kwaśną pochodzenia wulkanicznego o składzie chemicznym: Si0₂ - min. 69%, Α1₂0^ maks. 18%, Fe₂0^ * maks. 3%, CaO + MgO - maks. 6%, Na₂0 + K₂0 - maks. 9%. Ziarna piasku perlitowego podczas szybkiego nagrzewania w temperaturze 1000 ♦ 1100° zwiększają znacznie swoją objętość tworząc lekkie, porowate kuleczki szkliste, nazywane perlitem ekspandowanym lub eksperlitem. Pył bakelitowo-papierowy powstaje podczas szorstkowania, szlifowania lub przecinania płyt z papieru utwardzonego żywicą fenolową - fomaldehydową natomiast pył tekstolitowy tworzy się podczas szlifowania lub przecinania płyt produkowanych przez prasowanie i utwardzanie nasyconych żywicą fenolowo-formaldehydową tkanin z przędzy bawełnianej. Cząstki tych pyłów składają się z utwardzonej żywicy fenolowoformaldehydowej /bakelit/ i celulozy pochodzącej z papieru lub bawełny wchodzącej w skład płyt tekstolitowych.

Okazało się, że eksperlit i pył bakelitowo-papierowy lub pył tekstolitowy indywidualnie jak i w mieszaninie wykazują wysoką zdolność do pochłaniania dużych ilości olejów mineralnych pozostając w stanie sypkim i nie zbrylonym. Pył węglowy dodany do mieszaniny eksperlitu z pyłem bakelitowo-papierowy® lub tekstolitowym nasyconej olejami mineralnymi, podczas mieszania równomiernie i w całej swojej masie łatwo nawilża się olejami tracąc swoje własności pylące, przy czym cała mieszanina pozostaje nie zbrylona, sypka i nie pyląca. W trakcie prób i badań nieoczekiwanie stwierdzono, że pył bakelitowo-papierowy i pył tekstolitowy bardzo korzystnie oddziaływuje także na jakość powierzchni odlewów, polepszając ich gładkość i zwiększając zdolność odpalenia masy formierskiej do odlewu.

Preparat do mas formierskich składających się z piasku kwarcowego, lepiszcza i wody, według wynalazku zawiera wagowo od 3 do 1C% eksperlitu otrzymywanego w wyniku obróbki cieplnej piasku perlitowego zawierającego SiO₂ - min. 69%, A1₂O₃ - maks. 3$,

CaO + MgO - maks. ©6, Na₂0 + K₂0 - maks. θ%, od 5 do 13% pyłu bakelitowo-papierowego i lub tekstolitowego otrzymywanych w wyniku obróbki mechanicznej, odpowiednio płyt z papieru utwardzonego z żywicy fenolowo-formaldehydową i płyt z przędzy bawełnianej utwardzonej żywicą fenolowo-formaldehydową, od 5 do 30% olejów pochodzących z przeróbki ropy naftowej w postaci oleju maszynowego i/lub cylindrowego, i/lub opałowego, od 20 do 50% pyłu węglowego, od 20 do 50% bentonitu, od 2 do 10% kleju skrobiowego, stanowiącego produkt rozklejania mączki ziemniaczanej za pomocą ługu sodowego, i od 0,5 do 3% anionowego i/lub niejonowego środka powierzchniowo-czynnego ułatwajiącego rozprowadzanie się preparatu w wilgotnej masie formierskiej.

149 970

Przykładowo składy wagowe preparatu według wynalazku przedstawiono poniżej w przykładach.

Przykład I. Eksperlit - spęczniony piasek perlitowy na drodze obróbki termicznej - 5%, pył bakelitowo-papie rowy składający się z cząstek papieru z utwardzoną żywicą fenolowo-formaldehydową - 12%, olej maszynowy - 0%, olej cylindrowy - 8%, klej krochmalowy - LGT, stanowiący produkt rozklejania mączki ziemniaczanej za pomocą ługu sodowego - 5%, pył węglowy - 36%, bentonit - 25%, sulfapol - TR - mieszanina niejonowego i anionowego środka powierzchniowo-czynnego - 1%.

Przedstawiony w powyższym przykładzie preparat do mas formierskich sporządza się w ten sposób, że w mieszarce dla materiałów sypkich miesza się eksperlit z pyłem bakelitowo-papierowym, dodaje mieszaninę olejów mineralnych wcześniej przygotowaną, następnie wprowadza się pył węglowy i pozostałe składniki. Po wymieszaniu otrzymuje się sypki, nie zbrylony i nie pylący preparat według wynalazku, który pakuje się do worków z folii polietylenowej i dostarcza na stanowiska przygotowania mas formierskich.

Przykład II. Eksperlit - spęczniony piasek perlitowy w wyniku obróbki termicznej - 5%, olej opałowy 3-16%, klej krochmalowy LGT - stanowiący produkt rozklejania mączki ziemniaczanej za pomocą ługu sodowego - 5%, pył węglowy - 36%, pył tekstolitowy, składający się z cząstek bawełny z utwardzoną żywicą fenolowo-formaldehydową - 12$, bentonit - 25%, Roksol - MS - mieszanina produktów addycji, tlenków alkilenowych do alkilofenolu - 1%.

Preparat do mas formierskich, według wynalazku, przedstawiony w przykładzie II wytwarza się przez staranne wymieszanie eksperlitu z pyłem tekstolitowym w mieszarce dla materiałów sypkich i następnie, ciągle mieszając dodaje się olej opałowy podgrzany wcześniej do temperatury 70 ♦ 80°, po czym wprowadza się pył węglowy i pozostałe składniki. Po zapakowaniu w worki z folii polietylenowej preparat jest gotowy do stosowania w odlewni. Odmiana preparatu do mas farmierskich według wynalazku przedstawiona w przykładzie II odznacza się niższymi kosztami materiałowymi w stsuonku do preparatu według przykładu I, z uwagi na fakt, że olej opałowy jest znacznie tańszy od olejów maszynowego czy cylindrowego. Jednakże produkcja preparatu do mas formierskich zgodnie z recepturą przedstawioną w przykładzie II jest w pewnym stopniu utrudniona z powodu konieczności podgrzewania oleju opałowego w celu obniżenia jego lepkości. Preparat według wynalazku dodaje się do mas formierskich w ilości 0,5 do 2% wagowych, przy czym szczególnie korzystnym jest jego stosowanie do przymodelowych mas formierskich. Przykładowe składy przymodelowych mas formierskich z dodatkiem preparatu według wynalazku.

Przykład III. Masa formierska obiegowa - 50 części wagowych, masa formierska naturalna, zawierająca lepiszcze w ilości 8 do 10% i posiadająca średnie uziamienie 0,3 mm - 25 części wagowych, piasek kwarcowy płukany 2 K, uziarnienie 0,16 mm - 25 części wagowych, bentonit - 1,5 części wagowych, preparat według wynalazku o składzie recepturowym przedstawionym w przykładzie 1-2 części wagowe, woda: do zawartości wilgoci w masie - 6%, własności technologiczne: wytrzymałość na wilgotnym 0,05 do 0,06 MPa, przepuszczalność - 50 ♦. 60 cm^/G.min.

Przykład IV. Piasek kwarcowy płukany - 90%, bentonit - 8%, preparat według wynalazku przedstawiony w przykładzie 11-2%.

Po wymieszaniu składników dodaje się wodę w ilości zapewniającej uzyskanie zawartości wilgoci w masie formierskiej równej 3$ własności technologiczne: wytrzymałość na ściskanie w stanie wilgotnym R* - 0,07 do 0,08 MPa, przepuszczalności 120 ♦ 150 cm^/G.min.

Preparat według wynalazku, jak wykazały próby przemysłowe w znacznym stopniu polepsza jakość powierzchni odlewów żeliwnych, zmniejsza osypkowość mas formierskich i ułatwia wybijanie odlewów oraz zmniejsza zapylenie w procesie wytwarzania i regeneracji mas formierskich.

149 970

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Preparat do mas formierskich składających się z piasku kwarcowego, lepiszcza i wody, znamienny tym, źe zawiera wagowo od 3 do 1C06 eksperlitu otrzymywanego w wyniku obróbki cieplnej piasku perlitowego zawierającego Si0₂ - min. 69%,

Al₂0₃ - maks. '18%, Fe₂0^ - maks. 3%, CaO + MgO - maks. 6%, Na₂0 ♦ K₂0 - maks. ©6, od 5 do 15% pyłu bakelitowo-papierowego i/lub tekstolitowego otrzymywanych w wyniku obróbki mechanicznej, odpowiednio, płyt z papieru utwardzonego żywicą fenolowo-formaldehydową i płyt z przędzy bawełnianej utwardzonej żywicą fenolowo-formaldehydową, od 5 do 3006 olejów pochodzących z przeróbki ropy naftowej w postaci oleju maszynowego, i/lub cylindrowego i/lub opałowego, od 20 do 5006 pyłu węglowego*, od 20 do 50% bentonitu, od 2 do 10% kleju skrobiowego stanowiącego produkt rozklejania mączki ziemniaczanej za pomocą ługu sodowego i od 0,5 do 3% anionowego i/lub niejonowego środka powierzchniowo-czynnego·

2. Sposób wytwarzania preparatu do mas formierskich, znamienny tym, że eksperlit otrzymywany w wyniku obróbki cieplnej piasku perlitowego, w ilości 3 do 10%, oraz pył bakelitowo-papierowy składający się z cząstek papieru nasyconego utwardzoną żywicą fenolowo-formaldehydową i/lub pył tekstolitowy składający się z cząstek bawełny nasyconej utwardzoną żywicą fenolowo-formaldehydową, w ilości 5 do 15%, indywidualnie lub w mieszaninie nasyca się olejami pochodzącymi z przeróbki ropy naftowej w postaci oleju maszynowego, i/lub oleju cylindrowego i/lub oleju opałowego, w ilości 5 do 30%, następnie miesza się z dodatkiem pyłu węglowego, w ilości 20 do 50%, bentonitem, w ilości 20 do 50%, klejem skrobiowym stanowiącym produkt rozklejania mączki ziemniaczanej ługiem sodowym, w ilości 2 do 1C% i anionowym i/lub niejonowym środkiem powierzchniowo-czynnym w ilości 0,5 do 3%.

Pracownia Poligraficzna UP RP. Nakład 100 egz.

Cena 1500 zł