RU2047418C1

RU2047418C1 - Water glass mixture for casting molds and cores

Info

Publication number: RU2047418C1
Authority: RU
Inventors: Карл Георгиевич Штерн
Original assignee: Карл Георгиевич Штерн
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1995-11-10

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: mixture contains, by weight: sodium chloride 0.1-0.25; nephelinic pulp 0.8-2.5; water glass 1.9-6.1; isothermal hardening alkaline wastes; fire- resistant filler the balance. Availability of alkaline wastes in the presence of sodium chloride provides improved strength characteristics at terminating hardening stages of mixture and during storage for 24 hours. EFFECT: improved strength and knockout capacity and increased economy by usage of industrial wastes. 2 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых продувкой СO₂ или сухим воздухом.The invention relates to foundry, in particular for the manufacture of foundry molds and cores, cured by blowing CO ₂ or dry air.

Известны формовочные смеси, отверждаемые углекислым газом, в основном стержневые, к которым предъявляются более жесткие требования, чем к формовочным. Обладая рядом преимуществ эти смеси трудно выбиваются, плохо подвергаются регенерации и дают повышенный пригар, особенно на чугунных отливках. Состав и свойства быстротвердеющих смесей для CO₂-процесса известны [1]
В жидкостекольных смесях повышенное содержание жидкого стекла (4-6 мас.) совместно с едким натром отрицательно влияют на выбираемость литья, а добавки в виде мазута, древесных опилок и др. органических материалов, обеспечивающих податливость литейной форме, резко увеличивают пригораемость металла.Carbon dioxide curable molding mixtures are known, mainly rod formulations, which are subject to more stringent requirements than molding ones. Possessing a number of advantages, these mixtures are difficult to knock out, poorly regenerate and give an increased burn, especially on cast iron castings. The composition and properties of quick hardening mixtures for the CO ₂ process are known [1]
In liquid-glass mixtures, an increased content of liquid glass (4-6 wt.) Together with caustic soda adversely affect castability, and additives in the form of fuel oil, wood sawdust and other organic materials that provide ductility to the casting mold sharply increase the metal sticking.

Известна жидкостекольная смесь для изготовления литейных форм и стержней, в которой в качестве разупрочняющей добавки используется сернистый колчедан. Эта смесь имеет недостаточную живучесть, а содержащаяся в сернистом колчедане сера насыщает поверхностный слой отливки, снижая тем самым ее прочностные характеристики. Known liquid glass mixture for the manufacture of foundry molds and cores, in which sulfide pyrites is used as a softening additive. This mixture has insufficient survivability, and the sulfur contained in pyrites saturates the surface layer of the casting, thereby reducing its strength characteristics.

Наиболее близкой к изобретению по существу и совокупности признаков является жидкостекольная смесь, содержащая, мас. Жидкое стекло 2,0-6,0 Вода 2,9-5,7 Хлористый натрий 0,3-2,3 Тринатрийфосфат 0,8-4,2
Огнеупорный наполнитель Остальное.Closest to the invention in essence and in combination of features is a liquid-glass mixture containing, by weight. Water glass 2.0-6.0 Water 2.9-5.7 Sodium chloride 0.3-2.3 Trisodium phosphate 0.8-4.2
Refractory filler Else.

Данный состав смеси предназначен для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых только тепловой сушкой. This composition of the mixture is intended for the manufacture of foundry molds and cores, cured only by thermal drying.

Данный состав смеси предназначен для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемый тепловой сушкой. This composition of the mixture is intended for the manufacture of foundry molds and cores, cured by thermal drying.

Технический результат, получаемый от реализации жидкостекольной смеси по изобретению, состоит в повышении прочностных свойств смеси на завершающих этапах ее твердения и при хранении в течение суток. The technical result obtained from the sale of the liquid-glass mixture according to the invention consists in increasing the strength properties of the mixture at the final stages of its hardening and during storage during the day.

Жидкостекольная смесь по изобретению содержит такие технологические добавки как нефелиновый шлам, хлорид натрия и отход щелочи изотермической закалки, причем нефелиновый шлам выполняет функцию отвердителя, отход щелочи изотермической закалки используют в виде твердого компонента, который содержит, мас. Натрий едкий 23-34 Калий едкий 27-39 Калий хлористый 21-31 Натрий углеродистый 4-5 Барий углеродистый 11-12
Именно такой состав отхода сбрасывается, загрязняя окружающую среду. Введение же его в жидкостекольную смесь обеспечивает ускоренное доупрочнение форм и стержней на воздухе при СO₂-процессе отверждения. Кроме того, отверждение смеси достигается и при продувке сжатым сухим воздухом, причем скорость отверждения будет расти в зависимости от приложенного давления сжатого воздуха.The liquid-glass mixture according to the invention contains such technological additives as nepheline sludge, sodium chloride and isothermal quench alkali waste, the nepheline slurry acting as a hardener, isothermal quench alkali waste is used in the form of a solid component, which contains, wt. Sodium hydroxide 23-34 Potassium hydroxide 27-39 Potassium chloride 21-31 Sodium carbon 4-5 Barium carbon 11-12
It is this waste composition that is discharged, polluting the environment. Its introduction into the liquid-glass mixture provides accelerated hardening of molds and rods in air during the CO ₂ curing process. In addition, the curing of the mixture is achieved by blowing with compressed dry air, and the curing rate will increase depending on the applied pressure of the compressed air.

В качестве огнеупорного наполнителя в смеси использовался кварцевый песок марок К016-К0315 по ГОСТу 2138, натриевое жидкое стекло в качестве связующего, модуля 2,4-2,5, плотностью 1,44-1,47 г/см³. Содержание в смеси нефелинового шлама допускается в небольшом количестве, что связано с увеличенным содержанием жидкого стекла и уменьшением огнеупорности смеси, в основном для черных сплавов.As a refractory filler in the mixture, quartz sand of grades K016-K0315 according to GOST 2138, sodium liquid glass as a binder, a module of 2.4-2.5, with a density of 1.44-1.47 g / cm ^{3 were used} . The content in the mixture of nepheline sludge is allowed in small quantities, which is associated with an increased content of water glass and a decrease in the refractoriness of the mixture, mainly for ferrous alloys.

Нижнее содержание жидкого стекла в смеси ограничено 1,9 мас. так как при меньшем содержании прочность и осыпаемость смеси недостаточны, а при содержании большем, чем 6,1 мас. ухудшается выбиваемость смеси и падает ее начальная прочность. The lower content of liquid glass in the mixture is limited to 1.9 wt. since at a lower content, the strength and crumble of the mixture are insufficient, and at a content greater than 6.1 wt. the knockability of the mixture deteriorates and its initial strength decreases.

Составы смесей приведены в табл. 1, свойства в табл. 2. The compositions of the mixtures are given in table. 1, the properties in table. 2.

Оптимальными составами смесей следует считать N 4 N 7, так как при содержании отхода щелочи от 0,2 до 0,4 мас. и в сочетании с другими технологическими добавками проявляются наилучшие свойства смесей. The optimal composition of the mixtures should be considered N 4 N 7, since when the content of alkali waste from 0.2 to 0.4 wt. and in combination with other processing aids, the best properties of the mixtures are manifested.

Диапазон растворимости отхода щелочи в жидком стекле значителен, но в пределах до 1,3 мас. для данной смеси происходит активизация взаимодействия жидкого стекла с песком, т.е. при меньших расходах прочностные свойства в основном сохраняются. Содержание отхода щелочи выше 1,3 мас. приводит к снижению прочностных свойств, большой осыпаемости и кроме того стержни плохо сохнут. The solubility range of alkali waste in liquid glass is significant, but in the range up to 1.3 wt. for this mixture, the interaction of liquid glass with sand is activated, i.e. at lower costs, the strength properties are mainly preserved. The alkali waste content is higher than 1.3 wt. leads to a decrease in strength properties, high flaking, and in addition, the rods do not dry well.

Лучшие показатели свойств смеси при оптимальном содержании отхода щелочи в жидком стекле, насыщенном хлористым натрием. The best indicators of the properties of the mixture with the optimal alkali waste content in liquid glass saturated with sodium chloride.

Жидкостекольная смесь по изобретению отверждается не только продувкой углекислым газом, но и сжатым сухим воздухом, причем скорость отверждения зависит от приложенного давления (от 0,5 до 2 ат.). The liquid-glass mixture according to the invention is cured not only by blowing carbon dioxide, but also by compressed dry air, and the curing rate depends on the applied pressure (from 0.5 to 2 at.).

Смесь приготавливают следующим образом: сначала получают композицию из жидкого стекла, хлорида натрия и твердого отхода щелочи. В готовое жидкое стекло известной плотности, модуля и вязкости вводят технологические добавки (хлорид натрия), после растворения которого (40-50 мин) вводят твердый отход щелочи (время растворения 50-100 мин), причем модуль композиции 1,6-1,7, плотность 1,52-1,62, вязкость 30 с. The mixture is prepared as follows: first, a composition of water glass, sodium chloride and solid alkali waste is obtained. Technological additives (sodium chloride) are introduced into the finished liquid glass of known density, modulus and viscosity, after dissolution of which (40-50 min) a solid alkali waste is introduced (dissolution time 50-100 min), and the composition modulus is 1.6-1.7 , density 1.52-1.62, viscosity 30 s.

Существенным моментом в приготовлении композиции является последовательность растворения в жидком стекле компонентов, т.е. в жидком стекле сначала растворяют хлорид натрия, затем отход. An essential point in the preparation of the composition is the sequence of dissolution of the components in the liquid glass, i.e. sodium chloride is first dissolved in liquid glass, then waste.

Такую последовательность смешивания компонентов менять местами не следует, так как в противном случае хлорид натрия не растворяется. This sequence of mixing the components should not be interchanged, since otherwise sodium chloride does not dissolve.

Примерный расход куcков твердого отхода щелочи 50 х 50 х 30 мм. Затравку твердого отхода щелочи получают из жидкого отхода щелочи, который после охлаждения (при 50^оС) дробится до требуемых размеров и затаривается в бумажные мешки для предохранения от гигроскопичности.The approximate consumption of pieces of solid alkali waste is 50 x 50 x 30 mm. Seeded solid waste lye is prepared from the alkali waste liquid which after cooling ^(at 50 ° C), is crushed to the required size and zatarivatsya in paper bags for protection against hygroscopicity.

Упрочнение форм и стержней предполагается производить двумя способами:
продувкой углекислым газом (СO₂-процесс) в течение 60 с;
продувкой сжатым сухим воздухом под давлением 0,6-3,0 атм. в течение 5-6 ч.Hardening of forms and rods is supposed to be done in two ways:
blowing off carbon dioxide (CO ₂ process) for 60 s;
blowing with compressed dry air under a pressure of 0.6-3.0 atm. within 5-6 hours

Предельное содержание хлорида натрия в композиции 0,25 мас. (см. табл.) связано с его органической растворимостью, примерно до 6,2-6,6% Раствор насыщается. Живучесть смеси определяется содержанием в смеси нефелинового шлама, например, при содержании 1 мас. живучесть смеси 8-10 ч, при содержании 2 мас. живучесть составляет 5-6 ч. The maximum content of sodium chloride in the composition of 0.25 wt. (see table) is associated with its organic solubility, up to about 6.2-6.6%. The solution is saturated. The survivability of the mixture is determined by the content in the mixture of nepheline sludge, for example, at a content of 1 wt. the survivability of the mixture is 8-10 hours, with a content of 2 wt. survivability is 5-6 hours

Для отверждения смеси сухим сжатым воздухом его подают к местам внутренних площадок постоянного касания смеси, например, в стержневом ящике (или модели) вполне решается вопрос отверждения. Возможные подводы сжатого воздуха: верхний подвод сжатого воздуха не подходит, так как не обеспечивает равномерного распределения воздуха под давлением. Воздух в этом случае уйдет по пути наименьшего сопротивления, т.е. через верх. Подвод сжатого воздуха снизу, например для стержневого ящика, возможен и будет благоприятен для больших площадок с одновременным отводом на меньшие площадки, т.е. обеспечивается движение потока. To cure the mixture with dry compressed air, it is fed to the places of the internal sites of constant contact of the mixture, for example, in the core box (or model), the curing problem is completely solved. Possible supply of compressed air: the upper supply of compressed air is not suitable, as it does not provide uniform distribution of air under pressure. In this case, air will go along the path of least resistance, i.e. through the top. The supply of compressed air from below, for example for a core box, is possible and will be favorable for large areas with simultaneous discharge to smaller areas, i.e. flow movement is provided.

Реализация изобретения позволяет повысить прочностные свойства смеси на завершающих этапах отверждения и при хранении в течение суток, улучшить выбиваемость смеси и уменьшить стоимость процесса получения литья за счет использования отходов производства, благодаря чему улучшается экологическая обстановка. The implementation of the invention allows to increase the strength properties of the mixture at the final stages of curing and during storage during the day, to improve the knockability of the mixture and reduce the cost of the process of casting through the use of production waste, thereby improving the environmental situation.

Claims

LIQUID-GLASS MIXTURE FOR CASTING FORMS AND RODS containing refractory filler, water glass, sodium chloride, characterized in that it additionally contains isothermal quenching alkali waste and nepheline sludge in the following ratio of components, wt.

Liquid glass 1.9 6.1
Sodium Chloride 0.1 0.25
Isothermal quenching waste 0.1 1.2
Nepheline sludge 0.9 2.5
Refractory filler