RU2071865C1 - Method for preparation of liquid glass binder - Google Patents

Method for preparation of liquid glass binder Download PDF

Info

Publication number
RU2071865C1
RU2071865C1 SU5040796A RU2071865C1 RU 2071865 C1 RU2071865 C1 RU 2071865C1 SU 5040796 A SU5040796 A SU 5040796A RU 2071865 C1 RU2071865 C1 RU 2071865C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
binder
pulp
liquid glass
glass binder
metal hydroxide
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.К. Сидоровичев
А.А. Шишкин
Л.С. Коваленко
В.А. Кислицин
В.П. Солошенко
Ю.Ф. Лотц
Original Assignee
Сидоровичев Вадим Константинович
Шишкин Александр Алексеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сидоровичев Вадим Константинович, Шишкин Александр Алексеевич filed Critical Сидоровичев Вадим Константинович
Priority to SU5040796 priority Critical patent/RU2071865C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2071865C1 publication Critical patent/RU2071865C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: foundry; manufacture of liquid glass binder for cores and moulds. SUBSTANCE: liquid glass binder is made using dust wastes of ferrocilicium production melting furnaces. First pulp is prepared by mixing water with alkali solution with subsequent heating of mixture to reaction starting point. Either pulp or water solution of alkaline metal hydroxide, and or their mixture can be heated. Binder of required modulus and density is produced. Moulds and cores of mixtures with such binder are easy to shakeout. EFFECT: enlarged operating capabilities. 1 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способу получения жидкостекольного связующего, применяемого для изготовления стержней и форм, а также может найти применение в других хозяйственных отраслях. The invention relates to foundry, in particular to a method for producing a liquid-glass binder used for the manufacture of cores and molds, and may also find application in other economic sectors.

Известен способ получения жидкого стекла дуплекс процессом, при котором шихта из кварцевого песка и соды оплавляется при температуре 1400 1450o C, с последующим растворением полученной силикат глыбы при давлении пара 5 8 атм [1] [2]
Эта технология связана с большими затратами энергии, а состав стекла не позволяет получать легкоразрушаемые при выбивке стержни и формы.
A known method of producing liquid glass is a duplex process in which a mixture of quartz sand and soda is melted at a temperature of 1400 1450 o C, followed by dissolution of the resulting silicate blocks at a vapor pressure of 5 8 atm [1] [2]
This technology is associated with high energy costs, and the composition of the glass does not allow to obtain easily destroyed when knocking out rods and shapes.

Известен также одностадийный способ получения жидкого стекла, сущность которого заключается в приготовлении рабочей суспензии (измельченный кварцевый песок раствор каустической соды) и последующей обработки ее в автоклаве при давлении 25 атм. и температуре 215o C в течении 2 час. 45 мин [1] [2] Полученное жидкое стекло обладает ранее описанными недостатками.There is also known a one-stage method for producing liquid glass, the essence of which is to prepare a working suspension (crushed quartz sand, a solution of caustic soda) and its subsequent processing in an autoclave at a pressure of 25 atm. and a temperature of 215 o C for 2 hours. 45 min [1] [2] The obtained liquid glass has the previously described disadvantages.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения силикатного связующего на основе аморфных модификаций кремнезема [2] Сущность способа заключается в использовании кремнегеля (отходы производства алюминиевых фтористых солей) или молотого диатомита. В обоих случаях аморфные модификации кремнезема смешиваются со щелочью и при постоянном перемешивании в течении 20 70 мин подогревают до температуры 40 - 85o C. При этом в процессе варки (химического взаимодействия SiO2 и например, NaOH) и образуется силикатное связующее.The closest technical solution to the proposed one is a method for producing a silicate binder based on amorphous modifications of silica [2] The essence of the method consists in the use of silica gel (waste production of aluminum fluoride salts) or ground diatomite. In both cases, amorphous silica modifications are mixed with alkali and heated to 40 - 85 ° C with constant stirring for 20 70 minutes. In this process, a silicate binder is formed during the cooking process (chemical interaction of SiO 2 and, for example, NaOH).

Описанный способ связан с большими энергетическими затратами (длительность процесса варки, дробление диатомита), а также невозможностью получать легкоразрушаемые при выбивке стержни и формы. The described method is associated with high energy costs (the duration of the cooking process, crushing of diatomite), as well as the inability to get easily destroyed when knocking rods and shapes.

Целью изобретения получение связующего обеспечивающего легкую выбивку форм и стержней, а также уменьшение затрат при его получении. The aim of the invention is to obtain a binder providing easy knockout of molds and cores, as well as reducing costs when it is received.

Цель достигается тем, что из пылевидных отходов плавильных печей феросплавных производств, содержащих диоксид кремния, готовят пульпы, которую смешивают с водным раствором гидроксида щелочных металлов. Для получения связующего пульпу или раствор гидроксида или/и их смесь нагревают до температуры, обеспечивающей начало химической реакции образования жидкостекольного связующего. The goal is achieved by the fact that pulp is prepared from the pulverized waste from smelting furnaces of ferroalloy plants containing silicon dioxide, which is mixed with an aqueous solution of alkali metal hydroxide. To obtain a binder, the pulp or the hydroxide solution and / or their mixture is heated to a temperature that ensures the onset of a chemical reaction to form a liquid glass binder.

Способ может быть осуществлен по нескольким схемам. The method can be implemented in several ways.

Схема 1. Scheme 1.

1.2. Подготовка пульпы из пылевидных отходов (возможен вариант, когда пыль с высокой температурой поступает непосредственного из фильтров очистных установок печей). 1.2. Preparation of pulp from dusty waste (a variant is possible when high-temperature dust comes directly from the filters of the treatment plants of furnaces).

1.2. Подготовка раствора гидроксида щелочного металла. 1.2. Preparation of an alkali metal hydroxide solution.

1.3. Дозирование компонентов (может быть произведено после нагрева). 1.3. Dosing of components (can be done after heating).

1.4. Нагрев одного из компонентов или обоих до температуры обеспечивающей начало реакции при смешивании. 1.4. Heating one of the components or both to a temperature ensuring the start of the reaction during mixing.

1.5. Смешивание пульпы гидроксида щелочного металла с одновременным протеканием реакции и выдержка до завершения реакции образования связующего. 1.5. Mixing the pulp of an alkali metal hydroxide with the simultaneous course of the reaction and exposure to completion of the binder formation reaction.

1.6. Выгрузка связующего и его отстой. 1.6. Unloading the binder and its sediment.

Схема 2. Scheme 2.

2.1. Подготовка пульпы из пылевидных отходов (возможен предварительный подогрев). 2.1. Pulp preparation from dusty waste (preheating possible).

2.2. Подготовка раствора гидроксида щелочного металла (возможен предварительный подогрев). 2.2. Preparation of an alkali metal hydroxide solution (preheating is possible).

2.3. Дозирование компонентов. 2.3. Dosing of components.

2.4. Смешивание пульпы с раствором гидроксида щелочного металла. 2.4. Mixing pulp with an alkali metal hydroxide solution.

2.5. Нагрев до температуры начала реакции и выдержка до ее завершения (обычно не превышает нескольких минут). 2.5. Heating to the temperature of the beginning of the reaction and holding to its completion (usually does not exceed several minutes).

2.6. Выгрузка связующего его отстой. 2.6. Unloading the binder sucks.

Cхема 3. Scheme 3.

3.1. Подготовка пульпы из пылевидных отходов. 3.1. Pulp preparation from dusty waste.

3.2. Подготовка гидроксида щелочного металла. 3.2. Preparation of alkali metal hydroxide.

3.3. Дозирование компонентов. 3.3. Dosing of components.

3.4. Смешивание пульпы с гидроксидом щелочного металла. 3.4. Mixing pulp with alkali metal hydroxide.

3.5. Нагрев до температуры начала реакции (возможно совместить во времени со смешиванием). 3.5. Heating to the temperature of the beginning of the reaction (it is possible to combine in time with mixing).

3.6. Выгрузка связующего (может быть совмещена во времени с реакцией образования связующего и со смешиванием) его отстой. 3.6. The unloading of the binder (can be combined in time with the reaction of the formation of the binder and with mixing) it sucks.

Схема 4. Scheme 4.

4.1. Подготовка раствора гидроксида щелочного металла. 4.1. Preparation of an alkali metal hydroxide solution.

4.2. Дозирование пыли и раствора гидроксида. 4.2. Dosing of dust and hydroxide solution.

4.3. Смешивание пыли с раствором гидроксида. 4.3. Mixing dust with a hydroxide solution.

4.4. Нагрев до температуры начала реакции и выдержка до ее завершения. 4.4. Heating to the temperature of the beginning of the reaction and holding to its completion.

4.5. Выгрузка связующего (может быть совмещена во времени с реакцией образования связующего) и его отстой. 4.5. The unloading of the binder (can be combined in time with the reaction of formation of the binder) and its sediment.

Перечисленные схемы не являются полным перечнем возможных вариантов ведения процесса, а показывают ряд приемлемых вариантов. The above schemes are not a complete list of possible options for conducting the process, but show a number of acceptable options.

Реакция образования связующего во всех описанных схемах начинается при температуре нагрева не выше 60o C и идет с выделением значительного количества тепла, что позволяет снизить затраты энергии только для осуществления начала процесса. В дальнейшем реакция идет без затрат энергии.The reaction of the formation of a binder in all the described schemes begins at a heating temperature of not higher than 60 o C and proceeds with the release of a significant amount of heat, which allows to reduce energy costs only for the start of the process. In the future, the reaction proceeds without energy consumption.

Выделяющееся тепло вызывает интенсивное испарение и следовательно бурное пенообразование, поэтому необходимо вести постоянно подавление пены. The heat generated causes intense evaporation and therefore violent foaming, therefore it is necessary to constantly suppress the foam.

Выбор соотношения компонентов, участвующих в реакции (диоксид кремния, гидроксид щелочного металла), а также количества воды позволяет получить жидкостекольное связующее требуемого модуля и плотности (с учетом погрешностей). Вместе с тем значение модуля связующего может быть изменено последующим вводом в связующее требуемого количества щелочи и перемешиванием до усреднения состава. The choice of the ratio of the components involved in the reaction (silicon dioxide, alkali metal hydroxide), as well as the amount of water, makes it possible to obtain a liquid-glass binder of the required module and density (taking into account errors). At the same time, the value of the binder module can be changed by the subsequent introduction of the required amount of alkali into the binder and mixing until the composition is averaged.

Пример 1. Получение жидкостекольного связующего с использованием пылевидных отходов плавильных печей производства феросилиция производилось путем смешивания пылевидных отходов или пульпы, содержащей пылевидные отходы с раствором щелочи с последующим нагревом смеси до температуры начала реакции (по приведенным схемам). Example 1. Obtaining a liquid glass binder using dusty waste from melting furnaces produced by ferrosilicon was carried out by mixing dusty waste or pulp containing dusty waste with an alkali solution, followed by heating the mixture to the temperature at which the reaction began (according to the above schemes).

Реализованы были схемы ранее приведенные схемы получения жидкостекольного связующего. The previously described schemes for producing a liquid glass binder were implemented.

Содержание диоксида кремния в пылях составляло 80 96% Остальное оксиды железа, алюминия, кальция, магния, марганца. The content of silicon dioxide in dusts was 80–96%. The rest was oxides of iron, aluminum, calcium, magnesium, and manganese.

Во всех случаях было получено жидкостекольное связующее с требуемыми (с учетом погрешностей) свойствами (модуль, плотность, вязкость). Время получения связующего в лабораторных и промышленных условиях при периодическом производстве и не превышало 10 мин. Анализу подвергали пылевидные отходы двухнедельной, двухмесячной и годовой давности получения. In all cases, a liquid-glass binder was obtained with the required (taking into account errors) properties (modulus, density, viscosity). The time to obtain the binder in laboratory and industrial conditions during batch production did not exceed 10 minutes. The dusty wastes of two weeks, two months and a year ago were subjected to analysis.

Результаты испытания свойств смесей содержащих 94% песка и 6% связующего приведены в таблице. Как видно из приведенной таблицы полученное связующее может быть использовано в литейном производстве для получения стержней и форм. Оно обладает свойствами не хуже тех, которые описаны в прототипе. The test results of the properties of mixtures containing 94% sand and 6% binder are given in the table. As can be seen from the table, the resulting binder can be used in foundry to obtain cores and molds. It has properties no worse than those described in the prototype.

Пример 2. Кроме того, с целью снижения затрат на получение жидкостекольного связующего в качестве компонента, содержащего гидроокислы щелочных металлов, использовали отходы выщелачивания производства точного литья. Example 2. In addition, in order to reduce the cost of obtaining a liquid glass binder as a component containing alkali metal hydroxides, leached waste from precision casting was used.

Жидкостекольное связующее со свойствами, близкими к описанным в таблице получали по схемам 2 и 3. A liquid glass binder with properties similar to those described in the table was obtained according to schemes 2 and 3.

Стержни и смеси, полученные с использованием жидкостекольного связующего (табл. ), применяли для изготовления чугунных и стальных отливок. Во всех случаях получены стержни и формы, отвечающие технологическим требованиям. Отливки соответствовали всем техническим требованиям. При этом установлено, что стержни и формы, изготовленные с использованием жидкостекольного связующего, полученного из отходов феросплавного производства, после их контакта с расплавленным металлом частично теряют свою прочность, что приводит к значительному улучшению их выбиваемости. Rods and mixtures obtained using a liquid glass binder (table) were used for the manufacture of cast iron and steel castings. In all cases, rods and molds are obtained that meet technological requirements. Castings met all technical requirements. It was found that the rods and molds made using a liquid-glass binder obtained from ferroalloy waste products, after their contact with molten metal, partially lose their strength, which leads to a significant improvement in their knockability.

Из приведенного описания видно, что предлагаемое техническое решение обладает следующими преимуществами. The above description shows that the proposed technical solution has the following advantages.

Для получения жидкостекольного связующего могут быть использованы пылевидные отходы ферросплавных печей и отходы выщелачивания литейных цехов точного литья, другие отходы с аналогичными свойствами, загрязняющие среду. To obtain a liquid-glass binder, dusty waste from ferroalloy furnaces and leachate from precision casting foundries, other waste with similar properties that pollute the environment can be used.

При получении жидкостекольного связующего необходим только предварительный подогрев компонентов до температуры начала химической реакции образования связующего (не выше 60o C). Дальнейшее поддержание энергетического условия протекания реакции происходит за счет выделяющегося тепла.Upon receipt of the liquid-glass binder, only the preliminary heating of the components to the temperature of the onset of the chemical reaction of the formation of the binder (not higher than 60 o C) is necessary. Further maintenance of the energy condition for the reaction proceeds due to the heat generated.

По сравнению с прототипом нет необходимости дробления материала, что исключает дополнительные затраты энергии. Compared with the prototype, there is no need for crushing the material, which eliminates the additional energy costs.

Повышается производительность при производстве связующего, за счет возможности разделения операций смешивания, дозирования и выдержки на время протекания реакции. Increases productivity in the production of a binder, due to the possibility of separating the operations of mixing, dosing and aging for the duration of the reaction.

Появляется возможность получения дешевого связующего за счет использования отходов производства и снижения энергетических затрат на подготовку компонентов и при производстве связующего. There is an opportunity to obtain a cheap binder through the use of production waste and reduce energy costs for the preparation of components and in the production of a binder.

Полученные продукты (стержни и формы) не загрязняют окружающей среды и будучи раздроблены до требуемой зернистости могут быть использованы повторно для тех же целей. The resulting products (rods and molds) do not pollute the environment and, being crushed to the required grain size, can be reused for the same purpose.

Claims (1)

Способ получения жидкостекольного связующего, включающий смешивание материала, содержащего диоксид кремния, с водным раствором гидрооксида щелочных металлов и нагрев, отличающийся тем, что в качестве материала, содержащего диоксид кремния, используют пыжевидные отходы ферросплавных печей, из которых готовят пульпу, а нагреву подвергают пульпу или водный раствор гидрооксида щелочных металлов и/или их смесь до температуры, обеспечивающей начало химической реакции. A method of producing a liquid glass binder, comprising mixing a material containing silicon dioxide with an aqueous solution of alkali metal hydroxide and heating, characterized in that the material containing silicon dioxide is used in the form of pulverized waste ferroalloy furnaces from which the pulp is prepared, and the pulp is heated or an aqueous solution of alkali metal hydroxide and / or a mixture thereof to a temperature ensuring the onset of a chemical reaction.
SU5040796 1991-12-05 1991-12-05 Method for preparation of liquid glass binder RU2071865C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5040796 RU2071865C1 (en) 1991-12-05 1991-12-05 Method for preparation of liquid glass binder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5040796 RU2071865C1 (en) 1991-12-05 1991-12-05 Method for preparation of liquid glass binder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2071865C1 true RU2071865C1 (en) 1997-01-20

Family

ID=21603546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5040796 RU2071865C1 (en) 1991-12-05 1991-12-05 Method for preparation of liquid glass binder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2071865C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Экспресс-информация, технология и оборудование литейного производства (отечественный опыт) / Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности. - М.: НИИМАШ, вып. 5. 2. Афанасьева Р.С., Богославская С.Д., Справник В.И. Особенности получения силикатных связующих на основе аморфных модификаций кремнезема. - Литейное производство, 1987, N 12, с. 10,11. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0734970B2 (en) Water-dispersible mold, method for producing the mold, and casting method using the mold
US20100107822A1 (en) Apparatus and method for manufacturing iron block using iron pieces
JP3295936B2 (en) Hydrothermal production method of potassium silicate solution
US3934637A (en) Casting of molten metals
US3473599A (en) Production of metal castings
US3326701A (en) Formation of solid bodies
RU2071865C1 (en) Method for preparation of liquid glass binder
CN107745082A (en) A kind of hot pressing note ceramic core and preparation method thereof
RU2532753C1 (en) Method of producing multilayer investment shell casting moulds
US4167418A (en) Protective coating for metal ingot molds and cores
RU2096124C1 (en) Method of preparing binder for molding and core mixtures
SU996064A1 (en) Method of producing castings in non-detachable ceramic moulds with use of investment patterns
SU1468636A1 (en) Sand for making cores and moulds the sand being hardened with carbon dioxide
RU2148464C1 (en) Mixture for casting form and rod making
RU2085489C1 (en) Method of liquid glass production
SU1685894A1 (en) Sand for investment casting
GB1568550A (en) Self-curing and water-soluble mould
RU2188155C1 (en) Liquid glass manufacture process
RU2053970C1 (en) Glass charge preparation method
SU1072980A1 (en) Method of preparing silicate bond
SU1766575A1 (en) Self-hardening sand for mould and rod producing
RU2200707C1 (en) Process of producing alumina from ash-and-slag wastes
RU2189941C2 (en) Liquid glass manufacture process
SU1685585A1 (en) Casting mould and core sand
SU1712344A1 (en) Method of producing fused-cast baddeleyite-corrundum refractory