SU1201037A1 - Смесь для литейных форм и стержней - Google Patents

Description

Изобретение относится к литейному производству и предназначено

для изготовления литейных форм и

стержней со связующим жидким стеклом.

Цель изобретения - снижение осы- 5 паемости и прилипаемости смеси, экономия энергозатрат и сокращение цикла на ее приготовление, а также , улучшение санитарно-гигиенических условий труда за счет введения в ю состав смеси комплексной технологической добавки, состоящей из водноглинистой суспензии и отхода контактной очистки остаточных и дистиллятных масел. 15

Комплексная технологическая добавка содержит ингредиенты в следующем количественном с мас.%:

Водно-глинистая суспензия Отход контактной очистки остаточных дистилляционных масел

причем отход контактной таточных и дистиллятных

(ОКООДМ) является отходом производства остаточных и дистиллятных масел на стадии их контактной очистки и представляет собой глинистую основу (Гумбринский бентонит), пропитанную ароматическими углеводородами при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Ароматические углеводороды

Нефтяные высокомолекулярные смолы Бензол, толуол, метилэтилкетон Глинистая основа Температура вспышки не

Водно-глинистая суспензия имеет следующий состав, мас.%:

Глина огнеупорная 40,0—50,0

Углещелочной реагент 0,5-0,6

Вода Остальное

Введение отхода контактной очистки остаточных и дистиллятных 50 масел позволяет, с. одной стороны, уменьшить прилипаемость смеси к модели, улучшить качество поверхности отливок путем уменьшения пригара, улучшить формируемость смеси, тем 55 самым сократить цикл изготовления форм и стержней^ С другой стороны,

: введение в состав смеси высококояоотношении,

20

35,0-45,0

55,0-65,0 ₂₅

очистки осмасел

20,0-22,0

0,8-1,0

0,001—0,005 ⁴⁰

Остальное

более 350^вС.

центрированной Водно—глинистой суспензии позволяет уменьшить осыпаемость смеси и тем самым брак литья по песчаным раковинам, энергозатраты на подготовку (сушку и размол огнеупорной глины), улучшить санитарно-гигиенические условия труда в смесеприготовительном отделении. Кроме водно—глинистой суспензии и отхода контактной очистки остаточных и дистиллятных масел смесь содержит водный раствор жидкого стекла модуля 2,4 л плотностью 1,48 г/см^э и кварцевый песок в качестве огнеупорного наполнителя.

Граничные и средние значения ОКООДМ, водно—глинистой суспензии . и комплексной добавки представлены в табл. 1-3.

Если использовать составляющие комплексной добавки отдельно друг •от друга, то невозможно одновременно получить улучшение качества поверхности отливок и снижение брака отливок по песчаным раковинам.

Пример приготовления водно—глинистой суспензии.

В шнековую мешалку заливают воду, загружают понизитель вязкости глинистых растворов в количестве 0,50,6 мас.% от общего количества водно-глинистой сусупензии и перемешивают в течение 20-30 мин до полного его растворения. Затем засыпают комовую огнеупорную глину и перемешивают до получения однородной суспензии в течение 3—4 ч. Готовая суспензия должна иметь 40— 50%-ную концентрацию и плотность не менее 1,4—1,45 г/см³. В качестве понизителя вязкости может быть использован любой, применяемый в литейном производстве. В предлагаемой смеси использовался углещелоч— ной реагент (УЩР). Если водно-глинистая суспензия имеет, в своем составе менее 40% комовой огнеупорной глины, то невозможно получить достаточно высокую прочность смеси во влажном состоянии, введя в состав смеси 2,8-4,95 мас.% водно-глинистой суспензии. Если увеличить содержание водно-глинистой суспензии в смеси, то увеличивается влажность смеси, что может привести к браку отливок по газовым раковинам. Если водно—глинистая суспензия имеет в своем составе более 50% комовой глины," то ее плотность выше 1,41201037 4

1,45 г/см·*, что затрудняет механизацию ввода ее в смешивающие бегуны

по трубопроводам.

Пример приготовления смеси.

В смешивающие бегуны загружается $

огнеупорный наполнитель и комплексная добавка. Время перемешивания 3 мин. Затем добавляется жидкое стекло и перемешивается еще 5 мин. После этих операций смесь готова к ю употреблению. С целью объективного сравнения предлагаемой смеси с прототипом произведена корректировка прототипа, для этого было увеличено содержание жидкого стекла до 5,6%,· щ удален едкий натр, глина огнеупорная молотая вводилась в количестве 2,0%, количество 0К00ДМ увеличено до 6,0% и добавлялась вода в количестве 2,0%. 20

Составы предлагаемой смеси, прототипа скорректированного и.смеси по базовому объекту приведены в табл. 4.

В табл. 5 приведены физико—' & механические свойства смесей, соответствующие смесям в табл. 4. Осыпаемость определялась после поверхностной сушки углекислым газом цилиндрических образцов под колпаком. Выбиваемость определялась по мето• дике ЦНИИТМАИ, для этого из смеси изготавливались образцы диаметром 50.мм и высотой 30 мм, прокаливались в печи при 400, 800 и Ю00°С, '

выдерживались в печи в течение 35

40 мин и охлаждались вместе с печью до комнатной температуры. Уплотняемость определялась отношением минимальной и максимальной плотности формовочной смеси в уплотненном об— ⁴⁰ разце, выраженном в процентах. Для получения минимальной плотности навеску смеси, просеянную через сито, засыпают в гильзу мод. 2М034 и подсчитывают плотность смеси. Для 45 получения максимальной плотности эту навеску в гильзе мод. 2МО34 уплотняют тремя ударами лабораторного копра . мод. 2М030 и определяют плотность смеси, Прилипаемость опре—50 деляли по методике П. П. Берга, при этом определялось количество стержней, которые могут быть получены в стержневом ящике без его протирки разделительными составами. Содержа- 55 ние пыли на рабочих местах в смесеприготовительном отделении определялось известным способом. Противопригарные свойства определяли по наличию пригарной корки на опытных образцах'. Образцы представляют собой усеченные конусы с верхним 40 мм и нижним 70 мм диаметрами и высотой 60 мм. Наличие пригара выражалось отношением поверхности с пригаром к общей площади поверхности образца в процентах. Смесь имеет прочностные свойства', отвечающие требованиям получения качественных форм и стержней (прочность .на сжатие во влажном состоянии 20,8-29,1 кПа; прочность в сухом состоянии на растяжение 463—569 кПа).

. Осыпаемость предлагаемой смеси составляет 0,2—0,5%, что гораздо меньше, чем у прототипа 1,0-1,1% и у прототипа скорректированного 0,8-0,9%. Пониженная осыпаемость смеси позволяет сократить брак литья по песчаным раковинам.

Уплотняемость предлагаемой смеси составляет 66,4-61,4%, ’ что гораздо лучше; чем у прототипа 78,4% и прототипа скорректированного 76,8%. Более хорошая уплотня— емость позволяет снизйть расход сжатого воздуха на изготовление одинакового количества форм или стержней. Так, при изготовлении одинаковых полуформ при прочих равных условиях (давление в сети сжатого воздуха, высота встряхивания, одинаковая модель, одна и та же встряхивающая машина и т.д.) при использовании предлагаемой смеси требуется для получения тех— . нологическо.й плотности смеси 3540 ударов стола о станину машины, при использовании прототипа 50—

60 ударов стола о станину машины, при использовании прототипа скорректированного необходимо 8090 ударов -стола о станину машины для. получения необходимой плотности смеси. При использовании предлагаемой смеси не требуется покрывать модель или стержневой ящик разделительным составом, так как прилипаемость отсутствует, при использовании прототипа необходимо покрывать разделительным составом модель или стержневой ящик через 10-14 съемов, при использовании прототипа скорректированного - через 19—26 съемов.

Время перемешивания предлагаемой смеси 8 мин, прототипа - 12 мин,.

5 120ί

прототипа скорректированного 14 мин. Сокращение времени перемешивания стало возможным при применении в процессе приготовления смеси водно-глинистой суспензии, при ₅ этом набухание глины происходит в мешалке при приготовлении водноглинистой суспензии, а не в бегунах, как у прототипа и прототипа скорректированного. 10

При изготовлении отливок в формах из предлагаемой смеси на отливках отсутствует пригар, при использовании прототипа на отливках 15 имеется 20-30% пригарного слоя, при использовании прототипа скорректированного 25-35%.

При использовании предлагаемой смеси в рабочем пространстве над и 20 около смешивающих бегунов находится не более 0,5 мг/дм³ пыли с содержанием 3£0_г в пыли 8,9%, при этом ПДК составляет 4 мг/дм³. При использовании прототипа и прототипа скор— 25 ректированного в рабочем пространстве находится 2,5-5,0 мг/дм³, при этом в пыли содержится 27,2% 3ϊ0₂, что соответствует ПДК, равному 2,0 мг/дм³, поэтому при использо- зо вании прототипа и прототипа скорректированного рабочим, обслуживающим смешивающие бегуны, необходимо работать в индивидуальных средствах защиты органов дыхания. ₃₅

При приготовлении предлагаемой смеси используется водно—глинистая суспензия, при этом не требуется сушка и помол глины, поэтому использование предлагаемой смеси в отличие от базовой смеси, прототипа и прототипа скорректированного позволяет экономить энергетические ресурсы на сушку и помол глины. При содер037' ‘ 6

жании в смеси менее 6,0 мас.% комплексной добавки не достигается нужной прочности на сжатие во влажном состоянии 11,0-15,0 кПа, увеличивается осыпаемость 0,7-0,9%, что повышает .брак литья по песчаным раковинам, ухудшается уплотняемость до 71,4%, появляется пригар на отливках 5-10% от общей поверхности отливок.

При содержании в смеси более 14% комплексной добавки увеличивается влажность смеси до 6,0% и более, что приводит к увеличению брака литья по газовым раковинам, уменьшается прочность в сухом состоянии до 401—447 кПа, увеличивается осыпаемость до 0,6-0,8, приводящая к увеличению брака по песчаным раковинам. Следовательно, оптимальным содержанием в составе предлагаемой смеси является 6,0-14,0 мае.% комплексной

добавки и 5,1 и 6,1 жидкого стекла.

' Применение в народном хозяйстве

предлагаемой жидкостекольной смеси позволит: снизить брак литья по песчаным раковинам за счет уменьшения осыпаемости форм и стержней с 0,61,1 до 0,270,5%; увеличить производительность встряхивающих формовочных машин и сократить расход сжатого воздуха за счет изменения уплотняемости смеси с 81,4 до 61,4—

66,4%; устранить прилип ае'мость формовочной смеси к модельно-опочной оснастке; снизить энергозатраты на перемешивание формовочной смеси за счет сокращения времени перемешивания с 14—12 мин до 8 мин; устранить энергозатраты на подготовку формовочной глины (сушка и помол); устранить пригар на отливках; сократить количество пыли в рабочем пространстве над смешивающими агрегатами с 2,5-5,5 мг до 0,5мг/м³.

Таблица 1

Ингредиенты ОКООДМ

Состав ОКООДМ

Нефтяные высокомолекулярные смолы 0,8 0,9 1,0

Ароматические углеводороды 20,0 21,0 22,0

7

1201037 -.8

Продолжение табл. 1

Ингредиенты ОКООДМ

Состав ОКООДМ

Бензол, толуол,.

метилэтилкетон 0,001 0,003 0,005

Глинистая основа 79,199 78,097 76,995

П р и м е ч а н и е. Составы ОКООДМ приведены с граничными значениями, зафиксированными за 1983 год. Отклонений от этих значений

. за этот период не обнаружено.

Таблица 2

Ингредиенты водноглинистой суспензии	Состав водно-глинистой суспензии
1	2	3
Глина огнеупорная	4О',О	45,0	50,0
Углещелочной реагент	0,5	0,55	0,6
Вода	59,5	'54,45	49,4
		Таблица 3

Состав комплексной добавки

Ингредиенты комплекс· ной добавки

Водно—глинистая суспензия 35,0 40,0 45,0

ОКООДМ 65,0 60,0 55,0

1201037

10

Компонентны смеси I Предлагаемая смесь Прототип Прототип Базовая

а

о

01

2

О

§

I Я а я 0) я Р. η о. о о о. и я о ь

со

С-4

43

·>

•л

чО

л

Ю

о

сч

о	40	со
04	04	' «ч
<г	О	со
Л	1 <г	1 г*
•ч	«ч	04
СО	о	сч

><г

*ч,

чО ’

чО

л

ιή . Ί

00

I

<ί

04

о

о

. 04

40

о

0ч

1Г>

о

4·

О

0>

СО

О

01

СЧ

υΊ

00

00

О

л

чО

40

04

О

I

4О

. л 00

о

*

Р*·

О

' 0ч

40

О

04

Ш

* 1

					1	V	я	и
		а			о	я	в	я
о		0.			«	о	к	я	32
сг		Р				я	о	я	я
		£	к		к	о	Ε-	я	т
	а	я	я		я,	о	υ	й	я
&	ь .	я	к		я		о	Г	я
0 · >	я .	Я	о		и	я	о	о	я
	Я	О	Я		я	я		я	о
ώ			0		Я		0ч	«	X	δ
о	>я	«в	ж	Е-	я	я	3	о	о
	: я	я		X	я	я	я	η		о
□	я	я	к	в)	г	η	я		>Я	о
•33	«	Я	Л	я	о	я	я	т	О	к
	м	а,	я	2	«	ю	я	я	Е-	о

Огнеупорный наполнитель 89,2 86,9 84,4 81,9 79,6 91,5-93,5 84,4

со

' о см о

I

х*

Гх

о

ί

40

хГ

I

1201037

40

О

см

I

Гх

ГХ

00

ш

40

Гх

т

см

Гх

о

а

00

о>

Л

ХГ

иН

А

ин

СП

А

СП

о	Е	ь X	1
«	£	ф	X
	о	0,	X
	е-	0.	а
	0	о	X
	а	X	о
	с	υ	0.

со

СП

I

хг

А

<г

см

гх

I

Χί

СП

М5

с

5

О

н

о

о,

к

ин

СП

I

о

ОС

СП

00

00

I

о

Гх

О

»

со

I

о

ин	А	Гх	Гх	—
*	40	А·	со	00
хг	40	Я—
	•ч
		АЧ	3 ХГ
	о	О	см
	АЧ	А	А
	А	ГХ	о		40
см	Гх	СП	м		см
А	хГ	|	1		1
ин	1	хг	о		04
1	ХГ	см	АЧ	00
σ»	СМ	А	А	V
А	А	О	00	40
<г	о	А.		Гх
		ин *	*4
	40	1—	СМ
	04	А	А
	А	хг	О		<г
Гх	' СП	хГ			АЧ
А	ин	1	т		I
СП	1	см	о		о
1	см	гх	•ч	ХГ
ин	Гх	А	А
А	А	хг	СО	оо
СП	«4-	**		Гх

хГ

I

ин

ин

А

И

СП

I

ин

см

О

СП

I

О

см

Гх —

				см	хГ	00
				ХГ	А	А
40					40	см
*	Гх	СО		о
	хГ	А		см	|	1
<п	хГ	о		I		о
1	1	1		Гх	00	хг
СП		40	о	00
*	О	А	А		см	о>
<г	-4	о	40	*4“

о

40

ин

О

				. чч	Гх	о
				40	00	40
АЧ				А,	А
А		ин		со	хГ	• АЧ
04	40	А				АЧ
см	ин	о		т	т	|
1	1	1			о	о
СП	о	СП	о	00	40	ХГ	•4-
А	оо	А	А		А
см	хг	о	ин	СМ		04	«ч»
см					• -*		40

ин

А

О

«о

о

ф

£

О'

ф

Σ

ф

о

ь

<о

§

ф

о,

с

Гх				ОЭ	00	о
*	40	ХГ				хг
00	ХГ	А		см	см
см	ин	О				04
А		1 см	40	А	7 04	1 гх	ин
*	ОО	*	А	хг	хГ	4-	см
АЧ	χί-	О	хГ		' ' » А '		40
см				04	00	Гх
				• аЧ	о	О
о				00	40	40
*	Ο	<г		А		А

ф

ф

X ин

Ф *

X О

хг

см

I

00

А

о

см

оо

•41

СП

ЧЭ

Μίо

»

см

см

А

«4и

ас

-οι

хг

ОН

I

<ин

40

40

ин

А

О

40 ..а.

μ

Ф

а

			ГХ	00	04		с			к
«4·	04		А	А	ХГ		X
ин	А		«4-	см	•А					•
хг	О				00		§ '
1	1		7	I	I	*4	0»
40	Гх	00	04	хг	хГ	А	а		ин
АЧ	А	А	«4	ин	ин	АЧ			А
ХГ	О	СП	А			ГХ	ф	оо	О
			00	40	40		X

5

ь

ф

>>

η

ь

и

>4

и

н

О

к ч ф ь о • т о X о с:

ί,

и

и

а

к

л

ь

о

о

X

X

¹ δ I ^α Ικ

х 45 о К X X

α к

х л х н X о к о

и о и а о о. а с иь л х

г 1'

ф

δ

ь о

ПО

О.

ф »

С X

*д.

И

и

о

X

ф

л

ь

и

о

X .

ф.

ф

X

ф

0»

ф

ία

и

х

а

в

ф

к.

х

и

ф

на сушку

ГЛИНЫ Не требуются Требуются

ф

£

X ~

4->

к

•а

с

« X

ф

ь

3

а

Ф

чо

о

о

X

X

. А

К θ’*

X

ф

ь

я

н

а о

о

о

н

х

X

X

0. <О £

к

и

ф

.X

к хг

00

0

5

£

X

Ф Ф Е1

X

0.

а

о

X

о

X

X

Ф

X

С£ Λ*χ

ч

а'

ф

И

* 5

0.

а,

с

0.

О,

а

О и

а

а

X

Ф

с

с

>»

с

м

со

. и а £

я:

0,

η

σι

Claims (3)

1. :(1-0,8) 6,0-14,0

   Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния Остальное
2. 2. Смесь поп. I, о т л и ч а —

   ю щ а я с я тем, что отход контактной очистки остаточных и дистиллятных масел имеет следующий состав , мае. X:

   Ароматические углеводороды Нефтяные высокомо- 20,0—22,0 лекулярные смолы Бензол, толуол, 0,8—1,0 метилэтилкетон 0,001-0,005 Глинистая основа Остальное 3. Смесь по п. 1,о т л и ч а ю

   щ а яс я· тем, что водно-гликистая суспензия имеет состав,вдс.Х:

   Глина огнеупорная 40,0-50,0

   Углещелочной реагент 0,5-0,6

   1. СМЕСЬ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающая огнеупорный наполнитель на основе диоксвда кремния , жидкое стекло и технологическую добавку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения ее осыпаемости и прилипаемости, экономии энергозатрат, сокращения цикла на

   ее приготовление и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, она в качестве технологической добавки содержит комплексную добавку из водно-глинистой суспензии и отхода контактной очистки остаточных и дистиллятных масел в соотношении (1-1,83):(1-0,8) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

   Жидкое стекло 5,1-6,1

   Комплексная добавка из водно-глинистой суспензии и отхода контактной очистки остаточных и дистиллятных масел в соотношении (1—1,83):
3. 3°^да Остальное

   зи „„1201037

   1201037