SU1289583A1

SU1289583A1 - Method of preparing water glass binder

Info

Publication number: SU1289583A1
Application number: SU853949666A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Шадрин; Владимир Алексеевич Иванов; Валентин Алексеевич Шевченко; Ольга Валентиновна Шадрина
Original assignee: Институт проблем литья АН УССР
Priority date: 1985-09-06
Filing date: 1985-09-06
Publication date: 1987-02-15

Abstract

Изобретение относитс к области литейного производства и может быть использовано дл приготовлени жидко- стекольного св зующего, используемого дл изготовлени литейных форм и стержней. Цель изобретени - стабилизаци физико-механических и технологических свойств св зующего, улучшение выбиваемоети смеси из отливок, повьшение прочности и снижение осыпаемости форм и стержней. Цель достигаетс за счет определенного пор дка ввода компонентов при приготовлении св зующего. Способ приготовлени жйдкостекольного св зующего, включающий смешивание жидкого стекла и орто- фосфорной кислоты, заключаетс в том, что ортофосфорную кислоту перед вводом в жидкое стекло подвергают двухступенчатой нейтрализации. На первой стадии в фосфорной кислоте раствор ют 10-20 мас.% порошкообразной кальцинированной соды. На второй стадии композицию, состо щую из ор- тофосфорной кислоты и сода|, смешивают с едким натром плотностью 1,26- 1,30 г/см в соотношении 1:2, после чего 5-20 мас.% полученного раствора смешивают с 80-95% лмдкого стекла. Такой пор док приготовлени св зующего позвол ет получать соли моно- и динатрийфосфата, что позвол ет стабилизировать физико-механические свойства св зующего и технологические свойства смесей. 5 табл. с Ф (О tvd СО biThe invention relates to the field of foundry and can be used to prepare a liquid glass binder used to make foundry molds and cores. The purpose of the invention is to stabilize the physicomechanical and technological properties of the binder, to improve the blending of the mixture of castings, to increase the strength and to reduce the crumbling of the molds and cores. The goal is achieved by a certain order of input of the components during the preparation of the binder. The method of preparation of glass fiber binder, which includes the mixing of liquid glass and orthophosphoric acid, consists in that orthophosphoric acid is subjected to two-stage neutralization before entering the liquid glass. In the first stage, 10-20% by weight of powdered soda ash are dissolved in phosphoric acid. In the second stage, the composition consisting of orthophosphoric acid and soda | is mixed with caustic soda with a density of 1.26-1.30 g / cm in a ratio of 1: 2, after which 5-20% by weight of the resulting solution is mixed with 80 -95% lmdkogo glass. Such an order of binder preparation allows obtaining mono- and disodium phosphate salts, which allows stabilization of the physicomechanical properties of the binder and technological properties of the mixtures. 5 tab. with f (o tvd co bi

Description

Изобретение относитс к литейному производству и может быть использовано дл приготовлени св зующих композиций, примен емых дл жидко- стекольных смесей.The invention relates to foundry and can be used to prepare binder compositions used for liquid-glass mixtures.

Цель изобретени - стабилизаци физико-механических и технологических свойств св зующего, улучшение выбиваемости смеси из отливок, повышение прочности и снижение осыпаемости форм и сте-ржней.The purpose of the invention is to stabilize the physicomechanical and technological properties of the binder, to improve the knockability of the mixture of castings, to increase the strength and to reduce the crumbling of the molds and the top.

Способ приготовлени жидкосте- кольного св зующего заключаетс в следующем.The method for preparing a liquid glass binder is as follows.

Концентрированную ортофосфорную кислоту перед вводом в жидкое стекло подвергают двухступенчатой нейт- рализации. На первой ступени в ней раствор ют 10-20 мас.% порошкообразной кальцинированной соды, на второй смешивают с едким натром плотностью 1,26-1,30 г/см преимущественно 1,28 г/см в соотношении 1:2, 5-20 мас.% полученного раствора смешивают с 80-95 мас.% жидкого стекла.Concentrated orthophosphoric acid is subjected to two-stage neutralization before entering into water glass. At the first stage, 10–20% by weight of powdered soda ash are dissolved in it, in the second stage it is mixed with caustic soda with a density of 1.26–1.30 g / cm, mostly 1.28 g / cm, in a ratio of 1: 2, 5–20 wt.% the resulting solution is mixed with 80-95 wt.% liquid glass.

На первой ступени нейтрализации ортофосфорной кислоты порошкообразной кальцинированной содой идет процесс образовани солей моно- и ди- натрийфосфата. На второй стадии нейтрализации ортофосфорной кислоты едким натром плотностью 1,26-1,30 г/см процесс образовани солей моно- и динатрийфосфата завершаетс .At the first stage of neutralization of orthophosphoric acid with powdered soda ash, the process of the formation of mono- and di-sodium phosphate salts takes place. In the second stage of neutralization of orthophosphoric acid with caustic soda with a density of 1.26-1.30 g / cm, the process of the formation of mono- and disodium phosphate salts is completed.

Предлагаемый способ двухстадий- ной нейтрализации ортофосфорной кислоты имеет р д технических преимуществ по сравнению с одностадийной, например едким натром. Во-первых, двухстадийный способ позвол ет использовать высококонцетрированную ортофосфорную кислоту, что устран ет введение излишней воды в св зующее, котора отрицательно вли ет на прочностные свойства смеси, а также повысить количественное содержание в составе св зующего и смеси , котора обеспечивает упрочнение смеси при комнатной температуре, и разупрочнение при заливке форм металлом . Во-вторых, при использовании двухступенчатого способа нейтрализации ортофосфорной кислоты улучшаютс The proposed method of two-stage neutralization of orthophosphoric acid has a number of technical advantages as compared with a single-stage, for example, caustic soda. Firstly, the two-stage method allows the use of highly concentrated phosphoric acid, which eliminates the introduction of excess water into the binder, which adversely affects the strength properties of the binder, and also increases the quantitative content of the binder and the mixture, which ensures the mixture is hardened at room temperature. temperature, and softening when pouring molds with metal. Secondly, when using a two-stage method of neutralizing phosphoric acid,

санитарные услови и техника безопас- 55кальцинированной соды на первойsanitary conditions and safe soda ash equipment at the first

кости труда, так как при введенииступени нейтрализации ортофосфорнойbones of labor, as with the introduction of neutralization of phosphorus

едкого натра в ортофосфорную кислотукислоты меньше 10 мае.7, (табл. 1,caustic soda in orthophosphoric acid acid is less than 10 May.7, (tab. 1,

(после растворени в ней кальциниро-п. 1) необходимо увеличивать количеванной содаО процесс нейтрализацииство едкого натра дл нейтрализации(after dissolving the calcination-p. 1 in it) it is necessary to increase the amount of caustic soda with the process of neutralization of caustic soda to neutralize

идет спокойно, без парозых выделений и выбросов. В-третьих, при нейтрализации ортофосфорной кислоты едким натром необходимо предъ вл ть высокиеIt goes quietly, without vaporous emissions and emissions. Thirdly, when neutralizing orthophosphoric acid with caustic soda, it is necessary to produce high

требовани по технике безопасности, так как процесс образовани солей идет очень интенсивно с большими выбросами, тепловыми и паровыми выделени ми , вместе с тем, образующиес соли фосфорной кислоты мгновенно переход т в кристаллическое состо ние , что затрудн ет ее дозировку и ограничивает растворимость в жидко- стекольном св зующем.safety requirements, since the process of salt formation is very intensive with large emissions, thermal and steam emissions, at the same time, the phosphoric acid salts formed are instantly transformed into a crystalline state, which makes its dosage difficult and limits the solubility in liquid glass binder.

Жидкое стекло используют натриевое с модулем 2,8-3,0, плотностью 1,42- 1,50 г/смз (ГОСТ 13078-81), перед смешиванием его с нейтрализованной ортофосфорной кислотой в жидкоеLiquid glass is used sodium with a modulus of 2.8-3.0, density 1.42-1.50 g / cm3 (GOST 13078-81), before mixing it with neutralized phosphoric acid in liquid

стекло предварительно ввод т 12- 18 мас.% едкого натра плотностью 1,26-: 1,30 г/см и довод т модуль жидкого стекла до 2,0-2,3.the glass is preliminarily introduced with 12-18% by weight of caustic soda with a density of 1.26: 1.30 g / cm and the modulus of the liquid glass is adjusted to 2.0-2.3.

Едкий натр использовали технический (ГОСТ 2263-71). Соду кальцинированную порошкообразную по ТУ 6- 18-171-78. Ортофосфорную кислоту экстракционную или термическую (ГОСТ 10678-76).Caustic soda used technical (GOST 2263-71). Soda ash powder on TU 6- 18-171-78. Extraction or thermal orthophosphoric acid (GOST 10678-76).

Характеристикой эффективности способа приготовлени св зующего вл ютс свойства смеси (улучшение выбиваемости из отливок, повышение прочности форм и стержней, снижениеCharacteristics of the efficiency of the preparation of the binder are the properties of the mixture (improving the knockability of the castings, increasing the strength of the molds and cores, reducing

осыпаемости, стабильность физико- химических свойств св зуюн(его) .fallability, stability of the physicochemical properties of the bond (s).

Составы растворов нейтрализованной ортофосфорной кислоты на 1-й ступени порошкообразной кальцинированной содой и на 2-й ступени едким натром приведены в табл. 1 и 2 соответственно .The compositions of solutions of neutralized orthophosphoric acid at the 1st stage of powdered soda ash and at the 2nd stage with caustic soda are given in table. 1 and 2 respectively.

Составы жидкостекольного св зую- щего приведены в табл. 3.The compositions of the liquid glass binder are given in Table. 3

Составы формовочных смесей, их физико-механические и технологические свойства приведены в табл. 4 и 5 соответственно.The compositions of the molding mixtures, their physico-mechanical and technological properties are given in table. 4 and 5, respectively.

Из данных табл. 3 видно, что предлагаемый способ приготовлени жидкостекольного св зующего позвол ет получить св зующее устойчивое при длительном хранении. При сниженииFrom the data table. 3, it can be seen that the proposed method for preparing a liquid-glass binder makes it possible to obtain a binder that is stable during long-term storage. By reducing

фосфорной кислоты на второй ступени от 2:1 до 3:1 (см. табл. 2, п. 1), что приводит к по влению сгустков в св зующем и переходу его в пастообразное состо ние (табл; 3, п. 1). При увеличении кальцинированной соды больше 20 мас.% в св зующем при хранении образуютс кристаллы /табл. 1-3, п. 5). При ведении нейтрализации фосфорной кислоты только одним едким натром (в одну ступень) снижаетс количество ° св зующем и смеси в 3,35 раза, что приводит к снижению прочностных свойств смеси в исходном состо нии и увеличению остаточной прочности смеси после прокалки в 1,5-3,5 раза соответственно (табл. 1-5, пп. 2-4, 6). Вместе с тем, при использовании дл нейтрализации фосфорной кислоты только едко- 20 широкое внедрение в литейных цехах го натра при хранении св зующего в течение 5-6 сут оно переходит в пастообразное состо ние.phosphoric acid in the second stage from 2: 1 to 3: 1 (see Table 2, paragraph 1), which leads to the appearance of clots in the binder and its transition to a pasty state (Table; 3, paragraph 1) . With an increase in soda ash more than 20 wt.% In the binding during storage crystals form / Table. 1-3, p. 5). When phosphoric acid is neutralized with only one caustic soda (in one step), the amount of the binder and the mixture decreases by 3.35 times, which leads to a decrease in the strength properties of the mixture in the initial state and an increase in the residual strength of the mixture after calcination. 3.5 times, respectively (Table 1-5, paragraphs 2-4, 6). At the same time, when phosphoric acid is used to neutralize only a little, the widespread introduction of sodium into the foundry shops of the binder during storage of binder for 5-6 days results in a pasty state.

Оптимальное содержание нейтрализованной ортофосфорной кислоты в жидкостекольном св зующем 15-17 мас.%. При увеличении нейтрализованной фосфорной кислоты в жидкостекольном св зующем больше оптимального значени снижаетс исходна прочность смеси, вместе с тем, снижаетс и прочность смеси после прокалки, а при снижении нейтрализованной фосфорной кислоты в св зующем остаточна прочность после прокашки возрастает (табл. 3, 5, п. 2-4). Поэтому в зависимости от конкретных требований производства к общей и поверхностной прочности стержней и условий выбивки отливокThe optimum content of neutralized orthophosphoric acid in the liquid glass binder is 15-17 wt.%. With an increase in neutralized phosphoric acid in a liquid glass binder, the initial strength of the mixture decreases more than the optimum value, at the same time, the strength of the mixture after calcination decreases, and as neutralized phosphoric acid decreases, the residual strength after prokashka increases (Table 3, 5, n 2-4). Therefore, depending on the specific production requirements for the total and surface strength of the cores and the conditions for casting of the castings

машиностроительных заводов.engineering plants.

Claims

Invention Formula

25 A method of preparing a liquid glass binder for molding and core sands, comprising mixing liquid glass and orthophosphoric acid, characterized by

30 by the fact that, in order to stabilize the physicomechanical and technological properties of the binder, improve the knockability of the mixtures, increase the strength and reduce the crumbling of the molds and

j ne, phosphoric acid, before entering the liquid glass, is subjected to two-stage neutralization: in the first stage, 10–20 wt.% calcined powder is dissolved in it.

It is necessary to choose the amount of added-40 soda, on the second - the composition, the flow to the liquid glass.

The proposed method of preparing a binder provides stable properties of a liquid glass binder during its long-term storage (more than 6 months) as compared with the prototype.

where the binder exfoliates and a precipitate appears a day after its preparation. The strength properties of the mixture according to the proposed method is 2-3 times higher than that of the prototype, and crumbling is 2.0-2.5 times lower. The binder consumption is reduced by 50%, and the residual strength of the mixture after calcination at 400–1000 ° C for

hour is reduced by 2-7 times (Table 3-5, paragraphs 2-4.9). The binder prepared according to the proposed method can be used not only for the manufacture of - / rods and molds using the CO process.

but also with heat drying.

The presence of a number of technical advantages for the mixtures using the proposed method of preparing a binder ensures its

20 widespread adoption in foundries

engineering plants.

Invention Formula

25 A method of preparing a liquid glass binder for molding and core mixtures, comprising mixing liquid glass and orthophosphoric acid, characterized by

30 by the fact that, in order to stabilize the physicomechanical and technological properties of the binder, improve the knockability of the mixtures, increase the strength and reduce the crumbling of the forms and rods

j ne, phosphoric acid before entering into the water glass is subjected to two-stage neutralization: at the first stage, 10-20 wt.% of calcined powder is dissolved in it.

common phosphoric acid and soda are mixed with caustic soda with a density of 1.26-1.30 g / cm in a ratio of 1: 2, then 5-20 wt.% of the solution obtained is mixed with 80-95 wt.% of water glass,

Concentrated extraction orthophosphoric acid with a density of 1.66 g / cm

Soda calcini1 ova-on powdered

e

25

75

33.5

66.5 66.5 66.5 66.5

Table 1

85

80

70

100

ten

15

20

thirty

33.5

ten

90

V

"

CO

e

t I

r oo

I I

g

I I

s

I I

t

00

t I

1L

at

I "l

"" Lilt

IGMII

I I

(four

fS

and

"O n and

n

and oh oh

"Ri