Водорастворимое связующее для литейного производства

Водорастворимое связующее для литейного производства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей, использующихся при изготовлении литейных стержней и форм. Цель изобретения - снижение стоимости связующего устранения пригара, обеспечение легкой выбиваемости смесей и возможности регенерации и повторного использования компонентов стержневых и формовочных смесей. В качестве связующего применяют гидролизованные щелочью продукты озонолиза смолисто-асфальтовых компонентов нефтей и нефтяных остатков. Такое связующее позволит при добавках к минеральному наполнителю в количестве до 3 мас.% получение стержневых и формовочных смесей и соответственно сухих стержней и форм, по важнейшим показателям (прочности, газопроницаемости, осыпаемости) не уступающих типичным изделиям на основе водорастворимых синтетических смол. А также получать отливки из цветных и черных металлов, характеризующихся точностью изготовления, легкой выбиваемостью и отсутствием пригара. Кроме того, с таким связующим становится возможным регенерировать минеральный наполнитель и непрогоревшую часть реагента и вторично использовать их для приготовления стержневых и формовочных смесей. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В 22 (: 1 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

> Матюга

>Я1 „) (а )

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4268845)31-02 (22) 26.06.87 (46) 30.10.89. Бюл. ¹ 40 (71) ИнститутT химии и нефти ГО ЛН ГГГР и Научно-производственное обьединенис

«(7о <>к)с» (72) Л. К. 7ебедев, Т. Л. Филимонова, В. Ф. KdXI»>IIIOB, 3. Д. Зайцев и Г1. П :ивиРИ IOB (53) 62! .742.48 (088.8) (56) (оветы >ыводсксл тсе(нс)логу.,7.: ><(ения <ыт, 1975, с. 18 19.

Лбр:)чов Г. Г. Гир;>Ночи lh )ло.>rof;> лнтс йщикы .Ч: Высшая и кО,IB, 1983. с. 77 -78. .(ебед в Л. К. и г(р.. 1еструкци>! смолист<) коч(н>н >тон н«фт«й ры >1!«ill!»x ти>н>В нри Озонолизе. Г1сфтеким ия, 1980, г. ХХ, .)<>Ъ 6, с. 918 926 (54 ) B():(Ñ)(>Ë(-TÊÎ(TÈÌÎF СВЯЗi (OIIIFF .7. »1 .Г)ИТБГ1НГ)ГГ) Г1(>ОИЗВГ), (г:ТВЛ ((! 1(>Оор< т(fill(o1 Hot итс 5! к,! ит(. и ttoxi x llpou.>>>одств.,;) ичеtiflt) h >ЗУIO!I(И X(H IIPИ ИЗ ГОТОВ.I(. >IИ H ЛИТ(И Hf>IX

<.1ержнс>! и форч. Цель и и)бретения сниИзобретсние относи>ся к литейному производству, ы именно к сс>отавам счесей, исНО, )ЬЗ К)>ЦИ. <(Я itPH ИЗГОТОН. ICtiiili,1ИТС ИНЬ!. стсрж>ци и форм.

Це.)ь изобр TLIIHH — снижение стоимости связук1И(его, устранение пригара, Обссиечение легкой выбиваемости счесей, возможности реген pB IIHII и >>овторного исполь >ОН;>ния компонентов стержнеBblx и ф )рмовочfit>l> (ч< с(и.

i (pi!xi< HBt÷!.!.< в качесTBt . свя.> ющего

: идр()ли It)B;»titbit цро.tx кты Озонолиза (ГГ10>

1 >i rh(X ц>I > Ii(((1 i Я н>>IX ()OТBThOB, II ри рО 1НЫ." бИ

> >,>ОН lt !Oôd. lbTd II.)И ВЫ Lt«1С IIHbIX ИЗ НИХ с мО I!i<"го-ысфыль г<)Bbl х Вс н<еств.

„„SU„„1518073 А 1

1 жение стоимости связующс го устран filtH пригара, обеспечение легкой выбиваечо. и смесей и возможности регенерации и повторного использования компонентов стерж неBI Ix и формовочнык смесей. В качеBTBL сн>>зукнцего применяют гид(,О.>изоваиные >цслочьк1 продукты озонолизы смолисто-ысфальтоBblx компонентов нефтей и нефтяны) остатков. Такое свя> ю>цее позволит при добавка. к чинераль.(оч наполните.)к> в количс ствс до 3 мыс." <, получение стержневы и формон IHI lx смесей и соотвс1ственно су и). сг(ржи< и и <1)Орм, !IО В !),+ !><>! ц! и. I! t )h, i B I т< 5)>! (иро iiio(ти, I ddîïðoHèöàåìîñòH, Осыиыемо< т>!) Ilt> усTx Iidfottlftx типичным изделия,!

îoноВе водорастворичык синтети ltikf)x счо.l. Л также получ;>ть 01ливки из I!Bt I. ныx и чернык мсfdл:loB. àp;Iктеризук) ци <5! то>(>>осTьк) изготовления, легкой выбив;>еч< 1L lo и )тсугствиеч иригара. Кром< то О.

Т<>КИ >! LBßBX КЭ(ЦИМ (Та НОВ ИТ< и BOBXI Od(>il>l t) ()ЕГ(!>(>Р>! PÎÂ >ТЬ М И >it. )dЛ ЬНЫИ Hd I!01 ÍÈÒ(., )! непрогоревшуfo часть реагента и втор)(чи ) исilo. li,:IoBdòü Нх для ириготов,)ения сTt. р кнев>> и форчовочнык смесей. 2 табл.

Физико-кичические;арактеристики Iloлу >ае:.It>lx водорастворимык продуктов Оi()li<)лити (сской деструкции нефтянык Bt>I< oht) > лек).> я рн ык соединений колебл к>тся ti висичости от природы и(:кодного < ырья условий озонирования. (,реднис чо.)<к<,IHð ные массы продуктов озонолизы счол и >l< фальтенов из различных нефтей, природkil I битумов. остатков от зыводской íефтеilt. р(pil

ООтКИ. ИЗЧЕРЕНÍblt ИОСЛЕ ЭтЕРИфИКdllн! >и . сT(3 H а.>О>! ета но>! !. Iß ito,!B B. I(н H5I циации молекул из-за образования чс.к< ,1скiлярнык водородиык связс й. ч< няк>l t 5 оТ 380 до 900 а.е. м, чаще всего сосгыш>я, 600 — 80() а.е.ч.:)1(. чентный состdв I!ро 1с, >

l 5 I 8071 тов колеблется в пределах. мас.,><). (. 60,07:3,0; Н 5,5 10,5, N 0,6---1,5; > 0,9- -З,О (до

4,5 в случае Высокос«рнистого сырья) 0 !

),2 31,4. Молекулы продукгов содержат в ср«днем 1,3 2,2 грл ппы (3ООН (в солевой форме — (:OONa) .

Е3 эксперич HTax В качестве водора ТВоричых связующих были использованы llpoдукты озонолитической деструкции остатка (гудрона ) 540"<:) оТ вакуумной перегонки товар(юй западносибирской нефти, а такж« асфальтита и <бутановыx счос(», полученlihlx при ступенчатой деасфальтизации того ж« (>«татка л«гкич 6«í.>èkloxt HK — 40 (. и сжиженныч бутаном. (. !нтез продук(ов прово (ился сле (л кнцич

Образом.

Образцьl исхо,(но!.О Вещ«ства (гt . (poll;1, <>«<1> <>. 1 t>TII TH, «(>xò<1iioi>BI х « >t О.(» ) Pa E Г13() PH.I И

В (,(,1„(20 г в 300 ч I), почеп(аllt расTBop в

f)t aкпионный сол д барбота KHotо Tkt lid и озоkilt РОВ<1,111 П Л Г«М IIPOI I У< Ка Н И и З PВСТ 13OР

О 3 О (I O K I I «, I O p () i I I O !i С ч (. С и, В Ы f);i á;I (I >1 Â <1<. t l < ) I t .1;Iборат(>рным («нс р;Iторол> Озона. (1 О(, loll(E. ни«о tollср«(сгв<>ч н<ч!р«рынного и.>ч«р«ния концентрации 0 В

oTx<>;I5ill1E ÷ I а.к с Iiobkoll(hlt) УФ-;нт hToP

;i»;iлизатора Л, (<. 4 и регистрации (юк»3<1!lit!1 IIисца. Г!ри и Iko,>ьзонаIIk1И I>ЕlI< Р 11 ОРii <. I!POИ 3BOДИTE .1ЬНОETЬК) (IO о.tt>1It Око Io " I ч продолжительн<>с ь t) tolillJ)<>l3d lilt!1 < ОС1;! В,)я, lа 1 5 2 0 Ч. 1(O Окон ч;>lilt I I О 3 () ill! () () I> < !I!It H P E К) C » I « t I > I I E . Р (.>и >си,lit H круl«ло (ОннуK) колбу с меlllбр(i I ныч х<>ло.(и (hниhоч, приливали 40 ,>(! ч,i 1(I"„-kl<)l<) раствора ХаОН и при инIE lI«II(3II<> I II(. р(л((щи ванин нагревали 1(> киIIt ния н Tt к ни«20, 30 чин с целью гидрол и и !«ского рас щ«!>л«н и я озонидо В. 3(!Тел( счt сь Охлаж,(>1,!и, IIEр«!н)«или в делительнук>

k3opoIIk) и после рассл<>ения фаз сливали нижнии с.!Ой, со.(e ржап(ий 0.1,, вод(ин растворимые про (л кты и непрореаг«poBHBil»1«

koч !Н>н«нты сырья Ост(!Вп!Неся В Воронк«

ВОДНОЩЕ t<)«t«>«P,I«i НОР И Bell ihiB«il« i(Pit

<> гс таина нии см Ол<юбра.>lib(«веществ;> nepelIOt kl, 1(! 13 И С ll <> ()111(>,!h(I X K) Ча Ц! КХ, О(I(

ВО (Л 11 IIO. I » ЧС Н НЛ К) Л! Ht СX E X Н! И.1 И (3 Ва КЛ >> М« (20 40 чч рт.ст.) lip!1 50 — 60 <;.

Е3ы (ес!енны«Г(10 — порошкообразные B(. щ«стBd оу ровато-черного цвета, обладак>т

:3Ik;> «Itт«льной расз воримостьк> в во.(е (;и>

2(!0 I, ë и Bhlill«) . (lо данныч, полученным при прял>ох( форму (таол. 1), эти вещества пр«дстав.(як>т сооой сложную счесь Na-«олей !юлифл нкциональных органически. кис,ют (.xдя !и> ИК- и I(ÌÐ-спектрач, В атих кис,(огах, кроче рл пп <.OOH (В o.IE Boé форче (OON<1, В среднеч по 15 20 группы в расч«т«на чолекллу), сод«р кится

lllk! f)ohltlt набор карбонильных, гидроксильны. (в т.ч фс (к>льных), сульфок«идны;, сульфонных и других гетерофункций. Большинство углеродHblx атомов в молекулах образуют алифатич«ские и алициклические структуры, и ье более 25 ><> o61(IE го числа ато5 vloH <. Bxo (ят в сосIdB ароматических, преимущественно бензольных, ядер.

I l р и II () и(oToa.l(ll и и ETE рж н(. Вы х и фо f) чово IHhlx счес«й, сиязук>щее (в солевой форме) истирали в тонкий порошок и прибав(ð ЛЯЛИ В Р<н ЧЕТНОМ КОЛИЧ«Ств«К ПЕСКУ ЧВРКИ (К016, ñî.нржащему 1" E> глинистых частиц. (.месь перемешивали в бегунах в течение

10 мин, зятеvl добавляли воду в количестве

4 5<,> оТ массы сухой смеси и дополнительно перемеL(tHBaëè в течение еще 10 мин.

)5 (13 !Н>лученной сырой массы форл(овали <)6разцы .(ля проведения изчер«ний фи>ико-че. анич«ских xapaKT«plt« t 1th сог,!асио I 0(.T

2 340!) 8. ((еред ««!Ih(Tattk(>3!<(tt o<>f>it 3I(h! «x(till,lkl 13 Г(рчо!1!кафл IIJ>kt !IO«T(ll(Нно" 1 !!ОВЫ20 !И«нии г«м!!«ратуры О1 кочнатной до 1:)0 < .

В TE"пни(45 л!ин и ll(>E .1«(л (Он(«xl Выдер,+ ив>Illltl! Il()lt !)0 (., 06!ц;>я II f)<),(<>л ки Г«,зьносгь

С л ill K H 1 > 6 f);i:3 I 1 O 13 3 I .

Р (t X ë ü ã 1 I lt I I I I (> kt Ik (:(E н ы lt

) 13 (!рич«рах . 3 k чи!и ра,!ьн >му и;1,!О.kни г«. IK), (Оо >B,>Или 1:3 ч»<.",> сx хо! О I ll,ë p >,IkIaaòa IIp<>;(% KT<>I3 о <он<>лиз;> I $,(p<>í;t 540 (.

В !!рич«J)itx 4 и 5 — 3 л(((с." „ I I (<) (л,. р и и а ;! с ф (1 ь (и It и llj) l1 « ч с J)

1,3 час.,, Г110 6л i,i !<>Выл счол>. и 3 >О! О

rh<. I, (PO1l a.

13О ВСt II РИл><>ра х II f)<) I fiO<. I ь н1>!С > (lit. l>ii i>!X

< It р.КН«й Il,1<1 С Л В(.1ИЧ lli1(Ч р (СX<>,(,> <НИЗ >!»:Iи ), (О35

«1И> Iя !(р(t 3, <>-ной (об;>вк< Iit, III 1(11(O<õ.eзх

= "(> 286,,;д„— 12,2 1,3,(> кгсч - E oo> в«гс!В(!IHO. 1(OHbllllt Hi,(.,IO6

2,,) л>ас.",1<1 ??????????. 1?? 1 . ikt ill k> h t. Baal! ltTE лЬНО Н<.6о,! ьп(оч у и а расTa (III I<> прочно«1 и >бр,! 3(loB.

40 (азонр(>нипаем<>отt> лхих образцов В прил(< р;! х 2,) сниж;1, 1;1< ь с t Ht,Iи tt ни(м loOHBКИ С(3>l 3, К)П(С ГО, (К 1;3 В<3 ??(. ?? i e ??> lit М(I(E«>It. пиж«160.

0t t>ill (л хи., ()6 pa:3! I<) H II(I! f>t Bl>!

45 ! и;!л;! 0,,3" z при 1 -,,-нои (Об il>h«Г(3(") и

t л(«ньп(асlась нри 1loabl(II(ни и paE хо 1ще(о. . Ес!я изучения поведения Г(10 при т«рл(и«С К<>Ч ВОЗД«йСтВИИ В ПРОЦЕС(гв, И(ЬЯ И К а I(. стВВ ИОлл ча«3t hlx от 1ИВОк (Ip<>(3t,н. н. I серия аксll(римеHTHB со стержневыми счесями, Iio.!ученнычи нри добавках 2.лиза нефтяного гх -(poHa или «бчтановых асмо 1», к 97,5

08,0" „чин«ральkio! o»kk;t!Ioлнит«ля (песка

1К016 с нричесьн> 1",,, г,lit(!I>l) (.лхлк> смесь иерем«шива IH в бара<>анном смесителе в !« I(HllE. 1 ) л(и н, зате 1 (оба В IH 111 (3(>;(x В K<>. П1 IE (Г BE О, <> ОТ Ч а«С Ы t> ХО ГО Л> В ТЕ Pll , 1 И В Tt. I(I! II E 0 Xl li ll

1518073

Фор(<<7.ta I< )nope 7 < н<, <

3)<<<<

Т

< )

I ;! 7 ! <,!

Ci)iiH

Исконное сырье

Вых«д, <<ас. Х, tI«;! . .мас(. о < е р в,! ! ! <, и а с . 1 а,е.м. н сырье

Гидролизаоы н соо<ево

Нефтяной Г) дрон

Асфа)<ь!

7,64

6,33

105,0

111,7

65,99

60,72

1,04 1,66 16,82 6,85

0,70 1,34 25,09 5,84

Сов в <«в << < - в iйо

C<3î «4!.! < осн оо<о -,! 3 смолы,73 15,80 5,47 форме

G7,36 9,0

Гидролиааты в

119, 1

0,60 1 кислой

С)вв tfe«<< «)о 6< )w «во !

Нефтнной гудрон

Асфальт

"t Гтановые

« сы<о<ы

800

1,12 1,78 18,06

0,74 1,42 76,65

97,5

105, 1

70,84 8,20

64,47 6,72

С<<в Н<вв < *в! Ьо<в 0«ь

С<<о Н\ а t< v< Но)<, о<

1З,З0

11,07

112,4 660

71,27 9,56 0,63 1,83 16,72

10,27

С«р< Н<Л Ко <о Ьо<В <о!

В разборный стержневой ящик, установленный на чугунной плите, устанавливали модель, засыпали сырую стержневую смесь до верха ящика, тщательно утрамбовывали, удаляли излишки смеси и заглаживали поверхность, после чего накрывали ящик второй плитой, переворачивали его на 180, снимали оказавшуюся сверху плиту, извлекали модель, разбирали стенки стержневого ящик3 и переносили полученную форму на чугуHHoH плите в термошкаф. Сушка проводилась в условиях, описанных выше. Просушенные формы использовали для получения отливок из алюминия: латуни, стали (температура расплавленного металла 730, 1050 и 1560 С соответственно).

По охлаждении прогревшая стержневая смесь легко отделялась от отливок при слабом постукивании как на внешних поверхностях, так и в поднутрениях и отверстиях.

Поверхность отливок -- гладкая, без следов пригара. Глубина прогорания форм от

l0- 15 мм (алюминий, 730 С) до 50 -60 мм (сталь, 1560оС) от поверxHОсти отливки.

Для изучения возможности повторного использования отработанного материала кочки разрушенной форчы, изготовленной с приченением Г(10 «бутановых смол» и использованный при получении а Ifov HIIHeBhlx <)Tlilвок. изчельчали в лабораторных бегунах <)tз предварительного разделения прогоревц<их и непрогоревших участков. Из полученного сыпучеlo материала при добавках того же OBHзук)щегo готовили новые смеси, физико-механические характеристики которых приве-дены в табл. 2 (примеры 12 и 13). По результатам испытаний образцы, cgopxfoBBIIные из счесей с регенерированным наполнителеч, набирают после сушки ту же прочность, что и образцы из смесей на основе свежего песка, при существеHHo (H3 (i, )

1,0 мас.%) меньших pacходах связую,,<с!

Это свидетельствует о сохранении вы i)l. адгезионных свойсTB у соогHE Tcтнукнце<< I, ти органических веществ после л:гt H и Il<: торном проявлении этих свойсTH при Hpl;! товлении новой стер кневой смеси. (Охр(<н)<

К>ТСЯ ДОСтатОЧНО ВЫСОКаЯ ГаЗОПРОНИЦЗСМ<к<» и низкая осыпаемость стержней и форч.

Опыты по получению Отливок с ц(II().lhзованиеч форм на основе регеtlt рированн< х материалов дали столь же хорошие резу,-, таты, что и эксперименты 110 литью с Ilpif l нением свежих наполнителей.

Приведенные экспериментальные 33f! H... указывают, что такое связующее, а имен)< ) водорастворимые продукты щелочного ролиза озонированных нефтяных остлтк,)ь, Нх смолисто-асфальтовых ком<гоне <тов, <ч печиванзт при добавках до 3 мас." 0 чение качественных стержневых и формы«<.

tlhlx смесей без применения огнеопасны токсичных органических растворителей ll I ки;-либо добавок иных реагентов ()г.

30 Р("енерации

1lриченение rff,1p<> 3fl3()t<;II!HI IX 1(< .

llP() 1X КТОВ ОЗОНОЛ ИЗ 3 СМОЛ ИСТО-

35 ho»f1l

Ко<че i ÒBE . BO10p30TB()pH

1518073

Т»бпицн2

1!римеры

<>Л,I I > I e >и

1 2 3 4 з 6

7 8 9 1G 11 12* 13* нр н >! н> е с

1 у,>р i аз-><

"6) >поные

t смо)>ы

V >

Иут,>нс н>JII г»з

)»Ht >(! Е

Смо. <ы

КО**

Омо><ы

Г1**

3,0

1,0.:< H t lt СH

21,6 25,8

26,5

25,0

22,2 1,8

22,7 Z8,2

26 G

22,!.

12,0

12,2

1,з10,0

2,612,0

9,3

12,9

9,7 11,6

4,5

10,1 13,6

9,6 12,3

1 .> 3», <нонн: >е !

180

168 150

184

177

180

160 162

1i5

163

18t>

<н >н >.

>* ) 0,15

0,20

0,12 нет

О, 2-"

1>е, О,16

Ite i

Gt2>5 0,15 и> з пет

0,28 нет () 1

)tcJ

О,12

0,30

>t(i (> н(н! н

G i0 осtl >t pci iit рн; она>п(ого,<»о»нате>IH. .>»eei,:> .,I»>jlti IH! JIc гн,(н нх смол кЗ еан н, с онзуюцее со нержнз ио 4, 32 008 (пример 10) ини О, 2-0 > 3i.

> нн l I j»>)>t . 1 н . >, I, H, H t . I < >! »в

t; >н! е > > ..I1 С>Пр< i»i с>ь нн сжя.>;>е, б cж. с\ x кl 7с»

118,;>,HO> I h HH

Р.>Г . H> H;>Å

Н. С "К. Л I ) СЛ!

20301020253035-1,5-1з20

4,2 3,0 (.<>t t,(нп)<.Н, Г! Купи»кап

l l );>„) р М I(ltl)»tt ! лре ) Г! !лере« !лорректор Г) lep;(t>tj<)t>;t

1;>к;< )ь) ) I H f),)ж > I I !о,то ис»<н !

3!!!! 1! !!! Р<».t;if>ca»c)t)«>t(> кол) и)(т;) по пзог)ретенинл(и открытинл(при КГ{Т e;(ХР ! 31,».5, Москва, Ж:35, !зал п)сл>)н на6., д. 4>5

Ill>;>; (н > ti (н< п»<>-и <а))(,i), кии кол(г)п»а) «II»)e»x», t Ужгород, ла. Гагарина !И!