Смесь для изготовления литейныхформ и способ ee приготовления
Патент 793691
Авторы
Смесь для изготовления литейныхформ и способ ee приготовления
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАН И
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Е 9I пц7936
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.06.76 (21) 2367110/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.
В 22С 1/00
В 22С 5/04
Государственный комитет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (53) УДК 621.742.4 (088.8) ло делам изобретении и открытий (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (72) Авторы изобретения
О. Г. Савочкин, И. Н. Евстафьев, Д. А. Авербух и В. А. Смирнов
Всесоюзный проектно-технологический институт литейного производства и Ленинградский межотраслевой научноисследовательский институт пищевой промышленности (71) Заявители (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ
И СПОСОБ ЕЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления форм, преимущественно под высоким удельным давлением, а также к способам их приготовления.
Известны составы смесей на основе огнеупорного наполнителя, глинистой составляющей, связующего на основе лигносульфонатов, например сульфитно-дрожжевой бражки, в сочетании с различными модифицирующими добавками, например кубовыми остатками при производстве синтетических жирных кислот (1) либо солями сильных минеральных кислот (2).
Указанные смеси находят применение при изготовлении стержней, отверждаемых тепловой сушкой, и не отвечают требованиям, предъявляемым к смесям для изготовления форм.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является смесь для изготовления литейных форм, содержащая огнеупорный наполнитель, глинистую составляющую, связующее на основе лигносульфонатов, например сульфитно-дрожжевую бражку, и воду (3). Способ ее приготовления заключается в последовательном смешивании всех ее ингредиентов.
Эта смесь не обеспечивает в полной мере требуемого комплекса физико-механических и технологических свойств в процессах изготовления форм под высоким удельным давлением.
5 Цель изобретения — улучшение текучести смеси, повышение ее прочности во влажном состоянии и газопроницаемости, снижение прилипаемости к оснастке и осыпаемости.
10 Для достижения поставленной цели смесь для приготовления литейных форм, содержащая огнеупорный наполнитель, глинистую составляющую, сульфитно-дрожжевую бражку и воду, дополнительно содер15 жит упаренный фильтрат — продукт нейтрализации сброженных мелассных растворов производства лимонной кислоты при следующем количественном соотношении ингредиентов, вес. o/0:
Глинистая составляющая 10 — 12
Сульфитно-дрожжевая бражка 0,32 — 0,45
Упаренный фильтрат 0,55 — 0,68
Вода 4,0 — 4,5
Огнеупорный наполнитель Остальное
Для достижения поставленной цели предлагается способ приготовления указанной
793691
20
12 — 15
65 смеси, включающий в себя смешивание всех ес ингредиентов, отличительный признак которого заключается в том, что упаренный фильтрат вводят в.процессе приготовления смеси совместно с сульфитно-дрожжевой бражкой после их предварительного смешения.
Упаренный фильтрат характеризуется следующими показателями (ТУ-18-8-1 — 75
«Побочные продукты производства лимон- 10 ной кислоты. Фильтрат упаренный для литейного производства, номер государственной регистрации 137810):
1. Содержание сухих веществ, вес. % 60 — 67
2. Плотность, г/см 1,31 — 1,35
3. Содержание золы, %, к весу сухих веществ, не более 30
4. Содержание редуцирующих веществ, %, к весу сухих веществ, не более 12
5. Содержание общего азота, %, к весу сухих веществ 3,0 — 5,0
6. Активная кислотность, 9 ig рН в пределах, ед. 4,8 — 6,0
Химический состав сухих веществ продукта следующий: — органические соединения содержат ингредиенты при следующем соотношении, вес. %:
Редуцирующие вещества
Аминокислоты и другие азотосодержащие вещества органического происхождения 15 — 21
Бетаин 12 — 16
5Кирные кислоты (с числом атомов углерода 16 — 24) 0,5 — 2,5
Органические кислоты (с числом атомов углерода 2 — 6) 0,2 — 0,5 — минеральные соединения содержат ингредиенты при следующем соотношении, вес. %:
Цитраты 20 — 25
Глюконаты 5 — 10 45
Хлор иды 3 — 7
Сульфаты 2 — 3 — цитраты в составе минеральных соединений содержат ингредиенты при следующем соотношении, вес. %: 50
Цитрат кальция 15 — 44
Цитрат калия 32 — 70
Цитрат магния 10 — 22
Цитрат железа 2 — 5 — глюконаты в составе минеральных соединений содержат ингредиенты при следующем составе, вес. %:
Глюконат кальция 40 — 55
Глюконат калия 10 — 38
Глюконат магния 8 — 30 60
Глюконат железа 5 — 14 — хлориды в составе минеральных соединений содержат ингредиенты при следующем соотношении, вес. %:
Хлорид кальция 36,5 — 57,1
Хлорид калия 7,2 — 33,4
Хлорид магния 10,0 — 28,6
Хлорид железа 7,2 — 20,0 — сульфаты в составе минеральных соединений содержат ингредиенты при следующем соотношении, вес. :
Сульфат кальция 35,0 — 50,0
Сульфат калия 33,0 — 55,0
Сульфат магния 5,0 — 13,0
Сульфат железа 3,4 — 5,5
При содержании упаренного фильтрата ниже нижнего предела не достигается существенного улучшения технологических свойств смеси, указанных в качестве цели изобретения, а при содержании его выше верхнего предела не наблюдается дальнейшего улучшения достигнутого уровня технологических свойств.
Предлагаемую формовочную смесь приготавливают следующим образом.
1. Смешивают огнеупорный наполнитель, например кварцевый песок, с глинистой составляющей, например огнеупорной глиной, в течение 2 — 3 мин в смесителе, например бегунах.
2. Смешивают сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ) с упаренным фильтратом в мешалке известной конструкции, например для изготовления красок. Время смешивания 2 — 3 мин.
3. В сухие компоненты (кварцевый песок и глину) добавляют смесь СДБ с упаренным фильтратом, перемешивают в бегунах
2 — 3 мин при дополнительном увлажнении.
Полученную формовочную смесь затем используют для изготовления литейных форм. Совместное введение в смесь СДБ и упаренного фильтрата позволяет одновременно:
1. Повысить текучесть смеси за счет присутствия ПАВ, находящихся в упаренном фильтрате в сочетании с 8 — 10% сухих веществ СДБ.
2. Увеличить прочность в сыром состоянии за счет усиления адсорбционных связей глины с поверхностью частиц кварца в присутствии минеральных соединений и
ПАВ.
3. Снизить осыпаемость смеси за счет пленкообразующих соединений в упаренном фильтрате, которые обладают также и повышенными поверхностно-активными свойствами. Это позволяет получить равномерную оптимальную пленку на поверхности системы огнеупорный наполнитель — глинистая составляющая.
4. Снизить прилипаемость (адгезию) смеси к модели за счет оптимального присутствия в смеси минеральных соединений в сочетании с пленкообразователями и
ПАВ.
5. Сохранить на необходимом уровне прочность смеси в сухом состоянии.
В табл. 1 приведены составы 1 — 3 предлагаемой смеси и известной смеси (4).
793691
Таблица 1
На м нование ингре и ента
80,5 — $3,0
12 — 14
83,7
11
0,36
0,6>1
4,3
83
Песок кварцевый
Глина огнеупорная
СДБ
0,45
0,55
0,32
0,68
4,0
1,0
Ф льтрат упаренный
В;ш
4,0 — 4,5
4,5
Свойства составов предлагаемой формовочной смеси, приготовленной предлагаемым способом, предлагаемой формовочной смеси, приготовленной известным способом (при раздельном введении вначале упаренТаблица 2
Предлагаемая формовочная смесь
1 !çâåñòíàÿ смесь (4), приготовленная известным способом
Совместное введение в смесь СДБ и упаренного фильтрата
Свойства смесь смесь смесь
2 3
43,5
42,4
50,8 46
47,0 39,$
43,6
О 80 О 87 0 78
0,94
1,0
0,$2
0,84
0,80
0,78
0,35 0,33 0,31
16,9 20,0 21,8
0,06
14,5
0,30
19,5
0,12
13,0
0,09
13,0
0,41
22,0
0,38
18,0
0,5
24,0
1,29 1,17
1,2д 1,15
1,29
1,34
1,24
1,09
1,32! 12
115 120
100 97
114
100
Как видно из табл. 2, текучесть предлагаемой смеси резко возрастает при введении СДБ в сочетании с упаренным фильтратом. Эффект возникает за счет повышенной концентрации ПАВ, находящихся в 10 упаренном фильтрате.
В предлагаемой смеси увеличивается до
1,5 раз прочность на сжатие во влажном состоянии, так как происходит усиление адсорбционных поверхностных связей гли- 15 ны с кварцевыми частицами. Этому способствуют найденное в предлагаемой смеси соотношение минеральных соединений и ПАВ.
Предлагаемая смесь имеет весьма низкую осыпаемость, так как наряду с общей 20 прочностью усиливается и поверхностная прочность. Причем осыпаемость снижается в 5 — 10 раз за счет пленкообразования с
Текучесть, % (по методу
НИИ тракторсельхозмаш)
Прочность на сжатие во влажном состоянии, кгс/см
Осыпаемость, %
Адгезия (прилипаемость) песчаноглинистой смеси к поверхности модельной оснастки, к общей площади
Прочность на разрыв в сухом состоянии, кгс>см2
Газопроницаемость, ед.
Содержание, вес. %, в смеси ного фильтрата, а затем СДБ, и наоборот, вначале СДБ, а затем упаренного фильтрата) и известной смеси, приготовленной известным способом, приведены в табл. 2.
Раздельное введение в смесь СДБ упаренного ()»льтрата упаренный фильт- СДБ, далее фильтрат, далее СДБ рат упаренный поверхности смеси на воздухе тех же ПАВ, которые повысили текучесть смеси (аминокислот, жирных кислот и их производных).
Снижение адгезии (прилипаемости) предлагаемой смеси почти в 2 раза связано с найденным оптимальным соотношением минеральных соединений солей щелочных и щелочно-земельных металлов (хлоридов, сульфатов и т. д.) с поверхностно-активными соединениями.
Из табл. 2 видно, что эффект повышения физико-механических и технологических свойств непосредственно вытекает из того, что в предлагаемую формовочную смесь введена СДБ в сочетании с упаренным фильтратом при указанном соотношении всех компонентов смеси. При раздельном введении СДБ и упаренного фильтрата от793691
Формула изобретения
Составитель С. Тепляков
Техред В. Серякова
Корректоры: О. Силуянова и О. Гусева
Редактор Т. Зубкова
Заказ 2716/1 Изд. № 117 Тираж 869 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 дельные свойства смеси хотя и повышаются, но весьма незначительно.
Предлагаемая смесь может использоваться для литейных форм в условиях их ру гного и механизированного изготовления и 5 различной серийности производства.
При использовании предлагаемой формовочной смеси по сравнению с известной снижается брак форм по геометрии (положительное влияние оказывает высокая те- 10 кучесть смеси), по обвалу (влияние прочности по-сырому), формы имеют гладкую качественную поверхность (осыпаемость и прилипаемость практически отсутствуют).
1. Смесь для изготовления литейных форм, содержащая огнеупорный наполнитель, глинистую составляющую, сульфитнодрожжевую бражку и воду, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью улучшения ее текучести, повышения прочности во влажном состоянии и газопроницаемости, снижения прилипаемости к оснастке и осыпаемости, она дополнительно содержит упаренный фильтрат — продукт нейтрализации сброхкенных мелассных растворов производства лимонной кислоты при следующем количественном соотношении ингредиентов, вес
Глинистая составляющая 10 — 12
Сульфитно-дрожжевая бражка 0,32 — 0,45
Упаренный фильтрат 0,55 — 0,68
Вода 4,0 — 4,5
Огнеупорный наполнитель Остальное
2. Способ приготовления смеси по п. 1, включающий в себя смешивание всех ингредиентов, отличающийся тем, что упаренный фильтрат вводят в процессе приготовления смеси совместно с сульфитнодрожжевой бражкой после их предварительного смешения.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Технология и организация производства. Научно-производственный сборник, 1974, № 8, с. 44 — 45, 2. Сборник научных трудов Челябинского политехнического института, 1975, вып. 155, с. 154 — 159.
3. Информационный листок ЛатИНТИ, № 2 — 74, серия 10 — 05, 1974, с. 3.