Способ получения добавки для облегчениявыбиваемости литейных форм и стержней

Способ получения добавки для облегчениявыбиваемости литейных форм и стержней

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских.Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 220879 (21) 2810403/22-02 (51)М. Кл. с присоединением заявки Но

В 22 С 1/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3005,81. Бюллетень Но 20 (53) УДК 621. 742..45(088.8) Дата опубликования описания 3005,81 (72) Ав торы кзобретения

В. А. Соколова. С. И. Прозорин, С. Д. Тепляков, И. В. Дуран, N. И. Краило, И. И. Сейнаши, В. Д. Филин

П. М. Иноземцев, Ю. И. Беляков и Ю. Н. Г на

4 .>ифт юФд,н я гo фти з"а тти -- ; х . ечи Ы@Щж- »р;.,- „:., Всесоюзный научно-исследовательский инст машиностроения, литейной технологии.и ав литейного производства "ВНИИлитмаш" и П лесохимический комбинат (71) Заявители а Н3п< (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОБАВКИ ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ

ВЫБИВАЕМОСТИ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

Конденсированная омыленная древесная смола, получаемая по этому способу, при нормальной температуре находится в твердом агрегатном состоянии, что требует дополнительной трудоемкой операции растворения твердой смолы в горячей воде. Кроме того, из-эа низкой температуры загустевания полученного раствора концентрация сухих веществ в нем ограничивается

20-30%, что требует повышенного расхода добавки в составе смеси, более высокие концентрации требуют постоянного подогрева раствора до темпе15 ратуры свыше 60 С

Таким образом, применение известного способа з начительно увеличивает трудоемкость.т. хнологических операций при изготовлении стержней

20 и форм.

Недостатком этого способа является

;также и повыаенный расход добавки (не.менее 1-2%) в составе жидкостекольной смеси, что способствует обра25 зованию газовых раковин в отливках.

Цель изобретения — снижение трудоемкости приготовления стержневых и формовочных смесей.

Указанная цель достигается тем, 30 что способ получения добавки конден-.

Изобретение относится к отрасли литейного производства,. а именно к способам, обеспечивающим получение добавки для эффектного улучшения выбиваемости литеййых форм и стержней, преимущественно из жидкостекольных смесей.

Известен способ получения добавки для облегчения выбиваемости литейных форм и стержней, изготовленных иэ жидкостекольных смесей. Способ заключается в растворении 10-12%.предварительно омыленного древесного пека в жидком стекле (1j.

Однако процесс омыления древесного пека, осуществляемый в условиях литейных цехов, является трудоемким и не нашел широкого применения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения добавки (конденсированной омыленной древесной смолы), заключающийся в нагреве смолы и омыления ее путем смешивания с 10-30%-ым водным раствором щелочи, взятым в весовом соотношении,со смолой (1,0-1,5 :1) соответственно, при температуре реакционной массы

105-1.15оС, слив продукта и охлаждение его на воздухе до нормальной температуры {20оС) (2) .

833350

30-50

12,0-12,5 сированной омыленной древесной смолы для улучшения выбиваемости литейных форм и стержней, включающий нагрев смолы, омыление ее 10-30%-ым водным раствором щелочи, взятым в весовом соотношении со смолой соответственно (1,0-1,5):1, при температуре реакционной массы 105-115 С, слив продукта и охлаждение его на воздухе. Конденсированную древесную смолу до операции ее омыления обрабатывают путем продувки паром под давлением

10-12 атм при 160-170ОС в течение

3,5-4,5 ч и при удельном расходе пара 1,5-2,0 т на 1 т конденсирован ной древесной смолы.

По предлагаемому способу осуществ- 15 ляют подачу острого пара в донную часть реактора с последующей продувкой массы в реакторе в направлении снизу вверх.

Конденсированная омыленная дРевес- 2Q ная смола, полученная предлагаемым способом, представляе собой жидкость, неограниченно устойчивую при хранении, обладающую следующим комплексом свойств:

Плотность, г/см 1,130-1,150

Содержание сухого остатка, Ъ

Емкость (по вискозиметру В3-4 при

20 С), с

Показатель водородных ионов, РН

Температура замерзания, С (-12) — (-15)

При давлении менее 10 атм удлиня- З5 ется продолжительность разгонки, а при давлении более 12 атм эффективность процесса разгонки существенно не улучшается при одновременном воз. Растании.энергозатрат на поддержание 4Q высокого давления и ужесточении тре:бований к Прочности констрУкции реактора. При температуре менее

160ОС протекание процесса разгонки затруднено, а при темпер уре 45 вйше 170 С возможно нежелательное дополнительное осмоление продукта.

При продолжительности раэгонки менее 3 5 ч не достигается требуемое .удалейие легких фракций, а при продолжительности ее более 4,5 ч качество разгонки не улучшается при одновременйом возрастании энергозатрат.

Жидкая омыленная смола используется в качестве добавки для улучшения выбиваемости форм и стержней на неорганических связующих, предпочтительно жидкостекольных, отверждаемых любыми известными отвердителями, или продувкой углекислым газом, или при тепловой сушке, причем формовочные Я) смеси могут быть .получены как в пластичной,. так и в жидкоподвижном вариантах. . Предпочтительное содержание добав- ки жидкой омыленной смолы в составе г

16 жидкостекольных смесей составляет

0,5-1,0 вес.Ъ.

Добавка предварительно вводится в жидкое стекло или в жидкую композицию на основе жидкого стекла, пенообразователя и воды, поскольку она хорошо совмещается с ними, образуя композиции весьма устойчивые при хранении.

Кроме того, добавка может быть введена непосредственно в огнеупорный наполнитель в процессе приготовления смеси.

В качестве древесных смол целесообразно использовать первичные продукты термолиэа твердо и мягколиственных пород древесины.

Пример. Конденсированная древесная смола, первичный продукт сухоперегонного производства твердолиственной древесины, подвергается обработке острым паром при следующих режимах: давление 11 атм, температура

165 С, продолжительность 4,0 ч при удельном расходе острого пара

1,75 т/т древесной смолы. При этом о температура смолы повыаается до 150 С и происходит отбор и удаление легких фракций (масла, жирные кислоты, оксикислоты, вода). Выход остаточной тяжелой фракции составляет 15% от начальной загрузки смолы, а ее влагосодержание равно 0%.

Остаточную тяжелую фракцию совмещают с 15Ъ-ным водным Раствором ще-. лочи, нагретым до 90 С, при непрерывном перемешивании и нагреве реакционной массы до 110-1150С с выдержкой при этой температуре в течение 2 ч (при нормальном атмосферном давлении).

После остывания до нормальной температуры готовый жидкий продукт обладал следующими свойствами:

Содержание сухого остатка, Ъ 34,5

Плотность,. г/см . 1,138

Вязкость (В3-4, 20 C) с

Показатель водородных ионов, РН 12

Техническая .эффективность добав- . ки конденсированной омыленной древесной смолы, полученной в соответствии с предлагаемым способом, определяется путем введения ее в состав жидкой самотвердеющей смеси (ЖСС— смесь Р 1, табл. 1), Для сравнения приготовливают также ЖСС с добавкой конденсированной омыленной древесной смолы, полученной известным способом (смесь Р 2,табл.1)

Составы сравниваемых ЖСС приведены в табл, 1. Свойства ЖСС 1 и 2 приведены в табл. 2.

Иэ данных табл. 2 следует, что при введении добавок конденсированной омыленной древесной смолы, полученной как по изобретечию {смесь Р 1), так и

833350 товом к использованию виде. Благодаря этому, исключаются следующие операции по приготовлению рабочего раствора добавки: освобождение брикетов твердой смолы от упаковочной бумаги и разделки их с целью загрузки в горловииу реактора; загрузка реак-. тора; подача в реактор горячей воды, острого пара и перемешивание составляющих в течение 2 ч до получения однородного раствора; периодический подогрев и барботаж готового раствора при хранее для предотвращения образования в нем осадка.

Исключение указанных операций позволяет:;снизить,трудоемкость приготовления формовочных и стержневых смесей в среднем на 1 норма/ч.

Отмеченные преимущества обеспечивают в конечном итоге значительное упрощение технологии применения добавки древесной смолы в условиях ,литейного цеха; !

Таблица 1

Состав жидкостекольных смесей, вес.ч.

Ингредиенты смесь

Р 1 смесь

Р 2

Кварцевый песок

Феррохромовый шлак

100 100

4 4

Жидкая композиция (жидкое стекло, вода, ДС-PAC) плотностью 1,29 г/см

7,7

7,7

Ждикая добавка конденсированной омыленной древесной смолы, полученная по предлагаемым способам

0,5

20%-ный водный раствор конденсированной омыленной древесной смолы, полученной известным способом

1,2

Таблица 2

Физико-механические и технологические свойства смесей

7-8

3-4

Текучесть (по диаметру распыла конуса

Стройцниил), мм

130

120. известным способом (смесь Р 2), достигаются примерно равноценные результаты по прочности и выбиваемости.

При этом низкий показатель остаточной прочности обеих смесей свидетельствует об их облегченной выбиваемостн (у аналогичных смесей без добавок показатель выбиваемости составляет

10-20 кгс/см ).

Следующий пример иллюстрирует возможность и эффективность использования добавки конденсированной омыленной смолы, полученной в соответствии со способом по изобретению, в составах жидкостекольных смесей, отверждаемых продувкой углекислым" газом. Составы сравниваемых смесей 15 приведены в табл. 3.

В табл. 4 приведены свойства смесей 3 и 4, составы которых ука -" ., заны в табл. 3.

Из данных табл. 4 следует, что при 20 использовании добавки конденсированной омыленной древесной смолы, полученной способом по изобретению (смесь Р 3) обеспечивается более низкий уровень остаточных прочностей

После прогрева, чем при использовании аналогичной добавки, полученной известным способом (смесь Р 4).

В то же время получение добавки конденсированной омыленной древесной смолы в соответствии с предлагае- З0 мым изобретением обеспечивает ряд существенных технологических преимуществ.

Добавка, полученная предлагаемым способом, обладает жидким агрегат-. ным состоянием и не требует для использования какой-либо предварительной подготовки.

Добавка, полученная известным способом, обладает твердым агрегат- 4() ным состоянием и поэтому для ее использования в составе ЖСС необходимо проведение дополнительной трудоемкой операции растворения ее в горячей воде (при 80-90 С). Это требует создания в цехе специального технологического узла подготовки рабочего раствора добавки, снабженного нагревательной системой и барботирующими средствами; При использовании добавки, полученной по предлагаемому спо- 50 собу, последняя поступает в цех в гоУстойчивость пены, мин

Составы смесей в соответствии с табл.1 смесь Р 1 смесь Р 2

833350

Продолжение табл. 2

Составы смесей в соответствии с табл.1 смесь 9 1 смесь 9 2

1,5-2,1

2,0-2,4

2 ч

3,9-4,3

24 ч

>7,0

1,65

1,80

Т а б л и ц а 3

Составы смесей, вес.ч.

Ингредиенты

Кварцевый песок

100 100

1,0

1,0

4,5

4,5

1,0

20%-ный водный раствор древесной смолы, полученной известным способом

1,0

Таблица 4

Составы смесей в соответствии с табл. 3

Физико механические н технологические свойства

3,65

3,45

Прочность на сжатие в сыром состоянии, кг/см

0 03 0,04

5,0 6,2

8,5 8,0

Физико-механические и технологические свойства смесей

Прочность на сжатие, кгс/см, при вы2 держке образцов на воздухе в течение:

1 ч

Выбиваемость по показателю остаточной прочности на сжатие,. xrc/cM, после

Z прогрева образцов при 800 С в.течение

30 мин и остывания с муфелем до нормальной температуры (усредненной показатель из 8 определений) Раствор едкого натра плотностью

1,2 г/см

Жидкое стекло модуля 2,8

Жидкая добавка конденсированной омыленной древесной смолы, полученная способом по изобретению

Исходная влажность, Ъ

Прочность на сжатие после продувки

СО, кгс/см

Сразу

Через 2 ч с момента продувки

1,3-1,9

2,0-2,5

3,7-4,2

) 7,0

833350

Продолжение табл. 4

Составы смесей в соответствии с табл. 3

Физико-механические и технологические свойства

9 3 Р 4

Через 24 ч с момента. продувки

11,7 9,7

Осыпаемость, Ъ через

2 ч с момента проДувки

24 ч с момента продувки

0,15

0,30

0,08

0,16

Выбиваемость по показателю остаточной прочности на сжатие, кгс/см после прогрева образцов в течение 30 мин при

700 С

600 С

500 С

400 С

27,0 более 40

10,0 12,0

10,2 11,0

11,6 14,7

Формула изобретения

Составитель И. Гончарук

Редактор Н. Кузнецова Техред Н. Келушак Корректор О. Билак

Заказ 3861/9 Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения добавки для об- . ЗО легчения выбиваемостн литейных форм

A. стержней, включающии нагрев конденсированной древесной смолы, омыление ее 10-30%-.ым водным раствором щелочи, взятым в весовом соот- 35 ношении со смолой,, соответственно (1,0-1,5):1, при температуре реакционной массы 105-115 С и охлаждение ее на. воздухе, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью сниже- @ ния трудоемкости приготовления стержневых и формовочных смесей, конденсированную древесную смолу до операции ее омыления обрабатывают путем продувки паром под давлением 1012 атм при 160-170 С в течение 3,54,5 ч и при удельном расходе пара

1,5-2,0 т на 1 т конденсированной древесной смолы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельствО СССР

9 117711999944,, кклл. 31 С 1/03, 1964.

2. Технологический регламент

Р 3-65 опытно-промышленного производства смолы древесной .омылЕнной

СДО ВПО "Союзлесхимпродукция".

Сявский ЛХК, 1976.