Смесь для изготовления литейных форм и стержней

 

Использование: изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из самотвердеющих жидкостекольных смесей, преимущественно в условиях индивидуального и мелкосерийного производства. Сущность изобретения: смесь содержит, мас.%: жидкое стекло 2,5...3,0; пылевидные отходы с фильтров участков подготовки порошков железной и хромитовой руды, кокса, шамота и ферросилиция 1,5...3,0; огнеупорный наполнитель - остальное. Введение в смесь пылевидных отходов с фильтров, содержащих окислы железа , магния, кальция, уменьшает внутреннюю энергию жидкого стекла, что вызывает понижение энергии на поверхности раздела огнеупорный наполнитель - жидкое стекло, что приводит к улучшению выбиваемое™ смеси из отливок. Кроме этого, наличие в пылевидных отходах кремнийсодержащего материала обеспечивает самозатвердевание смеси. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 С 1/02, 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

21 4835146/02

22 13.03.90

46 30.09.92, Бюл. %36

71 Производственное объединение "Электростальтяжмаш"

72) P.Ñ.Àôàíàñüåâà и Г.Г.Карев

56) Авторское свидетельство СССР

hL 990396, кл, B 22 С 1/10, 1981, Авторское свидетельство СССР

М 22886, кл. В 22 С 1/16, 1979.

Заявка Японии М 53-78922, кл, В 22 С 1/02, 1978, (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ (57) Использование: изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из самотвердеющих жидИзобретение относится к области литейного производства, а точнее к жидкостекольным самотвердеющим смесям для изготовления литейных форм и стержней в условиях индивидуального и мелкосерийного производства.

Известна самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая, мас, ; жидкое стекло 5,0-7.0, котрельную пыль 2,5 — 3,6, воду 1,8 — 2,2, огнеупорный наполнитель — остальное.

Недостатками этой смеси являются: высокое содержание жидкого стекла в составе смеси, невысокая прочность смеси и содержание в котрельной пыли токсичного материала — фтора.

Известна так)ке самотвердеющая смесь, в которой в к естве огвердителя используется пыль из элЬктрофильтров цементных заводов. Смесь имеет следующий. Ы 1764759 А1 костекольных смесей, преимущественно в условиях индивидуального и мелкосерийного производства. Сущность изобретения: смесь содержит, мас. : жидкое стекло

2,5...3,0; пылевидные отходы с фильтров участков подготовки порошков железной и хромитовой руды, кокса, шамота и ферросилиция 1,5.„3,0; огнеупорный наполнитель— остальное, Введение в смесь пылевидных отходов с фильтров, содержащих окислы железа, магния, кальция, уменьшает внутреннюю энергию жидкого стекла, что вызывает понижение энергии на поверхности раздела огнеупорный наполнитель — жидкое стекло, что приводит к улучшению выбиваемости смеси из отливок. Кроме этого, наличие в пылевидных отходах кремнийсодержащего материала обеспечивает самозатвердевание смеси. 1 з.п.ф-лы, 3 табл. состав компонентов, мас.%: жидкое стекло 6 — 7, пыль из электрофильтров цементных заводов 0,5 — 1,0, огнеупорный наполнитель — остальное. Большое содержание жидкого стекла в этой смеси ухудшает выбиваемость этой смеси.

Наиболее близкой по технической сущности является смесь, содержащая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и технологическую добавку — порош кобразный кремнесодержащий сплав (порошкообразный ферросилиций с размером частиц

3 — 4 мкм) и нефтяной пек, Недостаток этой смеси заключается в том, что в качестве отвердителя используется кондиционный молотый ферросилиций, что ухудшает ее выбиваемость, регенерируемость и значительно удорожает смесь.

Цель изобретения — улучшение выбиваемости смеси, повышение ее живучести и

1764759 газопроницаемости, а также снижение осыпаемости и себестоимости.

Предлагаемая смесь содержит огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и технологическую добавку. В качестве технологической добавки смесь содержит пылевидные отходы с фильтров участков подготовки порошков железной и хромитовой руды, кокса, шамота и ферросилиция при следующем соотношении ингредиентов, мас. :

Жидкое стекло 2,5-3,0

Пылевидные отходы с фильтров участков подготовки порошков железной хромитовой руды, кокса, шамота и ферросилиция 1,5 — 3,0

Огнеупорный на.полнитель Остальное . Пылевидные отходы имеют следующий состав, мас. j:

Углерод 31,56 — 33,5

Кремний 25,2 — 26,1

Окислы кальция 1,9 — 2,1

Окислы магния 0.5-0,6

Окислы хрома 3,4-3,8

Сера 0,03 — 0,04

Окислы железа Остальное

Пониженное содержание (2,5 — 3,0 ) жидкого стекла в предложенной смеси является наиболее эффективным путем облегчения выбиваемости.

При содержании жидкого стекла меньше 2,5) для получения необходимой технологической прочности потребуется поолчвка СОг или тепловая сушка, а это увеличит трудозатраты на изготовление литейных форм и стержней, повысится осыпаемость, снизится срок хранения форм и стержней, При содержании жидкого стекла больше 3 ухудшается выбиваемость.

Использование в качестве технологической добавки пылевидных отходов, содержащих в основном углеродистый материал, способствующий поглощению расплавленного жидкого стекла, обеспечивает улучшение выбиваемости смеси.

Улучшению выбиваемости способствуют также окислы железа, магния, кальция, содержащегося в отходах, благодаря снижению энергии на поверхности раздела огнеупорный наполнитель — жидкое стекло.

Кремнесодержащий материал, содержащийся в отходах, обеспечивает самотвердение смеси.

При введении пылевидных отходов меньше, чем 1,5, замедляется скорость затвердевания смеси и уменьшается прочность смеси, а больше 3 -- уменьшается

55 живучесть смеси и падает прочность на сжатие при длительном хранении (сутки), повышается осыпаемость.

Кроме того, использование пылевидных отходов, ранее выбрасываемых в отвал, позволяет снизить себестоимость смеси, уменьшить количество компонентов смеси, что упрощает процесс приготовления смеси и увеличивает стабильность свойств.

Приготовление смеси осуществляется в смешивающих бегунах в следующей последовательностии.

В бегуны загружают расчетное количество огнеупорного наполнителя и пылевидных отходов, перемешивают 1,5 мин, добавляют жидкое стекло и еще перемешивают 3 мин.

В качестве огнеупорного материала используют кварцевый песок, циркон, дистенсиллиманит.

Пылевидные отходы с фильтров участков подготовки порошков железной и хромитовой руды, кокса, шамота и ферросилиция образуются при транспортировке высушенных материалов, их дроблении и просеивании. 70-80 этой пыли имеют фракцию 10-60 мкм. Химический состав пылевидных отходов является среднестатическим по результатам отбора проб в течение года.

Для подтверждения оптимальности состава были приготовлены смеси для изготовления литейных форм и стержней, содержание компонентов которых приведено в табл.1, Составы 1, 2, 3 имеют предлагаемое соотношение компонентов, а составы 4 и 5— содержание компонентов, выходящее за граничные значения предложенной смеси с применением в качестве огнеупорного наполнителя кварцевого песка, Составы 6 и 7 имеют предлагаемое соотношение компонентов и в качестве огнеупорного наполнителя дистен-силлиманит, составы 8 и 9— предлагаемое соотношение компонентов и в качестве огнеупорного наполнителя циркон, Состав 10 — состав прототип.

Для приготовления смесей, содержание компонентов которых приведено в табл.1, использовали пылевидные отходы, имеющие состав компонентов, мас. ь (см. табл.2).

Жидкое стекло использовали с модулем

2 — 2,5 и плотностью 1,46 — 1,48 г/см .

В табл,3 приведены усредненные показатели физико-механических и технологических свойств предлагаемой смеси и свойства смеси-прототипа.

Из данных табл.3 следует, что предложенная смесь обладает более высокой

1764759 выбиваемостью, живучестью, газопроницаемостью, более низкой осыпаемостью. Все это способствует повышению качества отливок. К тому же использование пылевидных отходов позволяет снизить себестоимость смеси. — 31,56 — 33,5; — 25,2 — 26,1; — 1,9 — 2,1; — 0,5-0,6; — 3,4-3,8; — 0,03 — 0,04: — остальное.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Физико-механические и технологические свойства смеси ла состава

Влажность. 7г

Живучесть, мин

i азопроницаемость. ед

Прочность нв сжатие. кгс/см через 4 ч через 6 ч через 24 ч

Осыпаемость, а через 24 ч

Остаточная прочность смеси после выдержки при температуре 80IPC в течение 1 ч. кгс/см

1.3

193

1,2 зо

193

1,6

178

1.1

198

1.6

176

1,4

102

1,Ý го

112

1,5

1,4

66 г.в

2О

140

0,05 з,в

11,5

0,05

3,6

9,7

10,7

ÎO5 з,о

9,3

9.7

0,05

2,5

7.0

5,5

0,05

1.9

6.1

5,0

0,05

4,2

11,4

12,5

0,06

4,0

11.8

12,3

0,07

4,6

12.0

13,1

0,08

4,8

12,2

13 4

0.07 гг

0.3 о,з о.з

0.5

0.5

0,25

0.25 о.г

Ог

0.5

1,6

1,2

1,8

3.0

1,3

1.2

1,4

4,1

Составитель P.ÀôàíàñüåBà

Редактор М.Егорова Техред М.Моргентал Корректор Н Бучок

Заказ 3332 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Смесь для изготовления литейных форм и стержней, преимущественно при изготовлении литья в условиях индивидуального и мелкосерийного производства, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и технологическую добавку, отличающаяся тем, что, с целью улучшения выбиваемости смеси, повышения ее живучести и газопроницаемости, а также снижения осыпаемости и себестоимости, она в качестве технологической добавки содержит пылевидные отходы с фильтров участков подготовки порошков железной и хромитовой руды, кокса, шамота и ферросилиция при следующем соотношении ингредиентов, мас. з: жидкое стекло — 2.5 — 3,0; пылевидные отходы

5 с фильтров участков подготовки порошков железной и хромитовой руды, кокса шамота и ферроси10 лиция — 1,5 — 3,0 огнеупорный наполнитель — остальное.

2.Смесь поп.1,отлича ющаясятем, что пылевидные отходы имеют следующий

15 химический состав, мас., : углерод кремний окись кальция окись магния

20 окислы хрома сера окислы железа