Отвердитель для самотвердеющих смесей, используемых при изготовлении литейных стержней и форм

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 119) 11 4(51) В 22 С 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 41 ИСАНИЕ И ВТОРСНОМ СВИД ЗОБРЕТЕНИЕТЕЛЬСТВУ%ИХ СМЕСЕЙ, ИСПОЛЬЗУИЫХ ПРЛЕНИИ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ Иде гидрограната кальция сосЗСаО А 1 О х 50 уНО, о тщ и й с я тем, что, с цельния.живучести смеси и повышности стержней и форм, на зэтапе затвердевания гидрогрция содержит р 1 О и Н О вщих количествах, моль:х =0,27-1,00=0,5-1,2,амов,В.С.Овалев ьство СС 1971. тво СССР 1976.1 109419Изобретение относится к областилитейного производства, а именно ксоставам отвердителей, используемыхдля самотвердеющих стержневых и фор.мовочных смесей со связующим, преимущественно на основе водорастворимыхлигносульфонатов.Известен отвердитель для самотвердеющих смесей со связующими на основеводорастворимых лигносульфонатов, 1 Осодержащий безводный трехкальциевыйалюминат, силикат кальция, алюмоферритную фазу и пятикальциевый триалюминат Я .Данный отвердитель синтезируется 15. иэ известняка и различных глиноземсодержащих материалов (техническогоглинозема, боксита, алунита, каолинитовой глиныи т.п.) путем высокотемпературного обжига гранулированной и хорошо перемешанной шихты притемпературе 1400-1500 С.оОднако такой отвердитель нестабилен по составу (содержание трехкальциевого алюмината в нем колеблется 25в весьма широких пределах - от 25до 98 по массе), дорогостоящ ввиду необходимости упомянутого высокотемпературного обжига и не обеспечивает высоких прочностных характерис- ЗОтик стержней и форм,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемо.му результату является отвердитель,для самотвердеющих смесей, используе35мых при изготовлении литейных стержней и форм, в виде гидрограната каль.ция состава ЗСаОА 32 О Х 61 ОгУНОгде Х = 0,01-0,25 и У =1,3-1-7 (в молярных долях) 2 .40Из приведенных соотношений следует, что в качестве гидрограната используется кристаллогидрат со средним содержанием воды 1,5 моль.Живучесть самотвердеющих смесейсо связующим на основе водорастворимых лигносульфонатов и с указаннымотвердителем составляет 5-12 мин,что не всегда оказывается достаточным при изготовлении крупных стержней и форм. Кроме того, нуждаются вдальнейшем улучшении прочностные характеристики стержней и форм на завершающем этапе их затвердевания. Целью изобретения является увели чение живучести смеси, повышение прочности стержйей и форм на завершающем этапе затвердевания. 2Для достижения поставленной цели отвердитель. для самотвердеющих смесей, используемых при изготовлении литейных стержней,и форм,в виде, гидро- граната кальция состава ЗСаО"А 10 102 УН О содержит 5 Ои Н 0 в2 .2 следующих количествах, мол:Х =0,27-1,00;=0,5-1,2При молярном содержании 50 и Н 0 (Х и) ниже нижних обусловленных пределов не достигается требуемых повышения живучести и прочности смесей, а при молярном содержании их выше верхних обусловленных пределов наблюдается снижение гидравлической активности отвердителя, в результате чего не отмечается дальнейшего нарастания прочности смесей.Исходным материалом для получения гидрограната описываемого состава служит трехкальциевый гидроалюминат ЗСаО А 120 бН О, который, в свою оче. редь, получают путем взаимодействия окиси кальция и гидроокиси алюминия, растворенной в водном растворе гидроокиси натрия, причем молярное соотношение оксидов кальция и алюминия подбирают равным 3:1.Далее путем обработки трехкальцие ного гидроалюмината в алюминатном растворе, содержащем 10 по массе оксида натрия, 10 по массе оксида алюминия, 0,3 по массе двуокиси кремния и остальное до 100% по массе - вода, получают промежуточный гидрогранат состава ЗСаО АВО 1(6 Э ф(бх,)Н О, причем реакцию получения указанного гидрограната проводят при умеренном нагреве (не более 100 С)оГидрогранат с составом по изобретению получают из промежуточного гидрограната путем его термообработки в температурном интервале 320" 410 С (ниже 320 С гидрогранаты кальция требуемого состава не образуются, а выше 410 С разлагаются с получейием инертных оксидов кальцйя и алюминия).Отвердитель по избретению целесообразно использовать в составе само- твердеющих смесей, содержащих в качестве связующего водорастворимыелигносульфонаты, например концентра-. ты сульфитно-дрожжевой бражки.Изобретение иллюстрируется следующим примером,Трехкальциевый гидроалюминат (ЗСаОфА О 6 Н 0) в количестве 1 кг192 Таблица 1 Т емперату-Содержаниера, С в отвердиСодержание 80 в промежуточном гидрогранате кальция соста ва ЗСаОфА 10 к 810 (6-2 х ), П О, мольные доли теле состава ЗСаОфА 10 х 810(1,5-ю)Н Омольные доли 340 0,18 0,27 0,54 360 0,37 380 0,79 0,58 410 0,71 1,0 3 1094 обрабатывают 10 л алюминатного щелочного раствора, содержащего 100 г/л оксида алюминия, 100 г/л оксида нат- рия 3 г/л двуокиси кремния (остальЭо ное - вода), в течение 3 ч при 95 С. В результате получают промежуточные гидрогранаты кальция, которые подвергают термообработке в зависимости от содержания двуокиси кремния в гидро- гранатах кальция. ОПромежуточные гидрогранаты кальция и полученные на их основе отвердители в виде гидрогранатов требуемо-. го состава (по изобретению) показаны в табл. 1. 5Цля оценки эффективности отвердителей по изобретению приготавливали формованные самотвердеющие смеси и с использованием кварцевого песка 1 К 016 А и концентрата сульфитно-дрожжевой бражки с кальциево-натриевым варочным основанием и с плотностью 1,24-1,28 г/см.Составы смесей 1-4 с отвердителем по изобретению и составы смеси 9 5 и 6 с отвердителем согласно известному техническому решению 2 приведены в табл. 2,Песок формовочный и частично дегидратированные гидрогранаты кальцияперемешивают в смесителе в течение2 мин, затем вводят концентраты сульфитно-дрожжевой бражки и все компоненты перемешивают в течение 1,5 мин.Результаты испытаний смесей 1-6приведены в табл. 3,Сравнивая результаты, полученныепри испытаниях сходных по составусмеси 1 (с отвердителем по изобретению) и смеси 5 (с отвердителемпопрототипу), а .также смесей 2"4 (сотвердителем по изобретению) и смеси 6 (с отвердителем по прототипу),видим, что отвердитель по изобретению обеспечивает получение самотвердеющих смесей с повышенной живучестью, а также с существенно более высокой прочностью на завершающем зтапе затвердевания (через 24 ч). Этопозволяет улучшить качество стержнейи форм и соответственно качествоотливок.1094192 Т а блица 2 Наименование ингредиентов с отвердителем по Кварцевый песок 1 КОА 100 100 100 10 00 1 ульфитно-дрожжевая бр,5 а 5 8,5 ь в виде гидрограната содержанием 810 (х) и 3 х=0,58; у=0,92 хф=Ое 71 у=Оэ 7 х=0,13; у=1 ототипу) а блица ля смесей УУ: оказатели свой Свойства смесей твердителепрототипу 1 25-35 35-45 5 8 2-2 Живучесть, ми Прочность на сжатиекгс/см , через:21 ч 10 7 5 0,11 т данн,0 18 сыпаемость, Х: ВНЯВ Заказ 123/3Тираж 746 Подпнсыое фндкаа ШЮ ффПатеатффг.Ужгород, ул,Проектная, 4 Отвердителкальция сН 20 (у)х=Оэ 37 э у=1 в 1 10 17 26 Содержание ингредиентов, вес,ч. в смесях