Смесь для изготовления литейныхформ и способ ee приготовления

Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ополнительное ид 2) Заявлено 01.06,76 (21) 2367110/22-02(51) М. Кл.В 22 С 1/О В 22 С 5/О присоединением заявки М 23) Приоритет Государственный комитет СССР(088.8)45) Дата опубликования описания 07,01.81 ло делам изобретении и открытий(72) Авторы изобретен Г, Савочкин, И. Н. Евстафьев, Д, А. Авербухи В, А. Смирновный проектно-технологический институт литейного одства и Ленинградский межотраслевой научноовательский институт пищевой промышленности 71) Заявители сесопроиисс(54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ И СПОСОБ ЕЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ханических оцессах из- удельным О 5 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-меи технологических свойств в прготовления форм под высокимдавлением.5 Цель изобретения - улучшение текучести смеси, повышение ее прочности во влажном состоянии и газопроницаемости, снижение прилипаемости к оснастке и осыпаемости.Для достижения поставленной цели смесьдля приготовления литейных форм, содержащая огнеупорный наполнитель, глинистую составляющую, сульфитно-дрожжевую бражку и воду, дополнительно содер жит упаренный фильтрат - продукт нейтрализации сброженных мелассных растворов производства лимонной кислоты при следующем количественном соотношении ингредиентов, вес. %:О Глинистая составляющая 10 - 12Сульфитно-дрожжеваябражка 0,32 - 0,45Упаренный фильтрат 0,55 - 0,68 Вода 4,0 - 4,5 Огнеупорный наполнитель ОстальноеДля достижения поставленной цели предлагается способ приготовления указанной15 20 12 - 15 35 смеси, включающий в себя смешивание всехес ингредиентов, отличительный признаккоторого заключается в том, что упаренныйфильтрат вводят в.процессе приготовлениясмеси совместно с сульфитно-дрожжевой 5бражкой после их предварительного смешения.Упаренный фильтрат характеризуетсяследующими показателями (ТУ-8-1 - 75Побочные продукты производства лимонной кислоты, Фильтрат упаренный для литейного производства, номер государственной регистрации 137810):1. Содержание сухихвеществ, вес. % 60 - 672. Плотность, г/см 1,31 - 1,353. Содержание золы, %,к весу сухих веществ,не более 304, Содержание редуцирующих веществ, %, к весусухих веществ, не более 125. Содержание общего азота,%, к весу сухих веществ 3,0 - 5,06. Активная кислотность, 9 дрН в пределах, ед. 4,8 - 6,0Химический состав сухих веществ продукта следующий:- органические соединения содержатингредиенты при следующем соотношении, З 0вес. %:Редуцирующие веществаАминокислоты и другие азотосодержащие вещества органического происхождения 15 - 21Бетаин 12 - 165 Кирные кислоты (с числоматомов углерода 16 - 24) 0,5 - 2,5Органические кислоты (с числоматомов углерода 2 - 6) 0,2 - 0,5 40- минеральные соединения содержатингредиенты при следующем соотношении,вес. %:Цитраты 20 - 25Глюконаты 5 - 10 45Хлориды 3 - 7Сульфаты 2 - 3- цитраты в составе минеральных соединений содержат ингредиенты при следующем соотношении, вес. %: 50Цитрат кальция 15 - 44Цитрат калия 32 - 70Цитрат магния 10 - 22Цитрат железа 2 - 5- глюконаты в составе минеральных соединений содержат ингредиенты при следующем составе, вес. %:Глюконат кальция 40 - 55Глюконат калия 10 - 38Глюконат магния 8 - 30 01)Глюконат железа 5 - 14- хлориды в составе минеральных соединений содержат ингредиенты при следующем соотношении, вес. %:Хлорид кальция 36,5 - 57,1 05 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 - 5,5При 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 плен кообразователями 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).83,711 0,36 0,61 4,3 83 12 Песок кварцевыйГлина огнеупорнаяСДБ 1 О 0,45 0,55 0,320,684,0 1,0 Ф льтрат упаренныйВ;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 Известная смесь (4), приготовленная известным способом Совместное введение в смесь СДБ и упаренного фильтрата Свойства упаренный фильтрат, далее СДБ СДБ, далее фильтрат упаренныисмесь смесь смесь 43,5 42,4 50,8 46 39,8 43,6 47,0 0,87 0,94 1,0 0,82 0,84 0,80 0,78 0,80 0,78 0,3320,0 0,0614,5 0,3019,5 0,3516,9 0,1213,0 0,0913,0 0,4122,0 0,3121,8 0,3818,0 0,524,0 1,29 1,17 1,29 1,20 1,34 1,15 1,24 1,09 1,32 1,12 115 120 100 114 100 89 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 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 методуНИИ тракторсельхозмаш) Прочность на сжатие вовлажном состоянии, кгссм Осыпаемость, % Адгезия (прилипаемость) песчаноглинистой смеси к поверхности модельной оснастки, % к общей площади Прочность на разрыв в сухом состоянии, кгс/смГазопроницаемость, 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 ф льтратаповерхности 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 15 Формула изобретения Составитель С. ТепляковТехред В. Серякова Корректоры: О. Силуянова и О. ГусеваРедактор Т. Зубкова Заказ 2716/1 Изд.117 Тираж 869 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, 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 ругного 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 О 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 наполни- тель, глинистую составляющую, сульфитно. 20 дрожжевую бражку и воду, отличающ а я с я тем, что, с целью улучшения ее текучести, повышения прочности во влажном состоянии и газопроницаемости, снижения прилипаемости к оснастке и осыпаемости, 25 она дополнительно содержит упаренный фильтрат - продукт нейтрализации сброхкенных мелассных растворов производства лимонной кислоты при следующем количественном соотношении ингредиентов,вес. о/оГлинистая составляющая 10 - 12Сульфитно-дрожжеваябражка 0,32 - 0,45Упаренный фильтрат 0,55 - 0,68Вода 4,0 - 4,5Огнеупорный наполнитель Остальное2. 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 экспертизе1. Технология и организация производства. Научно-производственный сборник,1974, Мо 8, с. 44 - 45,2. Сборник научных трудов Челябинского политехнического института, 1975,вып, 155, с. 154 - 159.3. Информационный листок ЛатИНТИ,Мя 2 - 74, серия 10 - 05, 1974, с. 3.