Способ приготовления формовочных и стержневых материалов и смесей

Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1526256 61) Дополнительное к авт. с 22) Заявлено 22.03.72 (21) ид-ву 1759607 02(51) М Кл 2В 22 С 5 у 00 В 22 С 1(02 41664 с присоединени (23) Приорите заявкиударстеенный каинтет СССР делам нзааретеннй н атнрытнй 3) УДК 621.74Опубликова 5.07.79. Бюллетень2 Дата опубликования описания 05.08.79 И. Д. Чудновский, И. Н. Тульчинский, К. Г. К Л. С. Соломон и С. М. Сухомлинов) Авторыизобретени Всесоюзный научно-исследовательский институтлитейного машиностроения, литейной технологиии автоматизации литейного производства ая вите(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВОЧНЫХ И СТЕРЖНЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ И СМЕСЕЛИзобретение относится к отрасли литейного производства и может быть использовано при приготовлении и регенерации формовочных и стержневых материалов и смесей а также прп обогащении исходных формовочных материалов. 5Наиболее близок к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату способ приготовления формовочных и стержневых материалов и смесей, заключающийся в том, что предварительно подготовленные составные части смеси направляются в основной смеситель. Для упрощения дозирования и транспортировки составных частей смеси их предварительно смешивают в нужных пропорциях в отдельном смесителе. Получается освежи- тельная смесь или освежительная композиция, которая затем смешивается в основном смесителе с отработанной (оборотной) смесью, в результате чего получается готовая формовочная смесь 1.Составные части смеси в зависимости 20 от ее назначения включают в себя помимо песков высокодисперсные минеральные вещества (глина, цемент и т. п.) или органические вегцества (сульфпдная барда, масла, смолы и т. п.), или оба типа этих веществ.Однако в таком способе используются различного рода металло- и энергоемкис смесители, рабочие органы которых псгстоянпо подвергаются абразивному износ и, слс. довательно, требуют трудоемких восстановительных работ.Кроме того, невозможно полностью восстановить свойства оборотных формовочшлх и стержневых смесей и материалов, подверженныхх высокотемпературному воздействп к в залитой форме, что приводит к необходи. мости введения большого количества освсжающих формовочных материалов в при. готовляемую смесь для достижения ек заданных технологических свойств. Известным способом смесеприготовления невозможно получить на низкоактивных и некондиционных глинах технологпчес кис параметры смесей, соответствующие современным требованиям производства.Цель изобретения - упрощение процесса приготовления и уменьшение расхода освежающих добавок при обеспечении техноло 526256(,цг,апц и инр(1( никрс,с персчспи- В с 1111. ч 1 ( ч ()( 1) 1 11( 1 (. ч (. с 1 3 цс (. ж с 3 10 .1 1 1 1 Х .( ) ( ) с ВК 5 1( ) .Я Г 1 1 С К Ъ . С Г В С 1 1 1 1 ц В 1р с 1(С1 . и,с чпк;О: н Ыь и 10,11 цссгвс ,О.)1 ПСВСС с СП ( 0(ЦРТ 101 СЪСХИ И (13 И)И 3 Х В 613)К ) 1 Р 1 11 Р 1)ОВс 1 СП 1 )Ор)цю НЫХ 1 Г )сКещ,; ЧСей, д В Лу С 1 С1 Р . 30) 1 , 1 (11) Р Ч Ц В)11 Ы Х 1 1 С 1 ге Р Ж 1- и)1 х )31 р;1. 30 В ц Г 1 Х (бис(0 В(.Сд; ри. 1 С)1 В )1 СЬ, О (СРЖс ) 10 ВЬЦКО.И(ПСРСПП 1( Ъип(.Рс,П)П)1( (1ТВД, В 30 Т 11(ТОТРО(1 Н 1 ЬС микрсцргднизчы рода 11101 с 111.1,: в кцл 1- цсствс О, 1,2) , д в счсь, сс)дерэкпс)10 цр 1 днпцсскс Гпсгвд, вводягстсрс Грцф Н Ы ) )1 1 и Р 00 Р,11 и 3 Ч Ь ДР О Ж Ж И Рц. 1113 Р Ц0 00 0 2 г)Ь)ЛИ Сс Гиц Б нос и Ы Ь Х 51111(Р Н;111 : 13 за Висит 0 1 Гребц 1 и и. Нре д 1)511.151 с)1)3 х к тсх- НОЛЦП ЦС СКИ Ч ( (йс ГВс 3,Ри Го 1,1 ЕХ 11 Х С Ы Е (.1. С, ) 1111 СЬ С 13)( К ) с : С К, 1 КС. 1 С 51 1 слс дук) п(ч: Х 1 1 Хр(ор Г 3 н 3.)1 Ы и НО 531 с В смел в ниде к)льтурдльпых рсд, в сосгав КОТОРЬХ )ХЦ 511 ВСПС1 Вс, С ГИ ЧУ.1 ПРК)ЦС ж)3 з)3 едсяСл)нсс Гь чикрснргани:)мцв, в Гсо числе те чинср)н)с 31313,)13 оргд ические ВС ЩЕСТВД, КС)ТСРЫЕ ПРИС) ТСТВ) К)Т В ОСИЖсЦ ЩИХ ДООДВКДХ И с 1 КОТОРЬХ, СЛС.:0 В(3 ГЕГЬиц, )СКУССТВЕННЦ КХЛ 1)ТВПРОВсНЫ ВНОСИ ЫЫЕ В смесь микрооргдпизмы.Внесснныс в счссь ыикрсорганизыы раз МНОЖДЮТС 51 В НСй, КсК и СРСДЕ СВОСГ 0 06 ИТД. ния, здп(лия по нвсрхности отдельных частиц весь объемысси, как уто Гроисходи 1; например, в почвах 6 сз спепиального чеха. ническ(н о исремснивдпия. Микроорганизмы, стремясь к истццникдч )нсргии и питания, присоединякгся к ппч и вьрдбатывдкт органические вещества, риддкщие форчовоц- НЫМ И СТСРЖ 13 СВЫХ 1 Хс 1 ГЕРИс 3 ЛДЫ 13 СМСС 5 Ы ОПРЕДЕЛЕННЫС т ХНО ПН ИЧССКИС СВОйС ГГ)с) (11 РСНОС Ь, Г(. СХ ЦССТЬ, Выбипс)СЦСТ, ПСТИЧ НОС 1, ДНТИПРИГРН 1 ВОЙС ТВс), с 1 ПРО- пессах регснердсии и ццог;щ шя фс)рмовцц- НЫХ Ыа 1(.РИс 1 ОВ Зс)3(Т Выис(.Г 1 с 1 ИВДП 51 Рс 3 З - руп)ак)т инсстные плп 1 с дыс дл 5 тсх 1010- гических процессов литейного прс)1 з 10.(сГ 1)д вещества.ПР 01 ССС)1 Р)СПРОСГРс)1 СН 1 Я )1 ИЕРООР с. Н З М О В В ф 0Ы 0 ВО Ч и Ы11 СТ Р Ж 1 С ВЫ Х Ы Д 1 С.- риалах и с)1(51 х м 01 у 1 быть итс.нсифисиР 0 В Д и Ы Х И Ч И 1. С и Ч 11 Д Г С 1 Т с) Ч И, Д(Н) Д В 1 Я С Ы Ы . ми в кульгурдльнук срсдх или НСГОсре;сственно в поток приготовлясыых формовочных материалов, либо физическими п)лями (воздушнычи, вибрдпионными, тсп 10 ВЬчи, лсктРОМаГНИтНЫЫИ И ЭЛЕКтРОСтсПИЧССКИМИ) .:) Т 33 М И ЖЕ Х И М И Ч (. С и И М 1 Д 1 ЕП с 1 Ч И И П ОЛ ЯМИ МОЖ 30 ГРс 1 ВГ 51 ТЬ ПР 0(.СД)1 И Ы 1 РОЧН)Н 1 Я смесей и рдзупрочнения схсссй и регснсрдтцв, создавая экстремальные условия кцх 3- форта для микроорганизмов.Ссчета ние соответствуюпсих микрцоргдИ 1 зыов с минеральными или срганицсскими)енс( ГВс Х И Х С 3;И сСТЕХ )1 ЛО ИЦСС К)3( ВОИ 1 Вс 1 ЭТИХ 13(ПССВ, ЧТ( ПОЗ В ,15 С 1 П РЗДРДНСЕ За,сс)ННЬХ ПДРДЧ тРДХ ЭИХ СВОйстн сцкрдт 1 Гь, нс 1 рм с. Кц,131 вц трс.(и ниц 3.НОГО СВЯЗУКНПЕ 0 Щ ЕС Г;с.аким с 6 рдзцх 1, распространение чикрццрднизчов в сч,с;) зд сцст рдзхножения (дс,п ния клег(к) и их соединение с тсх.1 цлогическ)чи добавками приводит к сокрдщенпк ун(р затрат па перечсшивание, т. е.у рц(;31 прцпссс приг(говлсния формовоч- )О пы, и 1 сржнсвых чдтсриалов 51 смесей,юзцляя 1 с(с 3 ьзцв)ть менее чс галло- и унсросмсце обцр довдние, а тдкже приводит к сокрисиню рдсхо ьд )свежакнцих дооавок.пиывдсмуи способ риготцвления рас 3 ро Г 1.;няс); нд слсдуюпие формовочные (5сг ржВые м;псридлы: регенераты фор)О)цчн 13 х и тсржпевьх смесей, подлежащие к)втцрнцму использованию в литейном про.(вдствс, сбц дщдемые пески и глины (бенГопины), бигучы и пески, поступающие на 2 о счсеприготовлсние в сухом виде или в виде суспензий.Э гоНсе способ приготовления такжердспрсстраняется на формовоцные и стержнсвыс смеси, упрочняемые механическим путсч (уплотнением), химическим твердениеы от тепловых и электрических воздействии.Мкрооргд)измы, сохранившие жизнедеятельность в той части оборотных смесей, кнорая подвергалась малому тепловому воздействию, могут сокртить последующее содержание микроорганизмов в культуральюй среде, вводимой в смесь оборотной смеси и освежающих добавок. 1)сспериыентальное определение оптимального содержания микроорганизмов в формовочных и стержневых материалах и смесях, пирулирующих в технологических процессах смесеприготовления, показало, что минимальное количество микроорганизмов, способное развиваться за технологически приемлемое время для автово трофных микроорганизмов составляет 0,1 /оот общего веса смеси (оборотной смеси и освежающих добавок) при приготовлении формовочных и стержневых смесей, а в случае приготовления формовочных и стержневых материалов - от их общего веса; для гетеротрофных микроорганизмов минимальное количество 0,00 о/о от об(пего веса смеси (оборотной смеси и освежающих добавок) при приготовлении формовочньх и стержневых смесей, а в случае приготовления формовочных и стержневых материалов - от их общего веса.Минимальные количественные значенияуказанных микроорганизмов обусловлены их жизнедеятельностью в комфортных условиях.55 Максимальное количество чикроорднизыов, вносимых в смесь, определяется чакспыально допустимой влажностью смеси, в которую вносится культуральная среда с5чикр(нргацизмах(и (смесь цс должцы Оыгь ереувлажцены), 1 Ииимальнсй гызоцроцц цасмостьк (сх(есь с лолжцы ичсть газоцроцицыем(сть ниже залыой из-зы изли- его коли(ествы Вл(ги культмра,(ьцОЙ среды и самих микроорганизмов) и колицествсм микробных клеток, которое це должно превышать количества тех элементов освежающих добавок, ца которых они адсорбируются. Поэтому максимальные количества вводимых в смесь автотрофных микроорганизмов соответствуют 1,2/о от общего веса смеси (оборотной смеси и освежающих добавок) при приготовлении формовочных и стержневых смесей, а в случае приготовления формовоццых и стержневых материалов от их общего веса. Максимальные же количества вводимых в смесь гетеротрофных микроорганизмов соответствуют 0,25/о от общего веса смеси (оборотной смеси и освежающих добавок) при приготовлении формовоцных и стержневых смесей, а в случае приготовления формовочных и стержневых материаловот их общего веса. Введение в формовочные и стержневые материалы и смеси искусственно выращенных микроорганизмов с культуральными средами может осуществляться поливом и разбрызгиванием от круг(нокапельного до дисперснокапельносо (тумана). 2При,(ер 1. Г 1 редварительно подготовленные освежающие компоненты (песок, бентонит, уголь) сразу же после выбивки подаются дозаторами в поток оборотной смеси.В процессе транспортирования, просеивания и пересьшания освежающие компоненты равномерно перемешиваются с оборотной смесью. Нд поток оборотной (отработанной) смеси с распределенными вем освежаюсцими добавками наносится культуральная сре- з 5 да, содержащая автотрофцые микроорганизмы ТЬ(оЬас(11 в сЬоох(сапз, жизнеле тель- ность которых связана с окислециеч минеральных соединений формовочной смеси (глинистых цыстиц) и ооразовднием г ид 4 О рогеля.Смешение компонентов смеси и культу- ральной среды осуществляется в неэнергоемком смесителе - гомогенизационном барабане. Культуральная среда искусственно выращивается в аппарате культивирования бактерий, в котором созданы благоприятные условия ддя скорейшего размножения микроорганизмов: полаца воздуха и температура 25 - :30 С.Для питания бактерий в культивдтср полается минеральная питательная сред.50 Г 1 олуцснцая культура;1 И(дя среда Вводится в поток смеси. Количество чикросргднизчов в кхльгх ральной среде реги лцрх (от ихтс ч измецения Вречени выращивания микроорднизмов в культиваторе в зависичости от технологицеской активности микроорганизмов и требований технологицеског процесса в пределах 0,1 - -1,2"/о от веса формовоццых бх(ытсрид.10 В. ху л ьт 1 рыльны 51 срсл(1 5 Л 51,1) 1- цЕГС расцрЕЛСЛЕНИя В СМЕСИ ВВОднтся Н рдсиылецном состоянии с цох(с(ць 1) известцьгх рдсп Литслей.Г 10 с,1 е ВВС;11.ния кх,ьтуры,1 ьной 1.рслы В СМЕСЬ ПРОВОЛтея актив(1 ЗдШя жиЗНЕ.сятельцости чикроаргацизчон в счсси с целк уВЕЛИЧЕНИя ПрОСССЫ ГЕЛСООрЫЗОН;ня утсч создания благоприятных условий: полыа воздуха, поддержание тс 1 персТх ры счсси в пределах 25 - 30 С.Приготовленная таким обрызоч смесь направляется в бункеры-отстойники, гле смесь выдерживается в тецецие це ченсе 5 мин, после чего эта смесь, пройдя разрыхление в аэраторе, готова к уотреблсцию.В табл. 1 представлена зависичость прочности смеси, содержащей в(.сскодисисрсц(.е МИНЕраЛЬНЫЕ ВЕШЕСтВа, От сОС(ЫВд СМЕСИ и количества вволимых в нее искусственно выращенных автотрофных микроорганизмов ТЫоЬасцз сЬоох(сдпз.Из ланцых табл.следуе, цто введение микроорганизмов Т 11(оЬас ив 11) Оох сдна в количестве 0,1 - 1,2/с от весы формовоццьх материалов приводит к увелицению гызопроницаемости и прочности смеси, цто позволяет уменьшить содержание бецтоцитд в составе смеси. При меНьшем содержании их в смеси прочность заметно снижается из-за малой скорости микробиологического процесса в смеси и нелостдтоцной активации глинистых материалов, а увелицение содержания приводит к увелицецию влажности смеси и снижению прочности и газороницаем ости.Ори,)(ер 2. В смесь, солержашую песок и глину (в кдцествс освежаю(цей лобдвки, содержащей органику, используется солодовое сусло), вволят культуральцую срелу с искусственно вырышешн)й лрожжевой культурой 1 роп(усев Вр. и еремевают.Дрожжевуо культуру выращиваот цд питательной культурдльной среде в тецение 1- 4 дней при температуре 26 -28 С. В кацестве питательной среды используе.гся сус,ц развеленцое волопроволной водой в соотношении 1: 3.После перемешивания формовочной смеси и культуральной срелы с лрожжевой куль. турой .(роспусев:р. происходит лальцейшсс )азвитие мцкрооргдцизмов цри температуре 25 - 30 С в составе смеси в бункере-накопителе, рдссцитднноч цд Выдержку счсси В те. цение 28 ц. В зависимости От трсс)уечой роцности счеси и организации технологицеского процессы (вречсцц вьдержки смеси) количество вводимых ми.рооргыцизмов изчеияк)т в пределахх О,ОО - 0,2)5", , ст весы сЬОр 110 Воц и ы х чатериылов. Это ко,(ццсство регулрукг путем измееия вречеци вырыщцвыця микро- О)ГД НИЗ)(ОВ НЫ И ИТ(1. Е,ЬЦОИ СРСЛЕ И Ко,И- чествы ВВоли х(ОИ к ,1 ьтх рд,ьнси с ре (ы526256 7 В гаол. 2 пре.с гавлена зависимость прочности смеси, содержащей органические всясиваа, н количества вводимых искусствсн но выращенных гетеротрофных микроорганизмов 11 роп 1 усев ьр.11 з данных таблицы следует, что введение в формовочную смесь культуральной среды с микроорганизмами 1.1 рогпусев вр. в количестве 0,001 0,25% приводит к увеличению прочности смеси в сухом состоянии, что позволяет снизить количество связующего (глины) в составе смеси.Введение в состав формовочных и стерж.пых смесей микроорганизмов в количестве Таблица 1 93,5 93,5 93,2 94, 7 93,5 93,5 2,0 2,0 2,0 2,0 Песок 2,0 2,0 1,8 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Бентонит 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Уголь 2,5 Вода 2,5 08 14 12 0,5 0,4 160 178 184 190 200 195 Газопроницаемость, ед Состав (%) и свойства смеси Стабилизированная отработанная смесь Культуральная среда, в том числе масса микроорганизмов Т 110- Ьос 132 ие 161 оох 1 дапе Предел прочности смеси насжатие, кгс/см " 0,00 1,2 "/о является оп и ма. ьным. При меньшем содержании их в смеси снижается скорость нарастания прочности в смеси и увеличивается цикл,. месспрцготовления. Введение в смесь более 1,2% микроорганизмов не оказ.,вдет практически влияния на изменение скорости микробиологического процесса в смеси, но снижает ее газопроницаемость.В формовочные и стержневые материалы и смеси, содержащие и минеральные,и органические вещества, вводят автотрофные и гетеротрофные микроорганизмы в вышеназванных количествах. Зе 7 Зз 7 Зф 7 4 фО Оф 05 01 1 2 23Глина Ыда Культуральная среда ссуслом 9 1 9 1 9 1 - 9 1 6 1 6 1 6 1 Микроорганизмы1 ровусев гр. 0,001 0,25 0,35 - 0,0005 0,01 0,25Ф Предел прочности сушки,кгсlсм: через 2 ч 616 10 О 4 О 310 3 ьО 6 фО 837 113 1 ь 1 9,5 13,6 5,8 5,3 5,0 6,9 9,3 1,2 1,07 140 148 120 114 118 150 160 125 123 через 5 дней Газопроницаемость, ед Составитель И. Куницкая Редактор Е. Месропова Техред О. Луговая Корректор Е. Лукач Заказ 439656 Тираж 944 Подписное ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4Форлгу,га изобретения1. Способ приготовления формовочныхзостержневых материалов и смесей 1 в тс м введения в оборотную смесь освежакщих добавок, содержащих высокодисперсные минеральные и ги органические вещества, или их совгипность, с послсдугощим перемегпигзаггиеч оборотг.ой схгсси с освежаюгци- зз ми добавк и, от,гггчаюггг,йс тем, что, с цельго упроцгепия проггесса приготовления и именьиц сггпя расхода освсжаюгцих добавок нри обеспе ге;гии тсхггологических свойств, перед перемешиванпем в полученную смесь из оооротггой смеси и освежающих добавок40 вводят искусственно вырагценные микроорганизмы 0,001- 1,2/о от общего веса, оборотной с.,геси и освежа 1 огцих добавок.2. Способ по и. 1, от.гцчаюгцийся тем, что в качестве искусственно выращенных 9,1 -- , -- 6,1 микроорганизмов в смесь из оборотной смеси и освежающих добавок, содержащих вьгсокодисперсные минеральные вещества, вводят автотрофные микроорганизмы ТЬ 1 оЬасгпв 0,1 - 1,2/о от общего веса оборотной смегл и освежающих добавок.3. Способ по п. 1, от.гичагоигиие.г тем, что в качестве искусственно выращенных микроорганизмов в смесь из оборотной смеси и освежающих добавок, содержащих о 1 п анические вещества, вводят гетеротрофные мпкРооРганизмы 11 РогпУсеэ 0,001 - 0,25 пгг, от общего веса оборотной смеси и освежаюгцпх добавок. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Аксенов П. Н. Оборудование литейных цехов. М., Маш и н острое ние.968, с. 20.