Способ получения добавки для облегчениявыбиваемости литейных форм и стержней

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 22,08,79 (21) 2810403/22-02 51)М, Кл,с присоединением заявки Мог В 22 С 1/02 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 300581(71) Заявители 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОБАВКИ ДЛЯ ОБЛЕГЧЕ ВЫБИВАЕМОСТИ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕ Конденсированная омыленная древесная смола, получаемая по этомуспособу, при нормальной температуренаходится в твердом агрегатном состоянии, что требует дополнительнойтрудоемкой операции растворения твердой смолы в горячей воде. Кроме того,из-эа низкой температуры загустеванияполученного раствора концентрациясухих веществ в нем ограничивается20-30, что требует повышенного расхода добавки в составе смеси, болеевысокие концентрации требуют постоянного подогрева раствора до темпе ратуры свыше 60 СТаЮим образом, применение известного способа значительно увеличивает трудоемкость.т хнологическихопераций при изготовлении стержней 3) и форм.Недостатком этого способа является;также и повыаенный расход добавки(не.менее 1-2) в составе жидкостЕкольной смеси, что способствует обра зованию газовых раковин в отливках.Цель изобретения - снижение трудоемкости приготовления стержневыхи формовочных смесей.Указанная цель достигает ЗО что способ получения добавк Изобретение относится к отраслилитейного производства,. а именно кспособам, обеспечивающим получениедобавки для эффектного улучшениявыбиваемости литеййых форм и стержней, преимущественно из жидкостекольных смесей.Известен способ получения добавкидля облегчения выбиваемости литейныхформ и стержней, изготовленных иэжидкостекольных смесей. Способ заключается в растворении 10-12.предварительно омыленного древесного пекав жидком стекле 1(.Однако процесс омыления древесного пека, осуществляемый в условияхлитейных цехов,является трудоемкими не нашел широкого применения.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ получения добавки(конденсированной омыленной древесной смолы), заключающийся в нагревесмолы и омыления ее путем смешиванияс 10-30-ым водным раствором щелочи,взятым в весовом соотношении,со смолой (1,0-1,5 :1) соответственно,при температуре реакционной массы105-1.15 оС, слив продукта и охлаждение его на воздухе до нормальнойтемпературы (20 оС) (.2,ся тем,и конден30-50 12,0-12,5 сированной омыленной древесной смолыдля улучшения выбиваемости литейныхформ и стержней, включающий нагревсмолы, омыление ее 10-30-ым воднымраствором щелочи, взятым в весовомсоотношении со смолой соответственно1((1,0-1,5):1, при температуре реакционной массы 105-115 С, слив продукта и охлаждение его на воздухе. Конденсированную древесную смолу дооперации ее омыления обрабатываютпутем продувки паром под давлением10-12 атм при 160-170 ОС в течение3,5-4,5 ч и при удельном расходепара 1,5-2,0 т на 1 т конденсированной древесной смолы.По предлагаемому способу осуществляют подачу острого пара в доннуючасть реактора с последующей продувкой массы в реакторе в направленииснизу вверх.Конденсированная омыленная древесная смола, полученная предлагаемымспособом, представляе собой жидкость,неограниченно устойчивую при хранении, обладающую следующим комплексом свойств:25Плотность, г/см 1,130-1,150Содержание сухогоостатка,Емкость (по вискозиметру ВЗпри20 С), с . 12-60 30Показатель водородных ионов, рНТемпература замерзания, С (-12) - (-15)При давлении менее 10 атм удлиняется продолжительность разгонки, апри давлении более 12 атм эффективность процесса разгонки существеннонеулучшается при одновременном воз. растании.энергозатрат на поддержание 4 Овысокого давления и ужесточении тре:бований к Прочности констрУкции реактора. При температуре менее160 ОС протекание процесса разгонки затруднено, а при температуре 45вйше 170 ОС возможно нежелательноедополнительное осмоление продукта.При продолжительности раэгонки менее 3,5 ч не достигается требуемоеудалейие 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 улучшениявыбиваемости Форм и стержней на неорганических связующих, предпочтительно жидкостекольных, отверждаемых любыми известными отвердителями, илипродувкой углекислым газом, или притепловой сушке, причем формовочные 60смеси могут быть получены как впластичной,. так и в жидкоподвижномвариантах,. Предпочтительное содержание добав-ки жидкой омыленной смолы в составег16 жидкостекольных смесей составляет0,5-1,0 весДобавка предварительно вводится вжидкое стекло или в жидкую композициюна основе жидкого стекла, пенообразователя и воды, поскольку она хорошосовмещается с ними, образуя композиции весьма устойчивые при хранении.Кроме того, добавка может бытьвведена непосредственно в огнеупорный наполнитель в процессе приготовления смеси.В качестве древесных смол целесообразно использовать первичныепродукты термолиэа твердо и мягколиственных пород древесины.П р и м е р. Конденсированнаядревесная смола, первичный продуктсухоперегонного производства твердолиственной древесины, подвергаетсяобработке острым паром при следующихрежимах: давление 11 атм, температура165 С, продолжительность 4,0 чпри удельном расходе острого пара1,75 т/т древесной смолы. При этомотемпература смолы повьааается до 150 Си происходит отбор и удаление легкихФракций (масла, жирные кислоты, оксикислоты, вода). Выход остаточнойтяжелой фракции составляет 15 от начальной загрузки смолы, а ее влагосодержание равно 0.Остаточную тяжелую фракцию совмещают с 15-ным водным раствором щелочи, нагретым до 90 С, при непрерывном перемешивании и нагреве реакционной массы до 110-115 ОС с выдержкойпри этой температуре в течение 2 ч(при нормальном атмосферном давлении).После остывания до нормальнойтемпературы готовый жидкий продуктобладал следующими свойствами:Содержаниесухогоостатка,34,5Плотность,. г/см 1,138Вязкость (В 3-4,20 С), сПоказатель водородных ионов, рН 12Техническая .эффективность добавки конденсированной омыленной древесной смолы, полученной в соответствии с предлагаемым способом, определяется путем введения ее в составжидкой самотвердеющей смеси (ЖСС -смесь Р 1, табл. 1),Для сравнения приготовливают также ЖСС с добавкой конденсированнойомыленной древесной смолы, полученнойизвестным способом (смесь Р 2,табл.1)Составы сравниваемых ЖСС приведены в табл, 1.Свойства ЖСС 1 и 2 приведены втабл, 2,Иэ данных табл. 2 следует, чтопри введении добавок конденсированнойомыленной древесной смолы, полученнойкак по изобретечию (смесь Р 1), так и833350 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;Кварцевый песокФеррохромовый шлак 100 100 4 4 Жидкая композиция(жидкое стекло,вода, ДС-РАС) пло 3 тностью 1,29 г/см 7,7 7,7 Ждикая добавка конденсированной омыленной древесной смолы, полученная по предлагаемым способам 0,5 20-ный водный раствор конденсированнойомыленной древеснойсмолы, полученнойизвестным способом 1,2 Таблица 2 Физико-механические и технологические свойства смесей3-4 Текучесть (по диаметру распыла конусаСтройцниил), мм 130 120 известным способом (смесь Р 2), до"стигаются примерно равноценные результаты по прочности и выбиваемости.При этом низкий показатель остаточнойпрочности обеих смесей свидетельствует об их облегченной выбиваемостн(у аналогичных смесей без добавокпоказатель выбиваемости составляет10-20 кгс/см ).Следующий пример иллюстрируетвозможность и эффективность использования добавки конденсированнойомыленной смолы, полученной в соответствии со способом по изобретению,в составах жидкостекольных смесей,отверждаемых продувкой углекислым"газом. Составы сравниваемых смесей 15приведены в табл. 3.В табл. 4 приведены свойствасмесей 3 и 4, составы которых ука-".,заны в табл. 3.Из данных табл. 4 следует, что при 2 Оиспользовании добавки конденсированной омыленной древесной смолы, полученной способом по изобретению(смесь Р 3) обеспечивается болеенизкий уровень остаточных прочностейПосле прогрева, чем при использовании аналогичной добавки, полученнойизвестным способом (смесь Р 4),В то же время получение добавкиконденсированной омыленной древесной смолы в соответствии с предлагае- ЗОмым изобретением обеспечивает рядсущественных технологических преимуществ.Добавка, полученная предлагаемымспособом, обладает жидким агрегат-. 35ным состоянием и не требует для ис.пользования какой-либо предварительной подготовки.Добавка, полученная известнымспособом, обладает твердым агрегатным состоянием и поэтому для ее использования в составе ЖСС необходимо проведение дополнительной трудоемкой операции растворения ее в горячей воде (при 80-90 С). Это требуетсоздания в цехе специального технологического узла подготовки рабочегораствора добавки, снабженного нагревательной системой и барботирующимисредствами; При использовании добавки, полученной по предлагаемому спо" 50собу, последняя поступает в цех в гоУстойчивость пены, мин Составы смесей всоответствии с табл.1 смесь Р 1 смесь Р 2833350 Продолжение табл. 2 Составы смесей всоответствии с табл.1 смесь Р 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 Таблица 3 Составы смесей, вес,ч. Ингредиенты Кварцевый песок 100 100 1,0 1,0 4,5 4,5 1,0 20-ный водный раствор древеснойсмолы, полученной известным способом 1,0 Таблица 4 Составы смесейв соответствиис табл. 3 Физико механические н технологическиесвойства 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 вы 2держке образцов на воздухе в течение:1 ч Выбиваемость по показателю остаточнойпрочности на сжатие,. кгс/см , послепрогрева образцов при 800 С в.течение30 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 конденсированнойомыленной древесной смолы, полученная способом по изобретению Исходная влажность, % Прочность на сжатие после продувкиСО , кгс/см СразуЧерез 2 ч с момента продувки 1,3-1,92,0-2,53,7-4,210 833350 Продолжение табл. 4 Составы смесейв соответствиис табл. 3 Физико-механические и технологические свойства Р 3 9 4 Через 24 ч с момента. продувки 11,7 9,7 Осыпаемость, Ъ через 2 ч с момента проДувки24 ч с момента продувки 0,15 0,30 0,08 0,16 Выбиваемость по показателю остаточнойпрочности на сжатие, кгс/см послепрогрева образцов в течение 30 мин при 700 С600 С500 С400 С 27,0 более 40 10 у 0 12,0 10,2 11,0 11,6 14,7 Формула изобретения Составитель И. ГончарукРедактор Н. Кузнецова Техред Н. Келушак Корректор О. Билак Заказ 3861/9 Тираж 869 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ получения добавки для об легчения выбиваемостн литейных форм й стержней , включающии нагрев конденсированной древесной смолы, омыление ее 10-30-.ым водным раствором щелочи, взятым в весовом соот 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 - щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости приготовления стержневых и формовочных смесей, конденсированную древесную смолу до операции ее омыления обрабатывают путемпродувки паром под давлением 1012 атм при 160-170 С в течение 3,54,5 ч и при удельном расходе пара1,5-2,0 т на 1 т конденсированнойдревесной смолы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельствО СССР Р 171994, кл. 31 С 1/03, 1964.2, Технологический регламент Р 3-65 опытно-промышленного производства смолы древесной омылЕнной СДО ВПО "Союэлесхимпродукция".Сявский ЛХК, 1976.