смесь для изготовления литейных стержней

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных стержней, включающая жидкое стекло, кварцевый и тощий глинистый пески, отличающаяся тем, что используют тощий глинистый песок, содержащий 5-7% глинистой составляющей, при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Песок кварцевый - 66-72

Тощий глинистый песок - 24-29

Жидкое стекло - 4-5

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам жидкостекольных стержневых смесей, и может быть использовано при изготовлении литейных стержней, отверждаемых после извлечения из стержневого ящика.

Известны составы смесей, применяемых при изготовлении таких стержней, например, для смесей, отверждаемых тепловой сушкой [1, 2, 3]. В них входят свежие кварцевые пески, связующее и обязательно пылевидная сухая глина для придания смеси и соответственно стержням "сырой" прочности, позволяющей извлечь их из ящика и предупредить нежелательную деформацию до окончания отверждения. Ввиду того, что стержневые смеси приготовляются на свежих песках, применение здесь водной глинистой суспензии невозможно даже в тех цехах, где она широко применяется для единых формовочных смесей. Присутствие в составах стержневых смесей дефицитного кварцевого песка приводит к их удорожанию, а сухой глины - к повышенной запыленности в смесеприготовительных отделениях литейных цехов, к росту числа заболеваний силикозом среди рабочих, кроме того, сухая глина относительно дорога и ее подготовка требует больших затрат энергии.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является жидкостекольная стержневая смесь, в состав которой наряду с кварцевым песком входит жирный песок с 15% содержанием глинистой составляющей [3]. Такая смесь обеспечивает прочность по СO₂-процессу 0,4-0,5 МПа и при тепловой обработке прочность такой смеси после сушки составляет 0,1-0,2 МПа.

Предлагаемый состав смеси предназначен для тепловой сушки. Прочность жидкостекольных смесей после тепловой сушки даже при минимальном содержании жидкого стекла (4-5%) существенно превышает прочность стержней, продутых СО₂ (0,7-0,8 МПа против 0,4-0,5 МПа). Задачей изобретения является получение дешевой экологически чистой стержневой смеси с глинистым песком, обладающей после тепловой сушки достаточно высокой "сухой прочностью".

Для этого в состав смеси наряду с кварцевым вводят тощий (ГОСТ 2138-91) глинистый песок с содержанием глинистой составляющей от 5 до 7% при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Песок кварцевый - 66-72

Песок тощий (глинистая составляющая 5-7%) - 24-29

Жидкое стекло - 4-5 (по отношению к пескам)

Такой состав смеси обеспечивает максимальное снижение ее себестоимости при достижении требуемой "сухой" прочности (большей 0,4-0,5 МПа), т.к. применение тощего песка с меньшим 5% содержанием глинистой составляющей приведет к удорожанию смеси (тощие пески с содержанием глинистой составляющей до 4% имеют одинаковую цену с кварцевыми), с другой стороны тощие пески с содержанием глинистой составляющей, большей 7% для получения требуемой сухой прочности, можно вводить в смесь в меньших количествах и тем меньших, чем больше содержание в них глинистой составляющей. В таблице приведены результаты испытаний стержневой жидкостекольной смеси с различным содержанием тощего (6,5% глинистой составляющей) песка.

Стоимость кварцевых песков, например Басьяновского месторождения, составляет 117 руб. за 1 т, а тощих (с содержанием глинистой составляющей свыше 4%) - 100 руб. за 1 т. Если учесть, что минимальное потребление песка даже в мелких литейных цехах составляет порядка 10000 т в год, а сухой огнеупорной глины (стоимостью 327 руб. за 1 т) - порядка 500 т в год, то экономический эффект даже здесь будет равен 214500 руб., кроме того, исключение сухой глины из состава смесей приводит к снижению концентрации пыли в воздухе смесеприготовительных отделений с 21 мг/м³ до 3,5 мг/м³

Использованная литература

1. Flemming E., Tilch W. Formstoffe und Formverfahren., Deutcher Verlag fur Grundstoffindustrie, Leipzig - Stuttgard, 1993.

2. Михайлов А.М. и др. Литейное производство, "Машиностроение", 1987.

3. Лясс А.М. Быстротвердеющие смеси, "Машиностроение", 1965.