Вуглецеутворююче сполучне для ливарних протипригарних фарб та формувальних піщано-глинистих сумішей

Використання органомшерального продукту збагачення викопної сировини такого складу, % мас вміст органічних речовин 15-70, неорганічних речовин 30-85, утому числіглинистих часток пдроалюмосилікатів 10-35, як вуглецеутворюючого сполучного для ливарних протипригарних фарб та формувальних піщаноглинистих сумішей Винахід відноситься до галузі ливарного виробництва, а саме, до матеріалів для протипригарних фарб (ПФ) та формувальних піщано - глинистих сумішей (ПГС) для ливарних форм та стержнів чавунного лиття Відомо, ЩО у складі великого різноманіття протипригарних фарб, які використовуються для чавунного лиття, обов'язковим компонентом є вуглецьовмісний наповнювач або матеріали, що його замінюють, наприклад кокс ливарний, вугілля кам'яне різних басейнів, вугілля деревне, мазут та т п , сполучний матеріал органічного або неорганічного походження, розчинний у воді або неорганічних розчинних, та стабілізуючі речовини, що забезпечують седиментаційну СТІЙКІСТЬ фарби при роботі з нею (Див Попилов Л Я Советы заводскому технологу Лениздат, 1975, с 42-48, Сварика А Л Покрытия литейных форм -М Машиностроение, 1977, с 42-60, Гиршович Н Г Справочник по чугунному литью Изд 3-е -Л Машиностроение, 1978, с 381-392) применением понизителей вязкости глинистых систем 36 Технология автомобилестроения 1(42) сер //К М, НИИавтопром, 1977) EWamich, D Roben Опыт применения полистирола в формовочных смесях с глинистым связующим Ciessere,1975, 62, 21, с 542 - 547, Позднев Ю Д и др Формовочные смеси для отливок деталей тракторного и сельскохозяйственного машиностроения, изготавливаемых на автоматических линиях Обзорная серия Технология и автоматизация производственных процессов в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении Выпуск 17 Москва, 1979, с 20, Стандарт предприятия 0 5 - 5 6 3 - 8 8 Сумского завода "Центролит", с 4) 3 метою зниження собівартості протипригарної фарби за рахунок скорочення витрат графіту та сполучного відома пропозиція використовувати побічний продукт збагачення антрациту на основі арплітової глини, яка містить вуглецю ЗО - 35% мас (див а с СССР кл В 22 С 3/00 № 1227311 ) Відомо також широке використання у складі ПГС, як протипригарний засіб, кам'яне вугілля молоте (див Абрамов Г Г Справочник молодого литейщика Литье в песчано-глинистые формы М Высшая школа, 1978, с 86-88) або його замінювачів мазуту, полістиролу, масла, керогену напорошеного і т д (див Волкомич А А , Чапчикова Т М Новые составы формовочных смесей с дозволяють скоротити або замінити графіт у складі ПФ та пиловуплля у складі ПГС, пошук нових матеріалів, що дають можливість здійснювати це, є актуальною проблемою для ливарного виробництва з економічних, санітарногігієнічних та організаційних причин Так полістирол, мазут, кероген небезпечні у Не дивлячись на ФАРБ ТА ВІДОМІСТЬ матеріалів, які О о ю 00 (О 46850 забезпечують седиментаційну СТІЙКІСТЬ фарби, гігієнічному відношенні та являються матеріаламисполучні якості при сушінні покриття При ДІЯННІ замінювачами, які дорого коштують металу, який заливається, відбувається термічна Використання продукту збагачення антрациту деструкція органічної складової ШЗС з утворенням на основі арплітової глини вимагає обов'язкової газоподібної відновної атмосфери у формі та організації його молоття через наявність грубих виділення при їх подальшій деструкції включень та кусків антрациту, що здорожує пиролітичного вуглецю, що у сукупності і визначає вартість цього матеріалу та обмежує протипригарні якості покриття та скорочує витрати використання графіту на ЗО - 50% мас у складі протипригарних Метою винаходу являється зниження фарб (див табл 4) собівартості виливок, покращення рідкості ПГС, розширення номенклатури вуглецьвмісних та При необхідності для покращення розтікання, сполучних матеріалів для ПФ та ПГС укриття та тривкості на стирання до складу покриття можуть використовуватися додаткові Для досягнення поставленої мети сполучні, поверхово-активні речовини та т п , пропонується використання органо-мшерального використання яких відомо по даному цільовому продукту збагачення викопної сировини такого призначенню, наприклад, патока, паста РАС та т п складу, % мас вміст органічних речовин 15-70, неорганічних речовин ЗО - 85, у тому числі Використання ШЗС в ПГС дозволяє виключити глинястих часток пдроалюмосилікатів 10 - 35 як з їх складу кам'яне вугілля пиловидне та скоротити вуглецьутворюючого та сполучного ливарних вміст глинястого сполучного (див табл 5, 6) протипригарних фарб та формувальних сумішей Обмеження граничних значень вмісту в ШЗС органічних та неорганічних речовин, а також Цей органо-мшеральний продукт являє собою глинястих часток пдроалюмосилікатів визначено вологий пиловидний матеріал, який одержується на основі статистичних даних аналізів проб ШЗС, при збагаченні мінеральної сировини-сланцю у який утворюється при збагаченні сланцю в важких середовищах (водяній магнезитовій обважнювальних середовищах, а також на суспензії) та називається шламом збагачення експериментальних даних про сполучні та сланцю (ШЗС), використання якого відоме для протипригарні якості протипригарних фарб, енергетичного спалення, домішуємо його до формувальних сумішей та визначається тим, що сланцю класа 0 - 25мм (див Коллодій К К й др при наявності органічних речовин нижче нижньої Отечественному обогащению 100 лет-М, 1991, с межі недостатні протипригарні якості ПФ та ПГС 172-178), а також, як розміцнюючого матеріалу у Верхня мета вмісту органічних речовин в ШЗС є рідкослових формувальних сумішах (див а с максимально можливою при даному способі СССР кл В 22 С 1/00 N 1169259) для покращення утворення ШЗС вибивання Однак через відсутність ефективних методів збезводнення та присадки шламу до сухого відсіву сланцю та значливості його обсягів (млн т), основна його маса не затребувана та складується, займаючи земляні угіддя Органічна речовина в ШЗС - кероген, елементарний склад якого представлений в табл 1, в основному зв'язана з надмірно тонкими глинястими частками, що представлені гідрослюдою та каоліном з перевагою гідрослюди Склад мінеральної частини та ситова характеристика проби ШЗС подана в табл 2 У складі мінеральної частини ШЗС переважають карбонати (кальцит, мінерали групи кальциту), підпорядковане положення займають глинясті матеріали (пдроалюмосилікати), у незначній КІЛЬКОСТІ присутні сульфат заліза, зерна кварциту, магнетит Наявність у складі шламу, який є продуктом збагачення викопної сировини-сланцю, надмірно тонких глинястих часток, що пов'язані, в основному, з органічною речовиною, яка містить 77% мас атомарного вуглецю, забезпечує сполучні, седиментаційні, протипригарні, антифрикційні якості при використанні у складі протипригарних фарб та формувальних сумішей для чавунного лиття Так ШЗС у складі протипригарних фарб (для табл 4) використовується у сполученні з основним вогнетривким наповнювачем графітом прихованокристалічним (чорним) у КІЛЬКОСТІ ЗО 50% мас При цьому глинясті частки пдроалюмосилікатів, що містяться у його складі, При наявності в ШЗС глинястих часток нижче нижньої межі недостатні седиментаційні та тривкі властивості, що знижують якість покриття після сушіння та, як наслідок, погіршуються протипригарні властивості При наявності вище верхньої межі знижується тріщиностійкість протипригарного покриття при сушінні Приготування протипригарних фарб та піщано-глинистих сумішей, які містять у своєму складі ШЗС, не відрізняється від відомих з використанням графіту та інших вуглецоьвмісних матеріалів як наповнювач ПФ та кам'яного гранульованого і молотого вугілля у складі ПГС При цьому висока дисперсність ШЗС дозволяє його використовувати у складі водяних фарб та ПГС без попередньої цехової підготовки Для заміни графіту у складі самосохнучих фарб використовується ШЗС з вологістю не більше 8% Виготовлення та фарбування стержнів та форм здійснюється таким чином У бак мішалки заливається 50 - 55% від маси фарби, яка виготовляється, вода та швидкосохнучий розчинник Вмикається мішалка та вводяться віддозовані розрахункові КІЛЬКОСТІ чорного графіту, ШЗС, патоки Перемішування здійснюється до рівномірного розподілу компонентів та робиться вимірювання густини фарби коректування густини Фарбування виготовленою фарбою стержнів та форм здійснюється ручним способом щіткою, пневмо- та гід розпиленням ТІНЬОВІ боки профарбовуються ручним способом Правильно виготовлена фарба характеризується гарним розтіканням, укриванням 46850 та дає блискучий шар покриття, заповнюючи невеликі дефекти поверхні стержня або форми Пофарбовані стержні та форми подаються на сушіння у сушарку з температурою 150 - 200°С на 0,5 - 3 години у залежності від маси стержнів та форм, вологості сумішей, з яких вони одержані, та вимоги до вологості поверхневого шару перед заливкою металом зібраних форм Сушіння самосохнучих покрить здійснюється на повітрі при температурі навколишнього середовища та становить 1,5-3 години при 25-30°С Використання ШЗС у складі ПГС переважно здійснюється вводячи його в суміш у вигляді попередньо приготовленої водної суспензії ШЗС та бентонітової глини Склад глино-вупльної та глино-шламової суспензії наведений утабл 5 в % мас Готується бентоніто-шламова суспензія у баці мішалки, куди заливають розрахункову КІЛЬКІСТЬ води та потім при вимкненій мішалці подають бентонітове сполучне у вигляді порошку та ШЗС, перемішують протягом ЗО 40хв та використовують для приготування ПГС Можливі ІНШІ способи приготування суспензії, наприклад, завчасно змішують бентоніт та ШЗС у заданих співвідношеннях і потім одержану суміш подають у мішалки До складу бентоніто-шламової суспензії, що готується, при необхідності для покращення технологічних властивостей суспензії та приготовленої ПГС, можуть бути додатково введені добавки, використання яких відоме по даному цільовому призначенню Наприклад, для концентрування суспензії з метою зниження вологості ПГС, які одержуються, та можливості транспортування суспензії по трубопроводам використовуються зменшувачі в'язкості ПФЛХ, паста РАС, ігетан та т п для зменшення стискоутворення - крохмаліт Можливі ІНШІ різноманітні модифікації процесів використання даного винаходу, які не виходять за межі його суті та обсягу, не обмежуються описаними вище прикладами з метою ілюстрації заявленого винаходу Реалізація винаходу дозволить знизити собівартість одержаних ВІДЛИВКІВ за рахунок більш низької вартості ШЗС у порівнянні з відомими сполучними, які використовуються, та розширити номенклатуру вуглецьвмісних та сполучних матеріалів для ПФ та ПГС при виробництві чавунного лиття Табл 1 Елементарний склад органічної речовини ШЗС (керогену) Елемент Вміст % мас С 76-77 Н 8,9-9,0 0 10-11 N 0,2-0,3 S 1,5-2,6 Табл 2 Склад мінеральної частини проби ШЗС Вміст % мас Назва матеріалу Органічних речовин Мінеральних речовин 5,8-69,7 31,3-94,2 Кероген, пов"язаний Шлам від з надмірно збагачення тонкими сланц глинястими частками Гідроалюмосилікати Кальцит до Ав 35 Доломіт Гідрослюда до 48 до 4 Магнетит до1 до 15 Кварц до 6 до 7 Каолін до 25 Сульфат заліза Табл З Ситова характеристика проби ШЗС Клас.мм 1 -09 05-09 04-05 03-04 02-03 0125-02 0074-0125 -74 Всього 1,7 5,9 1,7 *6,3 5,4 5,5 73,5 100 46850 Табл 4 Склад та властивості самовисихаючих та водних протипригарних фарб із застосуванням продукту збагачення викопної сировини-шламу від збагачення сланцю (ШЗС) Складові Вміст, частинах маси 4 5 6 29,4 37 25 Назва інгредієнтів Графіт аморфний (чорний) Графіт кристалічний (сріблястий) 1 32 2 21 3 25,2 10 7 ЗО 8 35 13 Бентоніт 3 1,5 1 Патока 3 2 Деревний пек 5,5 5,5 5,5 5,5 Пол ївшіл-бути раль 2,5 2,5 2,5 2,5 Етиловий спирт 55,5 55,5 55,5 55,5 Розчинник №646 11 11 11 11 Вода ШЗС з вмістом органічн речовин, глинястих пдроалю-мосилікатів, % мас 50 50 50 50 70/10 21 25 35/20 16,8 20 15/35 12,6 Фізико-технологічні властивості Показники 1 2 3 4 1,091,12 1,101,1 1,12 1,11 1,34 1,12 98 98 98 97 96 97 96 96 5,5 7,4 7,2 7,5 3,7 4,6 6 7,2 Густина 1,1г/см3 Седиментаційна через 1ч , % МІЦНІСТЬ СТІЙКІСТЬ покриття стирання, кг/мм на 5 15 6 7 1,30 1,36 1,29 1,31 1,30 1,3 8 1,31 Табл 5 Склад глино-вупльної та глино-шламової суспензії Інгредієнти суспензії 1 2 3 4 Вода 77 3-82 5 79 0-84, 0 79 0-83, 4 76 0-83, 0 Бентоніт (глина) 11 8-13 8 11 0-13, 0 10 6-12, 0 7 9-9,0 Вугілля молоте ШЗС (з вмістом органічних речовин) глинястих гідро алюмосилікатів % мас 70/10 5 0-8,0 35/10 6 0-9,0 15/35 10 0-15, 0 46850 10 Табл 6 Формувальні піщано-глинясті суміші для чавунного лиття Склад сумішей, % мас 5 95 70-80 45-60 2,5-3,0 3,5-4,0 70-80 45-60 2,7-3,5 3,5-4,0 70-90 45-60 2,5-3,5 3,5-4,0 70-90 50-70 2,5-3,0 3 3,540 со со Єдина на глино-вупльній суспензії складу 1 Єдина на глино-вупльній суспензії складу 2 со ГазопроГлино- ГлиноМІЦНІСТЬ Вміст Пісок Оборотна Вологість никненність вупльна шламова на стиск вуглецю у сирому 1К02А суміш суспензія суспензія % мас КПА % стані Назва суміші 5 95 3 5 95 4 ПРИМІТКА Фізико-механічні властивості 5 95 1 Складові 1, 2, 3, 4 суспензії наведені в табл 5 2 Для випробувань використані суспензії, які виготовлені згідно складам (середні значення) наведені в табл 5 Джерела інформації 1 Советы заводскому технологу Попилов Л Я Лениздат, 1975, с 42-48 2 Покрытия литейных форм СварикаАЛ -М Машиностроение, 1977, с 42-60 3 Справочник по чугунному литью Гиршович НГ Изд 3-е -Л Машиностроение, 1978,с 381392 4 Справочник молодого литейщика Литье в песчано-глинистые формы Абрамов Г Г -М Высшая школа, 1978, с 86-88 5 Новые составы формовочных смесей с применением понизителей вязкости глинистых систем Волкомич А А Сборник Технология автомобилестроения 1 (42), сер XIV НИИавтопром, 1977 6 Опыт применения полистирола в формовочных смесях с глинистым связующим Е Wamich, D Roben, Ciessere 1975, с 542-547 7 Формовочные смеси для отливок деталей тракторного и сельскохозяйственного машиностроения, изготовляемых на автоматических линиях Позднев Ю Д Обзорная серия Технология и автоматизация производственных процессов в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении Выпуск 17 Москва, 1979, с 20 8 Стандарт предприятия 05-56 3-88 Сумского завода "Центролит", с 4 9 А с СССР кл В 22 С 3/00 №1227311 10 Отечественному углеобогащению 100 лет Коллодий К К идр М 1991, с 172-178 11 А с СССР кл В 22 С 1/00 №1169259 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71