CS271601B1 - Liquefied self-hardening mixture - Google Patents
Liquefied self-hardening mixture Download PDFInfo
- Publication number
- CS271601B1 CS271601B1 CS846039A CS603984A CS271601B1 CS 271601 B1 CS271601 B1 CS 271601B1 CS 846039 A CS846039 A CS 846039A CS 603984 A CS603984 A CS 603984A CS 271601 B1 CS271601 B1 CS 271601B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- weight
- mixture
- acid
- liquefied
- self
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 72
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- -1 alkyl ether sulphates Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 13
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 claims abstract description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 claims description 3
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 3
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 abstract description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 abstract description 3
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 abstract description 3
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 abstract description 2
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical class [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000003906 humectant Substances 0.000 abstract 1
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 26
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical class [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 7
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 7
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 6
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 6
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 4
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 2
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010977 jade Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- CBXWGGFGZDVPNV-UHFFFAOYSA-N so4-so4 Chemical compound OS(O)(=O)=O.OS(O)(=O)=O CBXWGGFGZDVPNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Description
Vynález se týká ztekucené samotvrdnoucí směsi na bázi chrom-magnezitu a kyseliny trihydrogenfosforečné. Směs je určena především к výrobě jader pro lití ocelových odlitků.The invention relates to a liquefied self-hardening composition based on chromium-magnesite and trihydrogenphosphoric acid. The mixture is intended primarily for the production of cores for steel casting.
Je známo, že anorganické pojivové systémy používají jako pojivá vodní sklo, cementy, etrusky apod·, a to jak ve stavu sypkém, tak ve stavu ztekuceném. Hlavní nevýhodou je věak Spatná rozpadavost jader a forem po odlití. Dále je známo, že poji- » va, jejichž složkou je kyselina fosforečná, spojují v sobě za určitých podmínek výhodu dobré rozpadavosti i hygienické nezávadnosti. Směsi, u nichž jsou jako tvrdidlo použity oxidy železa, vykazují vyšěí sklon к připékání. V případě použití tvrdidla “ lateritická ruda je vytvrzovaní nadměrně rychlé, podobně je tomu i u tvrdidla oxid hořečnatý, kde к této okolnosti přistupuje ještě poměrně krátká doba zpracovatelnosti. Proto byly tyto směsi dosud nepoužitelné к výrobě jader vyšších hmotnostních kategorií. Neúspěšné byly pokusy řeěit tento stav pomocí vhodných retardérů.Inorganic binder systems are known to use as binder waterglass, cements, etruscs, etc., both in bulk and liquefied states. The main disadvantage is the poor disintegration of cores and molds after casting. Furthermore, it is known that binders containing phosphoric acid combine the advantages of good disintegration and hygienic safety under certain conditions. Mixtures in which iron oxides are used as the hardener show a higher tendency to bake. If hardener is used “lateritic ore is curing excessively fast, similarly as with hardener magnesium oxide, where this is due to relatively short pot life. Therefore, these mixtures have so far not been useful in the manufacture of cores of higher weight categories. Unsuccessful attempts to solve this condition with suitable retarders.
Proces vytvrzování systému magnezitchrom.- kyselina trihydrogenfosforečná-voda je založen na polymeraci a polykondenzaci za současného růstu adheze. Z chemického hlediska jsou pro celý děj řídicím procesem různé formy neutralizace kyseliny trihydrogenfosforečné bazickým oxidem hořečnatým. Touto cestou pak při vytvrzování vznikají jednak krystalické produkty, jmenovitě:The curing process of the magnesic acid-trihydrogenphosphoric acid-water system is based on polymerization and polycondensation while increasing adhesion. From a chemical point of view, various forms of neutralization of trihydrogenphosphoric acid by basic magnesium oxide are the control process for the whole process. In this way, crystallization products are produced during curing, namely:
MgHP04 . 3 H^O Mg/H2P04/2 MgHP0 4 . 3H? O Mg / H 2 P0 4/2
Mg/H2PO4/2 . 4 H?0 Mg3/PO4/2 . 8 H20 /Mg / H 2 PO4 / 2. 4 H ? 0 3 Mg / PO4 / 2. 8 H 2 0 /
Mg/H2P04/? . 2 H2O jednak amorfní fosforečnany hořečnaté, obtížně vystihnutelné chemickým vzorcem. Reakce mezi kyselinou trihydrofosforečnou a magnezitchromém je silně exotermická, což vede к zahřívání směsi a zrychlení procesu vytvrzování.Mg / H 2 P0 4 / ? . 2 H 2 O amorphous magnesium phosphates, difficult to describe by chemical formula. The reaction between trihydrophosphoric acid and magnesic chromium is strongly exothermic, resulting in heating of the mixture and acceleration of the curing process.
Vlastní mechanismus procesu vytvrzování se skládá z několika částí. Před přidáním kyseliny je ostřivo, křemenný písek - promícháno 8 jemnými podíly magnezitchrómu do homogenity. Po přídavku kyseliny trihydrogenfoeforečné začne probíhat neutralizační reakce a vznikající fosforečnany hořečnaté .se rozpouštějí ve zředěné kyselině. Tento děj pokračuje až do nasycení roztoku fosforečnany hořečnatými. Po tuto dobu lze formovací směs míchat, nebol ještě nedochází к tuhnutí. Po překročení rozpustnosti fosforečnanů hořečnatých se začnou vylučovat pevné, krystalické nebo amorfní, fosforečnany, které jednak obalují zbytek původní částice magnezitchromu, jednak díky velké adhezi ke křemeni slepují částice magnezitchromu a zrnka písku. Množství kyseliny trihydrogenfo8forečné, přidávané do směsi, není tak velké, aby mohl reagovat veškerý přítomný oxid hořečnatý. Pro případ 10 hm. d. magnezitchromu s obsahem oxidu hořečnatého zhruba 60 %, 4 hm. d. 85 % H3PO4 · reakce na Mg/H2P04/2 je množství MgO více než ' dvojnásobné.The actual curing process mechanism consists of several parts. Prior to the addition of acid, the sand, quartz sand - is mixed with 8 fine portions of magnesitchrom to homogeneity. Upon addition of the trihydrogenphosphoric acid, the neutralization reaction begins and the resulting magnesium phosphates dissolve in the dilute acid. This process continues until the solution is saturated with magnesium phosphates. The molding mixture can be stirred during this time, as there is still no solidification. Upon exceeding the solubility of magnesium phosphates, solid, crystalline or amorphous phosphates start to precipitate, which both coat the remainder of the original magnesitchrome particle and, due to the high adhesion to quartz, adhere the magnesitchrome particles and the grains of sand. The amount of trihydrogenphosphoric acid added to the mixture is not large enough to react all the magnesium oxide present. In case of 10 wt. d. magnesitchrom with a magnesium oxide content of about 60%, 4 wt. d. 85% H 3 PO 4 · response Mg / H 2 P0 4/2 the amount of MgO is more than "twice.
Zbytky částic magnezitchromu tak zůstávají zachovány, obaluji se pevnými fosfo- * rečnany a spoluúčaetní se vytváření pevné kostry konkrétní formovací směsi. Tato skutečnost má ještě jeden efekt, aby mohlo dojít к další neutralizační reakci, musí kyselina trihydrogenfo8forečná prodifundovat již vytvořenou vrstvičkou fosforečnanů hořečnatých к dosud nezreagovanému magnezitchromu, takže vytvrzovací reakce se po počáteční rychlé fázi zpomalí.Thus, the residual particles of magnesitchrom are retained, coated with solid phosphates and co-forming the solid skeleton of the particular molding composition. This has yet another effect in order to proceed to the next neutralization reaction, the phosphoric acid must be diffused through the already formed magnesium phosphate layer to the unreacted magnesitchrom so that the curing reaction slows after the initial rapid phase.
Vzhledem к tomuto průběhu vytvrzování u směsi zpracovávané ještě v době, kdy už ve významné míře dochází к vylučování pevných fosforečnanů hořečnatých, jsou roztrhány vzniklé pojivové můstky mezi zrnky písku.Due to this curing process of the mixture still processed at a time when solid magnesium phosphates are already precipitated, the resulting bonding bridges are torn between the grains of sand.
CS 271 601 B1CS 271 601 B1
Po zapěchování jádra ее již tyto nevytvoří v dostatečné míře a směs pak nemá vyhovující pevnosti, vzniká tzv. popel·After crushing the core ее these no longer form enough and the mixture then does not have sufficient strength, so-called ash ·
Po zreagování větěiny kyseliny fosforečné nastane poslední fáze vytvrzování, během níž se odpařuje voda ze směsi, a tak dochází к vylučování dalších pevných fosforečnanů a tím к dalšímu zpevnění formovací směsi. Tato fáze trvá relativně dlouhou dobu, takže zvyšování pevnosti konkrétní směsi lze zaznamenat ještě po 24 hodinách po přípravě směsi. Nevýhodou tohoto typu směsi je velmi rychlá počáteční fáze vytvrzovací reakce a potom velmi pomalé dotvrzování.After most of the phosphoric acid has reacted, the last stage of curing occurs, during which water evaporates from the mixture, and thus further solid phosphates are precipitated, thereby further strengthening the molding mixture. This phase lasts a relatively long time, so that an increase in the strength of a particular mixture can be noticed 24 hours after the preparation of the mixture. The disadvantage of this type of mixture is the very fast initial phase of the curing reaction and then a very slow curing.
Uvedené nevýhody stávajícího stavu odstraňuje ztekucená samotvrdnoucí směs, která obsahuje 80 až 90 % hmot, křemenného písku, 5 až 9 % hmot, chrommagnezitu s řízenou granulometrií v rozmezí 0,04 až 0,3 mm, 2 až 7 % hmot, kyseliny trihydrogenfosforečné, 2 až 8 % hmot, vody, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 0,1 až 0,5 % hmot, anionaktivního smáčedla na bázi sodné soli alkylétersulfátú, alkylpolyglykolétersulfátů nebo sulfonovaného butyleeteru kyseliny olejové.These disadvantages of the prior art are overcome by a liquefied self-hardening composition comprising 80-90% by weight of quartz sand, 5-9% by weight, of controlled granulometry of 0.04-0.3 mm, 2-7% by weight, of trihydrogenphosphoric acid, 2 to 8% by weight of water according to the invention comprising 0.1 to 0.5% by weight of an anionic surfactant based on sodium alkyl ether sulfate, alkyl polyglycol ether sulfate or sulfonated butyric oleic acid.
Kombinací povrchově aktivní látky - smáčedla s chrommagnežitem a kyselinou trihydrogenfosforečnou dochází к výraznému snížení povrchového napětí na rozhraní kapalina - pevná fáze a kapalina - vzduch. Zrno ostřiva se dokonale obalí vrstvičkou kapaliny a při míchání v mísiči dojde ke vmíšení vzduchu do směsi. Nízké povrchové napětí na rozhraní kapalina - vzduch způsobuje, že vzniká pěna, která při pohybu směsi, tečení, vytváří stabilní kapalinové lamely, oddělené vzájemně vzduchem. Tím se výrazně sníží vnitřní tření směsi a dojde ke ztekucení.The combination of surfactant-surfactant with chrommagnesiumite and trihydrogenphosphoric acid significantly reduces the surface tension at the liquid-solid phase and liquid-air interface. The kernel grain is perfectly enveloped by a layer of liquid and mixing in the mixer causes air to be mixed into the mixture. The low surface tension at the liquid-air interface causes the formation of foam which, when the mixture flows, flows, creating stable liquid lamellas separated by air. This greatly reduces the internal friction of the mixture and liquefies.
Vzniklá pěna, schopná dostatečně snížit vnitřní tření směsi, musí být zároveň dostatečně nestabilní, tj. musí zhasnout tak rychle, aby nebyla nepříznivě ovlivněna prodyšnost směsi, popřípadě její pevnost.At the same time, the resulting foam capable of sufficiently reducing the internal friction of the mixture must be sufficiently unstable, ie it must go out so fast that the air permeability of the mixture or its strength is not adversely affected.
Ztekucená samotvrdnoucí směs se vlivem exotermické reakce mezi kyselinou trihydrogenfosfořečnou a magnezitchromém natolik ohřeje, Že dojde к samovolnému zhášení pěny ještě před vytvrzením směsi. ·The liquefied self-curing mixture is heated to such an extent that, due to the exothermic reaction between the trihydrogenphosphoric acid and the magnesic chrome, the foam is spontaneously quenched before the mixture cures. ·
V případě ztekucená směsi je kyselina trihydrogenfosforečná více zředěná než u směsí sypkých, což by mělo vést ke snížení rychlosti tuhnutí a výsledné pevnosti směsi. Experimenty však prokázaly, že rychlost tuhnutí je srovnatelná s rychlostí tuhnutí sypkých směsí.In the case of a liquefied composition, the trihydrogenphosphoric acid is more dilute than in the bulk compositions, which should lead to a reduction in the solidification rate and the resulting strength of the composition. However, experiments have shown that the solidification rate is comparable to the solidification rate of the bulk compositions.
Přítomnost smáčedla výrazně snižuje povrchové napětí roztoku a tzv. úhel smáčení, což podstatně urychluje a zdokonaluje styk kapalné fáze, roztok kyeeliny trihydrogenfosforečné a fosforečnanů hořečnatých, s pevnými částicemi magnezitchrómu a ostřiva. Heterogenní chemická reakce mezi kyselinou a pevným oxidem je tak podstatně rychlejší než v případě nepřítomnosti smáčedla. Dokonalejší smáčení zrn ostřiva vede к dobré adhezi vznikajících pevných fosforečnanů, takže i výsledné pevnosti směsi jsou vyšší než u směsí sypkých. Řízenou granulometrií, tj. rozložením velikosti částic chrommagnezitu, je možno řídit aktivní povrch při heterogenní reakci, a tak i rychlost vytvrzování.The presence of a wetting agent greatly reduces the surface tension of the solution and the so-called wetting angle, which substantially speeds up and improves the contact of the liquid phase, a solution of trihydrogenphosphoric acid and magnesium phosphate with solid particles of magnesite and grog. Thus, the heterogeneous chemical reaction between the acid and the solid oxide is substantially faster than in the absence of a surfactant. Improved wetting of the slate grains leads to good adhesion of the resulting solid phosphates, so that the resulting strength of the mixture is higher than that of the bulk mixtures. By controlled granulometry, i.e. the particle size distribution of the chrommagnesite, it is possible to control the active surface in a heterogeneous reaction and thus the cure rate.
Při experimentech e využitím odpadní kyseliny, například vznikající při elektrolytickém čistění ocelových dílů, bylo zjištěno u sypké i ztekucená směsi, že konečnéIn experiments using waste acid, for example arising from the electrolytic cleaning of steel parts, it has been found in the bulk and liquefied mixtures that the final
CS 271 601 B1 dosažené pevnosti formovací směsi jeou dokonce vyšší než v případě použití čisté kyseliny trihydrogenfosforečná. Ke zvýšení pevnosti dochází dvěma způsoby, přičemž oba souvisejí 8 přítomností rozpuštěných kovů v odpadní kyselině, například Fe2*, Cr^ a dalších, v množství do 15 % hmot. Kyselina trihydrogenfosforečná je přítomností kati ontů železa a chrómu částečně předneutralizovaná, což způsobuje zpomalení počáteční fáze vytvrzování na rozdíl od směsí s čistou kyselinou, kde tuhnutí probíhá rychleji, přičemž se doporučuje přidávat jako retardéry oxidy některých kovů. Při použití odpadní kyseliny, např. vyčerpané lázně, toho není zapotřebí, poněvadž příslušné oxidy jsou v ní již obsaženy.CS 271 601 B1 achieved the strength of the molding composition is even higher than that of pure trihydrogenphosphoric acid. The increase in strength occurs in two ways, both of which relate 8 presence of dissolved metals in the waste acid, e.g., 2 * Fe, Cr ^ and others, in an amount up to 15 wt%. Trihydrogenphosphoric acid is partially pre-neutralized by the presence of iron and chromium cations, causing the initial curing phase to slow down, as opposed to pure acid mixtures where solidification proceeds faster, with the addition of some metal oxides as retarders. The use of waste acid, eg a depleted bath, is not necessary since the corresponding oxides are already present.
Bázickou složkou pojivá je magnezitchrom, případně chrommagnezit, 8 řízenou granulome trií v rozmezí 0,04 až 0,3 mn· Volbou granulometrie tvrdidla lze ovládat doby zpracovatelnosti i rychlosti tvrdnutí směsí.The basic component of the binder is magnesitchrom or chrommagnesite, 8 controlled by a granulometry in the range of 0.04 to 0.3 mn. · By selecting the hardener granulometry it is possible to control the pot life and cure speed of the mixtures.
Jako smáčedlo se používá smáčedlo na bázi alkylétersulfátu sodného nebo na bázi alkylpolyglykoletersulfátů nebo na bázi sodné soli sulfatovaného butylesteru kyseliny olejové. Ve všech případech se jedná o anionaktivní tenzidy β velmi dobrou biologickou odstranitelností přes 90 %. Patří mezi vysoce stabilní detergenty, skladovatelné do šesti měsíců, toxicky nezávadné.As the wetting agent, a surfactant based on sodium alkyl ether sulfate or on the basis of alkyl polyglycol ether sulfates or on the basis of sodium salt of sulphated butyl oleic acid ester is used. In all cases they are anionic surfactants β with very good biological removability of over 90%. They are highly stable detergents that can be stored for up to six months and are toxic.
Provedená měření dále prokázala, že modely a jaderníky by měly mít úkosy a zaoblené hrany, odpovídající nárokům ztekucených samotvrdnoucich směsí. Vzhledem ke značné exotermické reakci je vhodné opatřit je žárupevným a kyselinovzdoraým nátěrem.The measurements also showed that the models and core boxes should have bevels and rounded edges corresponding to the requirements of liquefied self-hardening mixtures. Due to the significant exothermic reaction, it is advisable to apply a heat-resistant and acid-resistant coating.
К lepšímu odvodu tepla, které vzniká při exotermické reakci, se doporučuje opatřit jádra, popřípadě formu, v dostatečné míře průduchy. Samozhášecí ztekucené směs podle vynálezu umožňuje výrobu forem a jader bez dodatečného zhášení. Ztekucení dosud sypkého systému na bázi chrommagnezitu a kyseliny fosforečné a využití kontimísiče umožňuje výrobu forem a jader ze směsí pojených P°4 a CrMg, což pro krátkou zpracovatelnost doposud nebylo možné. Při použití stejného množství pojivá jsou konečné pevnosti o 10 až 20 % vyšší. Směs je hygienicky nezávadná, oproti směsím na bázi vodního skla, nedochází ke vzniku cristobalitu. Při použití odpadní kyseliny fosforečné dochází к dalšímu zvýšení pevnosti o několik desítek procent a zvyšuje se doba zpracovatelnosti směsi až na 25 minut, nedochází к dilataci směsi během tuhnutí a směs se nelepí na jademík či modelové zařízení.In order to improve the heat dissipation resulting from the exothermic reaction, it is advisable to provide the cores or the mold with sufficient vents. The flame retardant liquefied composition of the present invention allows the production of molds and cores without additional quenching. The liquefaction of the hitherto loose system based on chrommagnesite and phosphoric acid and the use of a blender enables the production of molds and cores from mixtures bonded with P ° 4 and CrMg, which has not been possible so far for short workability. Using the same amount of binder, the final strengths are 10 to 20% higher. The mixture is hygienically harmless, compared to water glass based mixtures, no cristobalite is formed. The use of waste phosphoric acid further increases the strength by several tens of percent and increases the pot life of the mixture up to 25 minutes, there is no dilatation of the mixture during solidification and the mixture does not stick to the jade or model device.
Ztekucené směsi podle vynálezu mají vyšší pevnost a lepší rozpadavost oproti směsím s vodním sklem. Otázka rozpadavost! je úzce spjatá в možností přípravy masivních ocelových odlitků. Pro tyto odlitky jsou v současnosti využívány směsi pojené vodním sklem, které mají Spatnou rozpadavost po odlití. Takto vyrobené odlitky je třeba složitě čistit dvojím otryskáváním vodou a ocelovými hroty,- spojeným s ručním čištěním. Směs připravená podle vynálezu ná dobrou rozpadavost а к čištění odlitků stačí otryskání vodou. Oproti sypkým směsím в acidobazickým pojivovým systémem chrommagnezit-kyselina trihydrogenfosforečná mají delší dobu zpracovatelnosti. Odpadní kyselina trihydrogenfosforečná rovněž zpracovatelnost směsi prodlužuje. Ztekucené samo tvrdnoucí směsi jsou vysoce perspektivní pro výrobu ocelových odlitků vyšších hmotností. К hlavním přednostem patří vysoká pevnost za studená i za horka, výborná rozpadavost , hygienická nezávadnost při formování, lití i ukládání deponií.The liquefied compositions of the invention have a higher strength and better disintegration than the compositions with waterglass. The question of disintegration! is closely linked in the possibility of preparing massive steel castings. For these castings, waterglass-bonded mixtures are presently used which have poor disintegration after casting. The castings produced in this way must be difficult to clean by double blasting with water and steel spikes, - coupled with manual cleaning. The mixture prepared according to the invention for good disintegration and cleaning of the castings is sufficient by blasting with water. Compared to bulk mixtures in the acid-base chrommagnezite-trihydrogenphosphoric binder system, they have a longer pot life. The waste trihydrogenphosphoric acid also extends the processability of the mixture. The liquefied self-curing mixtures are highly perspective for the production of higher weight steel castings. The main advantages include high cold and hot strength, excellent disintegration, hygienic safety in forming, casting and depositing of deposits.
Účinky dosahované ztekucenou samotvrdnoucí směsí podle vynálezu jsou dokumentovány následujícími příklady.The effects achieved by the liquefied self-curing composition of the invention are illustrated by the following examples.
CS 271 601 B1CS 271 601 B1
Příklad 1Example 1
Pro provozní použití je vhodná směa» složení: 82,5 % hmot. křemenný písek, 8,2 % hmot, magnezitchrom (0,04 až 0,3 mm), 2,8 % hmot, kyselina trihydrogenfosforečná (85 %), 6,3 % hmot, voda, 0,2 % hmot, smáčedlo - alkyletersulfát sodný.The following composition is suitable for operational use: 82.5 wt. quartz sand, 8.2 wt%, magnesitchrom (0.04 to 0.3 mm), 2.8 wt%, phosphoric acid (85%), 6.3 wt%, water, 0.2 wt%, wetting agent - sodium alkyl ether sulfate.
Postup míšení pro kontimísič:Mixing procedure for the mixer:
Křemenný písek a práškové tvrdidlo se zhomogenizovaly, přidala se směs kyseliny trihydrogenfosforečné a vody a nakonec smáčedlo. Zaformované standardní válečky vykazo valy následující hodnoty:The quartz sand and powder hardener were homogenized, a mixture of phosphoric acid and water was added, and finally a wetting agent. The formed standard rollers exhibited the following values:
pevnost v tlaku - za 2 hodiny .......... 0,3 MPa, za 4 hodiny .......0,8 MPa, za 24 hodiny......... 6,0 MPa, prodyšnost po 36 hodinách byla 220 n. j. p., vlhkost 4,6 %, tekutost 160 mm, zpracovatelnost 20 min.compressive strength - in 2 hours .......... 0,3 MPa, in 4 hours ....... 0,8 MPa, in 24 hours ......... 6 The air permeability after 36 hours was 220 njp, humidity 4.6%, flowability 160 mm, workability 20 min.
Pro srovnání se uvádí složení podobné, ale neztekucené směsi, tj. bez smáčedla: 82,7 % hmot, křemenný písek, 8,2 % hmot, magnezitchrom (0,04 až 0,3 mm), 6,3 % hmot, voda,For comparison, the composition of a similar, but non-liquefied mixture, i.e. without wetting agent, is given: 82.7 wt%, quartz sand, 8.2 wt%, magnesitchrom (0.04 to 0.3 mm), 6.3 wt%, water ,
2,8 % hmot, kyselina trihydrogenfosforečná (85%ní),2.8% by weight, trihydrogenphosphoric acid (85%),
Pevnost této směsi po vytvrzení po 24 h je pouze 0,7 MPa, směs je příliš vlhká a způsobuje vady odlitků. Pokud je snížena vlhkost směsi snižováním obsahu vody a zachován poměr ostatních složek, je výhodnějších vlastností této neztekucené směsi dosaženo při složení: 85,5 % hmot, křemenný písek, 8,5 % hmot, magnezitchrom (0,04 až 0,3 mm), 3,2 % hmot, voda, 2,8 % hmot, kyselina trihydrogenfosforečná (85%ní).The strength of this mixture after curing after 24 hours is only 0.7 MPa, the mixture is too wet and causes casting defects. If the moisture content of the mixture is reduced by reducing the water content and the ratio of the other components is maintained, the more advantageous properties of the non-liquefied mixture are achieved with the composition: 85.5 wt%, quartz sand, 8.5 wt%, magnesitchrom (0.04-0.3 mm) , 3.2 wt.%, Water, 2.8 wt.%, Phosphoric trihydrogenic acid (85 wt.%).
Pevnost této směsi po vytvrzení po 24 h však byla pouze 2,5 MPa, prodyšnost 190 n. j. p. a doba zpracovatelnosti jen 7 min.However, the strength of this mixture after curing for 24 h was only 2.5 MPa, a breathability of 190 nP and a pot life of only 7 min.
Příklad 2Example 2
Ztekucená samotvrdnoucí směs následujícího složení byla připravena obdobně jako v příkladu 1: 86 % hmot, křemenný písek, 6 % hmot, magnezitchrom (0,04 až 0,3 mm), 4,4 % hmot, odpadní kyselina trihydrogenfosforečná, 3,3 % hmot, voda, 0,3 % hmot, smáčedlo - alkyletersulfát sodný.The liquefied self-curing mixture of the following composition was prepared analogously to Example 1: 86 wt.%, Quartz sand, 6 wt.%, Magnesitchrom (0.04-0.3 mm), 4.4 wt.%, Waste trihydrogenphosphoric acid, 3.3%. %, water, 0.3 wt.%, sodium alkyl ether sulfate sulphate.
Zaformované standardní válečky vykazovaly následující hodnoty:The formed standard rollers exhibited the following values:
pevnost po 24 h ...........·..... 6,6 MPa, dobu zpracovatelnosti ............ 20 až 25 min.strength after 24 h ........... · ..... 6.6 MPa, pot life ........... 20 to 25 min.
Naproti tomu neztekucené směs, obsahující 86 % hmot, křemenný písek, 7 % hmot, magnezitchromu (0,04 až 0,3 mm), 7 % hmot, odpadní kyseliny trihydrogenfosforečné, vykazovala po 24 h pevnost 5,6 MPa a dobu zpracovatelnosti pouze 7 až 10 min.On the other hand, the non-liquefied mixture containing 86% by weight, quartz sand, 7% by weight, magnesitchrom (0.04-0.3 mm), 7% by weight, waste trihydrogenphosphoric acid showed a strength of 5.6 MPa after 24 hours and a pot life of only 7 to 10 min.
Příklad 3Example 3
Ztekucená samotvrdnoucí směs obsahující: 84,0 % hmot, křemenného písku, 6,6 % hmot, magnezitchromu, 5,0 % hmot, odpadní kyseliny trihydrogenfosforečné, 0,4 % hmot, smáčedla na bázi alkylpolyglykolétersulfétu, 4,0 % hmot, vody, vykazovala pevnost v tlaku za 2 h .................. 0,2 MPa, za 4 h .................. 0,4 MPa, za 24 h ................. 4,0 MPa.Liquid self-hardening mixture containing: 84.0% by weight, quartz sand, 6.6% by weight, magnesitchrom, 5.0% by weight, waste trihydrogenphosphoric acid, 0.4% by weight, alkylpolyglycol ether sulfate wetting agents, 4.0% by weight, water , showed a compressive strength in 2 h ................. 0,2 MPa, in 4 h ................ .. 0.4 MPa, in 24 h ................. 4.0 MPa.
Prodyšnost byla po 36 h 200 n. j. p., vlhkost do 5 % a tekutost 160 mm.The air permeability was after 200 hours 200 NU, humidity up to 5% and flowability 160 mm.
CS 271 601 B1CS 271 601 B1
Příklad 4Example 4
Ztekucená samozháěecí samotvrdnoucí směs o složení: 80 % hmot· křemenný písek, 9 % hmot* CrMg (O9O6 až 0,3 mm), 6,6 % hmot· odpadní kyselina fosforečná, 4 % hmot· vody, 0,4 % hmot· sodné soli alkyletersulfátů.Liquid self-extinguishing self-curing mixture of composition: 80% by weight · quartz sand, 9% by weight * CrMg (0 9 O6 to 0.3 mm), 6.6% by weight · waste phosphoric acid, 4% by weight water, 0.4% % sodium salts of alkyl ether sulfates.
Připravená směs se vyznačovali dostatečnou dobou zpracovatelnosti (30 min) a vysokou pevností po 24 h (6,7 MPa).The prepared mixture was characterized by sufficient workability time (30 min) and high strength after 24 h (6.7 MPa).
Příklad 5Example 5
Ztekucená samozháěecí samotvrdnoucí směs o složení: 88,7 % hmot· křemenný písek, 5 % hmot· CrMg (0,04 až 0,06 mm), 4 % hmot· ^PO^ (85%ní), 2 % hmot· voda, 0,3 % hmot· sulfon.butylester kys. olejové·Liquid self-extinguishing self-curing mixture of composition: 88.7 wt% quartz sand, 5 wt% CrMg (0.04 to 0.06 mm), 4 wt% ^ PO ^ (85 wt%), 2 wt% water 0.3% by weight · sulphonebutyrate oleic acid ·
Tato směs vykazovala po 24 h pevnost 2,6 MPa·This mixture exhibited a strength of 2.6 MPa after 24 h.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS846039A CS271601B1 (en) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | Liquefied self-hardening mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS846039A CS271601B1 (en) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | Liquefied self-hardening mixture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS603984A1 CS603984A1 (en) | 1990-03-14 |
| CS271601B1 true CS271601B1 (en) | 1990-10-12 |
Family
ID=5406530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS846039A CS271601B1 (en) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | Liquefied self-hardening mixture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS271601B1 (en) |
-
1984
- 1984-08-08 CS CS846039A patent/CS271601B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS603984A1 (en) | 1990-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2251024T3 (en) | BINDERS FOR MALE AND MOLDS. | |
| US3707386A (en) | Bonding or impregnating composition | |
| AU648117B2 (en) | Improvements in or relating to water dispersible moulds | |
| JP6427177B2 (en) | Method of producing lithium-containing mold material mixture based on inorganic binder for producing mold and core for metal casting, lithium-containing inorganic binder, and method of producing casting mold or core | |
| WO1995007866A1 (en) | Inorganic foundry binder systems and their uses | |
| US11655190B2 (en) | Hydraulic composition for additive manufacturing device, and process for producing casting mold | |
| JP2015523913A (en) | Mold material mixture containing barium sulfate | |
| JPS59227794A (en) | Ceramic fiber composition | |
| JP2021506590A (en) | Casting articles for metalworking applications, methods of making such casting articles, and fine particle refractory compositions for use in such methods. | |
| US2081558A (en) | Casting investment material and process | |
| CS271601B1 (en) | Liquefied self-hardening mixture | |
| US2881081A (en) | Refractory binder for metal casting molds | |
| US4423764A (en) | Binder for preparing improved cores and molds | |
| JP2716758B2 (en) | Cement admixture | |
| US4174224A (en) | Sand mold composition | |
| EP0078508A1 (en) | Inorganic foam and process for its preparation from tertiary metal phosphates | |
| JPH01239049A (en) | Binder | |
| DE3143297A1 (en) | INORGANIC FOAM AND METHOD FOR PRODUCING IT FROM CEMENT | |
| JPS6221746B2 (en) | ||
| JPH08268774A (en) | Method for producing inorganic foam | |
| US2532155A (en) | Thixotropic investment material | |
| JPH10139522A (en) | Curable inorganic composition | |
| JPH0134942B2 (en) | ||
| SU1261739A1 (en) | Sand for making moulds and cores in co@ process | |
| JPS62236908A (en) | Tetrapod |