Sposób sporzadzania oliwinowych mas formierskich i rdzeniowych oraz oliwinowe masy formierskie i rdzeniowe Przedmiotem wynalazku jest sposób sporzadzania oliwinowych mas formierskich i rdzeniowych oraz oliwinowe masy formierskie i rdzeniowe przezna¬ czone dla odlewów zeliwnych i staliwnych.W odlewnictwie, formy i rdzenie odlewnicze piaskowe stosowane sa bardzo szeroko. Formy te i rdzenie wykonuje sie przez dodanie, spoiwa do piasku po czym mieszanine formuje sie i utwardza.Korzystnym jest gdy utwardzanie przeprowadza sie w temperaturze pokojowej a to dla unikniecia wszystkich, dodatkowych kosztów utwardzania na goraco. Znany jest sposób utwardzania na zimno zaprawy wiazacej, który jest stosowany od dluz¬ szego czasu na bazie spoiwa furanowego, na przy¬ klad stosuje sie formaldehyd mocznikowy lub roz¬ twór zywicy syntetycznej formaldehydu fenolowego do którego dodaje sie alkohol furfurolowy, z kwa¬ sem fosforowym lub kwasem sulfonowym parato- luenowym jako katalizatorem utwardzajacym.W czasie prowadzenia procesu przygotowywania mas dodaje sie do piasku kwas fosforowy, zwykle 85%. Nastepnie dodaje sie spoiwo furanowe oraz miesza sie ja z piaskiem.Piaskowa mieszanke nastepnie zwilza sie nadajac jej konsystencje podobna do konsystencji mokrego sniegu i wypelnia sie nia skrzynki rdzeniowe na przeciag 10 do 15 minut, od czasu sporzadzenia, zanim mieszanka stezeje. Po okolo pól godziny rdzen ma juz konsystencje kamienia piaskowego 10 15 20 25 30 i moze byc wyjmowany, a skrzynka rdzeniowa mo¬ ze byc wykorzystana ponownie.Znany jest sposób przygotowywania form i rdze¬ ni odlewniczych z piasku, na przyklad piasku kwar¬ cowego zawierajacego mozliwie mala ilosc wapnia.Sposób ten polega na stosowaniu spoiwa furano¬ wego i kwasu aminosulfonowego, oraz dodawaniu wody. Jednakze nie stosuje sie w tym sposobie rozdrobnionej skaly oliwin, która ma calkowicie od¬ mienne wlasciwosci od tych piasków kwarcowych.Inny znany sposób przygotowywania form z pia¬ sku polega na stosowaniu energii, czasu i urzadze¬ nia do utwardzania na goraco oraz uzyciu szeregu stalych i cieklych kwasów oraz bezwodnika kwasu jako katalizatorów procesu utwardzania.Do odlewania stali i pewnych gatunków zeliw stosuje sie niewiele gatunków piasków kwarco¬ wych. Rozdrobnione skaly oliwin zastosowano na rdzenie i formy, a to z uwagi na nastepujace ko¬ rzysci, wysoki punkt spiekania, wyeliminowanie niebezpieczenstwa pylicy krzemowej, oraz niska rozszerzalnosc cieplna. Skala oliwiny jest silnie za¬ sadowa i dlatego nie moze byc stosowana w powia¬ zaniu z lepiszczami furanowymi i kwasem fosforo¬ wym lub kwasem sulfonowym paratoluenowym jako katalizatorem. Rozdrobniona skala oliwin neu¬ tralizuje kwas, w wyniku czego (spoiwo) nie utwar¬ dza sie.Tablica 1 przedstawia wyniki kilku przykladów nastepujacych doswiadczen: 7738077380 3 1200 g rozdrobnionej skaly oliwin lub 1200 g piasku zmieszano z rózna iloscia skoncentrowanego kwasu fosforowego i spoiwa furanowego (formal¬ dehyd mocznika i fufuryl). Mieszanka zostala uzyta do wykonania rdzenia odlewniczego: wytrzymalosc na sciskanie wykonywanego rdzenia mierzono w róznych okresach czasu podczas utwardzania.Doswiadczenie przeprowadzano w temperaturze po¬ kojowej.Tabl rozdrobniona olewina piasffi~ ~ stezony, Uwodniony kwafc fosforowy (85°/o) spoiwo fucanowe wytfzymalosd ha sci¬ skanie w kG/cm2 -V* godziny Vi godziny 2 godziny 1 godzina 4 godziny 24 godziny Lica 1 1200 g 8g 20 g L 1200 g 12 g 24 g 1 ' ' 1200 g 1200 g 8g 24 g 10 g 24 g rdzenia o srednicy 5 cm i dlugosci 5 cm 0,1 0,12 0,48 0,22 1,6 4,8 0,05 0,1 0,26 0,12 1,32 3,4 0,24 2,1 54,0 14,0 54,0 88,0 2,6 13,8 68,0 46,0 108,0 1110,0 10 15 20 35 40 30 z wyników podanych w^powyzszej tablicy wynika w sposób oczywisty ze kwas fosforowy nie moze byc stosowany jako zaprawa do spoiw furanowych razem z rozdrobniona skala oliwin. Dla przy¬ gotowania rdzeni z rozdrobnionych skal oliwin jest zatem niezbedne zastosowanie oleju lnianego, oleju, zywicy fenolowe!] lub izocyjanianu. Wspólna cecha wszystkich tych substancji jest to, ze wymagaja utwardzania na goraco, co oznacza, ze rdzen musi byc prazony w piecu przez kilka godzin, a wiec wymagaja przestrzeni, czasu i energii.Dotychczas w odlewn}ach staliwa przedmiotowe wyroby, otrzymywane przy stosowaniu spoiwa, utwardzane na zimno, mimo istnienia oliwin uzna¬ no za dobre.Zagadnienie to zostalo rozwiazane, gdy stwier¬ dzono, ze powyzsze trudnosci znanych sposobów wiazania przy zastosowaniu rozdrobnionej oliwiny moga byc wyeliminowane przez zastosowanie spo¬ sobu wiazania zawierajacego spoiwa furanowe i bezwodnika kwasu fosforowego (pieciotlenek fo¬ sforu).Zgodnie z wynalazkiem sposób sporzadzania oli- winowych mas formierskich i rdzeniowych dla od¬ lewów zeliwnych i staliwnych utwardzanych w for- .niach w temperaturze pokojowej polega na tym, ze rozdrobniona skale oliwin o srednicy ziaren prze¬ cietnie 0,05 do 0,5 mm miesza sie w mieszarce do¬ wolnego typu korzystnie przez okres okolo 2 do 3 min. z zywica furanowa a nastepnie dodaje sie drobnoziarnistego pylu pieciotlenku fosforu i mie¬ sza sie calosc przez okres dalszych korzystnie okolo 2 do 3 min.Przedmiotem wynalazku jest równiez oliwinowa 65 masa formierska i rdzeniowa dla odlewów staliw¬ nych i zeliwnych z osiowa o srednicy ziaren prze¬ cietnie 0,05 do 0,5 mm utwardzona w formach w temperaturze, .pokojowej charakteryzujaca sie tym, ze zawiera spoiwo w postaci zywicy furano¬ wej okolo 3 do 4Vo wagowych i pylisty pieciotlenek fosforu w ilosci okolo 0,3 do okolo 0,8§/e wagowych jako Katalizator przyspieszajacy utwardzanie masy.Dwa czynne skladniki spoiwa a mianowicie zy¬ wica furanowa i kwasny pieciotlenek fosforu w po¬ staci stalej sa od siebie oddzielne az do chwili gdy zostaja zmieszane z rozdrobniona skala oliwin, któ¬ rej przecietna wielkosc czastki wynosi od 0,05 do 0,5 mm, przy czym najpierw dodaje stezony kwas a nastepnie spoiwo lub odwrotnie. Kwas rozpusz¬ cza sie w spoiwie i wówczas rozpoczyna sie proces utwardzania.Przygotowywanie form i rdzeni winno zatem byc przeprowadzone wzglednie zaraz po zmieszaniu obu aktywnych skladników spoiwa wiazacego. Mozliwe, ze rozdrobniona skala oliwin jest nieco atakowana po tym gdy kwas rozpuscil sie w spoiwie, lecz do¬ swiadczenie wskazuje, ze to nie ma praktycznego znaczenia.Lacznie z pieciotlenkiem fosforu jest zasadniczo mozliwe stosowanie innego, silnego bezwodnika kwasowego, takiego jak bezwodnik kwasu maleino¬ wego, kwas szczawiowy i kwas trójchlorooctowy, lecz wszystkie te kwasy sa szczególnie niebezpiecz¬ ne, nieprzyjemne i gryzace i dlatego w praktyce niestosowane.Pieciotlenek fosforu nie wydziela klopotliwych par, lecz musza oczywiscie byc przedsiewziete, zwy¬ kle srodki ostroznosci tak jak na przyklad przy za¬ stosowaniu kwasu fosforowego wodnego o zwyklym stezeniu.Istotna zaleta i korzyscia przedmiotowego wyna¬ lazku jest przede wszystkim mozliwosc sporzadze¬ nia oliwinowych mas formierskich i odlewniczych w temperaturze pokojowej bez podgrzewania. Za¬ lety te potwierdzaja ponizsze przyklady zastosowa¬ nia pieciotlenku fosforu. 45 Przyklad: 1200 g rozdrobnionej skaly oli¬ win zmieszano z 40 g spoiwa furanowego, po czym dodaje sie jednoczesnie mieszajac rózne ilosci piecio¬ tlenku fosforu. Mieszanina jest formowana w po¬ staci rdzeni odlewniczych, a wytrzymalosc na scis¬ kanie rdzenia mierzono kilkakrotnie w czasie pro¬ cesu utwardzania. Doswiadczenie bylo przeprowa¬ dzone w temperaturze pokojowej. Wyniki przed¬ stawiono w tablicy 2.Ja£ wynika z tabeli 2 nadmierna ilosc piecio¬ tlenku fosforu zastosowano w przykladach e, f i g tak, £e utwardzanie spoiwa mialo miejsce przed za¬ konczeniem ubijania rdzeni w wyniku czego osia¬ gnieto mala spójnosc rdzeni. Równiez w przykla¬ dzie d proces utwardzania postapil nieco dalej niz bylo Wymagane zanim, wzglednie w pelni uplynal czas ubijania rdzeni, bez przedwczesnego utwar¬ dzania.Ponadto, w praktyce czas wymagany dla uzyska¬ nia dostatecznego utwardzania jest zasadniczo krótszy niz przedzialy czasu przedstawione w pa¬ so 55 6077380 Tablica 2 Przyklad rozdrobniona oliwin (g) spoiwo furanowe (g) P2O5 (g) a 1200 40 3 b 1200 40 4 c 1200 40 5 d 1200 40 7 e 1200 40 10 f 1200 40 20 g 1200 40 40 Wytrzymalosc na sciskanie kG/cm2 rdzenia o sredn. 5 cm i dlugosci 5 cm V4 godziny Vt godziny 1 godzina 2 godziny 24 godziny 4 godziny 0 0 0,4 1,4 36 5,8 0 0,2 1,1 6- 50 — 18- 0,9 3,0 10,5 24,- 63 — 40,— 7,0 14,5 19 — 32- 50,— 30,— 1,0 6,3 15,4 utwardzona mieszanina w czasie ubijania rdzeni osiagnela w wyniku mala spoistosc wyzszej tablicy i rdzenie wykonane w przemysle sa prawie zawsze grubsze niz wykonane laboratoryj¬ nie. Straty cieplne beda zatem mniejsze i reakcja egzotermiczna polimeryzacji alkoholu furfurylowe- go nastapi szybciej.Przyklad C dal najkorzystniejsze wyniki i dla¬ tego zostal powtórzony w szerszym zakresie: zmie¬ szano 6 kg rozdrobnionej skaly oliwin, 200 g spoi¬ wa furanowego i 25 g pieciotlenku fosforu w mie¬ szarce lopatkowej do mas formierskich przez 2 i Vt minuty i ubito w plastykowym wiadrze. Po dwu godzinach przygotowany rdzen byl calkowicie po¬ dobny do piaskowca.Doswiadczenia byly nastepnie przeprowadzone w stalowni gdzie wykonano trzy rdzenie, kazdy o wadze 120 kg, wyjete ze skrzynek po pól godzi¬ ny. Otrzymane odlewy przy zastosowaniu tych rdzeni byly doskonale.Czas utwardzania oraz najkorzystniejsza ilosc pie¬ ciotlenku fosforu jest zalezna od dokladnego skladu spoiwa furanowego, temperatury i wielkosci czas¬ tek rozdrobnionej oliwiny.Jezeli proces jest na przyklad przeprowadzany przy niskich temperaturach, musi byc zastosowana wieksza ilosc pieciotlenku fosforu dla osiagniecia takiego samego wskaznika utwardzania. 35 PL PLMethod of making olivine molding and core sand, olivine molding sand and core sand. The subject of the invention is a method of making olivine molding sand and core sand, as well as olivine molding sand and core sand for cast iron and steel. In foundry, sand casting molds and cores are used very widely. . These molds and cores are made by adding a binder to the sand and the mixture is molded and cured. Preferably the curing is performed at room temperature to avoid all the extra cost of hot curing. There is known a method of cold hardening a binding mortar, which has been used for a long time on the basis of a furan binder, for example urea formaldehyde or a synthetic resin solution of phenolic formaldehyde to which furfurol alcohol with phosphoric acid is added. or sulfonic acid paratoluenic acid as a hardening catalyst. Phosphoric acid, usually 85%, is added to the sand during the preparation process. The furan binder is then added and mixed with the sand. The sand blend is then moistened to a wet snow-like consistency and filled to the core boxes for 10 to 15 minutes, from the time of preparation, before the mixture is allowed to cool. After about half an hour, the core has the consistency of sandstone 10 15 20 25 30 and can be removed and the core box can be reused. It is known to prepare molds and foundry cores from sand, for example quartz sand containing as little calcium as possible. This method involves the use of a furan binder and aminosulfonic acid, and adding water. However, this method does not use a comminuted olivine rock, which has completely different properties from these quartz sands. Another known method of making sand molds involves the use of energy, time and hot hardening equipment and the use of a series of solids. and liquid acids and acid anhydride as catalysts for the hardening process. Few grades of quartz sands are used for casting steel and certain grades of cast iron. Fragmented olivine scales were used for cores and molds for the following advantages, a high sintering point, elimination of the danger of silicosis, and low thermal expansion. The olivine scale is highly basic and therefore cannot be used in conjunction with furan binders and phosphoric acid or paratoluene sulfonic acid catalyst. The comminuted olivine scale neutralizes the acid so that (the binder) does not cure. Table 1 shows the results of several examples of the following experiments: 7738077380 3 1,200 grams of olivine grinded scale or 1,200 grams of sand were mixed with various amounts of concentrated phosphoric acid and furan binder. (urea formaldehyde and fufuryl). The mixture was used to make the casting core: the compressive strength of the core made was measured at different times during hardening. The experiment was carried out at room temperature. Tabl ground olevine sand ~ ~ concentrations, Hydrated phosphoric acid (85 ° / o) fucan binder compression in kg / cm2 -V * hours Vi hours 2 hours 1 hour 4 hours 24 hours Lines 1 1200 g 8g 20 g L 1200 g 12 g 24 g 1 '' 1200 g 1200 g 8g 24 g 10 g 24 g of core 5 cm in diameter and 5 cm in length 0.1 0.12 0.48 0.22 1.6 4.8 0.05 0.1 0.26 0.12 1.32 3.4 0.24 2.1 54.0 14.0 54.0 88.0 2.6 13.8 68.0 46.0 108.0 1110.0 10 15 20 35 40 30 from the results given in the above table it is obvious that phosphoric acid cannot be used as a mortar for furan binders together with the fragmented olivine scale. It is therefore necessary to use linseed oil, oil, phenolic resins or an isocyanate to prepare the cores of ground olivine rock. The common feature of all these substances is that they require hot hardening, which means that the core must be fired in a furnace for several hours, so they require space, time and energy. So far, in foundries, the products in question, obtained using a binder cold-hardening, despite the existence of olivine, was considered good. This problem was solved when it was found that the above difficulties of known bonding methods using crushed olivine can be eliminated by using a bonding process containing furan binders and phosphoric anhydride. (phosphorus pentoxide). According to the invention, the method of preparing olivine molding and core sands for cast iron and cast steel castings hardened in forged at room temperature is based on the fragmentation of olivine rock with a grain diameter of approximately 0 0.05 to 0.5 mm are mixed in any type of mixer, preferably for a period of about 2 to 3 minutes. with furan resin and then the fine-grained dust of phosphorus pentoxide is added and the whole is mixed for a further period of preferably about 2 to 3 minutes. The invention also relates to olivine molding and core sand for steel and cast iron castings with an axial grain diameter of Tinted 0.05 to 0.5 mm in mold hardened at room temperature, characterized by a furan resin binder of about 3 to 4% by weight and a powdery phosphorus pentoxide of about 0.3 to about 0, 8% by weight as a catalyst accelerating the hardening of the mass. The two active components of the binder, namely the furan resin and the solid acid phosphorus pentoxide, are separate from each other until they are mixed with the fragmented olivine scale, the average size of which is the particle size ranges from 0.05 to 0.5 mm, with first the concentrated acid added, then the binder, or vice versa. The acid dissolves in the binder and the hardening process then begins. The preparation of the molds and cores should therefore be carried out relatively immediately after mixing the two active ingredients of the binder. It is possible that the fragmented olivine scale is slightly attacked after the acid has dissolved in the binder, but experience has shown that this is of no practical importance. Together with phosphorus pentoxide it is generally possible to use another strong acid anhydride, such as maleic acid anhydride. Acid, oxalic acid and trichloroacetic acid, but all these acids are particularly dangerous, unpleasant and acrid and therefore not used in practice. Phosphorus pentoxide does not give off embarrassing vapors, but must of course be undertaken, usually precautionary measures such as, for example, when using aqueous phosphoric acid of ordinary concentration. An essential advantage and advantage of the present invention is that it is possible to prepare olivine molding and foundry compositions at room temperature without heating. These advantages are confirmed by the following application examples of phosphorus pentoxide. EXAMPLE: 1200 g of a grinded oil scale was mixed with 40 g of a furan binder and then various amounts of phosphorus pentoxide were added while mixing. The mixture is formed into casting cores and the compressive strength of the core is measured several times during the hardening process. The experiment was carried out at room temperature. The results are shown in Table 2. It is apparent from Table 2 that an excessive amount of phosphorus pentoxide was used in Examples e, f and g so that curing of the binder took place before the compaction of the cores was completed, resulting in a poor cohesiveness of the cores. Also, in Example d, the curing process has progressed slightly further than was required before the compaction time of the cores has relatively fully expired, without premature curing. Moreover, in practice the time required to obtain sufficient cure is substantially shorter than the time intervals shown in pas 55 6077 380 Table 2 Example of ground olivine (g) furan binder (g) P2O5 (g) a 1200 40 3 b 1200 40 4 c 1200 40 5 d 1200 40 7 e 1200 40 10 f 1200 40 20 g 1200 40 40 Compressive strength kg / cm2 of core dia. 5 cm and 5 cm long V4 hours Vt hours 1 hour 2 hours 24 hours 4 hours 0 0 0.4 1.4 36 5.8 0 0.2 1.1 6- 50 - 18- 0.9 3.0 10 , 5 24, - 63 - 40, - 7.0 14.5 19 - 32 - 50, - 30, - 1.0 6.3 15.4 The hardened mixture during tamping the cores achieved a low cohesiveness of the higher table and the cores industrially made are almost always thicker than laboratory made. The heat losses will therefore be lower and the exothermic reaction of the polymerization of furfuryl alcohol will be faster. Example C gave the most favorable results and was therefore repeated in a broader range: 6 kg of fine olivine scale, 200 g of furan binder and 25 g of pentoxide were mixed phosphorus in a molding paddle mixer for 2 Vt minutes and compacted in a plastic bucket. After two hours, the prepared core was completely similar to sandstone. The experiments were then carried out in a steel plant where three cores, each weighing 120 kg, were taken from the boxes for half an hour. The castings obtained using these cores were excellent. The hardening time and the most advantageous amount of phosphorus oxide is dependent on the exact composition of the furan binder, the temperature and the size of the particles of the crushed olivine. If the process is carried out at low temperatures, for example, more phosphorus pentoxide to achieve the same cure rate. 35 PL PL