RU2016100445A

RU2016100445A - Смеси литийсодержащего формовочного материала на основе неорганического связующего для получения форм и стержней для литья металла

Info

Publication number: RU2016100445A
Application number: RU2016100445A
Authority: RU
Inventors: Хайнц ДЕТЕРС; Ханнес ЛИНКЕ; Ронья РЕШ
Original assignee: Аск Кемикалз Гмбх
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2017-07-24
Also published as: ES2731822T3; JP2016523183A; KR20160021856A; CN105307796A; JP6427177B2; RU2699133C2; CN105307796B; US9968989B2; KR102129487B1; RU2016100445A3; PL3010669T3; BR112015031261A2; US20160136724A1; WO2014202042A1; HUE045095T2; EP3010669A1; TR201909260T4; EP3010669B1; MX2015017445A; DE102013106276A1

Claims

1. Способ получения смеси формовочного материала, где смесь формовочного материала получают путем объединения по меньшей мере трех следующих компонентов, представленных отдельными друг от друга:

компонента (F), содержащего по меньшей мере огнеупорный основной формовочный материал и не содержащего жидкого стекла;

компонента (B), содержащего по меньшей мере жидкое стекло как неорганическое связующее, где жидкое стекло имеет молярное отношение [SiO₂] / [M₂O] от 1,90 до 2,47 и не содержит гранулированного аморфного SiO₂; и

компонента (A), содержащего по меньшей мере гранулированный аморфный SiO₂ как добавочный компонент и не содержащего жидкого стекла;

где компоненты (A) и (B) вместе имеют молярное отношение [Li₂O_актив.]/ [M₂O] от 0,03 до 0,17, где

[M₂O] представляет собой количество вещества щелочного металла M в молях, рассчитанное как M₂O, где в конечном счете только следующие соединения принимаются в расчет: аморфные силикаты щелочных металлов, оксиды щелочных металлов и гидроксиды щелочных металлов, в том числе их гидраты; где Li включен как часть M без коэффициента активности;

[Li₂O_актив.] представляет собой количество вещества Li в молях, рассчитанное как Li₂O, где в конечном счете только следующие соединения принимаются в расчет: аморфные силикаты лития, оксиды лития и гидроксид лития, в том числе их гидраты;

[SiO₂] представляет собой количество вещества Si в молях, рассчитанное как SiO₂, где в конечном счете только следующие соединения принимаются в расчет: аморфные силикаты щелочных металлов;

где коэффициент активности принимается в расчет молярного количества [Li₂O_актив.] следующим образом:

[Li₂O_актив.]= 1 * аморфные силикаты лития, которые добавляют как составляющие компонента (B) неорганического связующего, рассчитанного как Li₂O в молях, +

1 * оксид лития, который добавляют как составляющую компонента (B) неорганического связующего, рассчитанного как Li₂O в молях, +

1 * гидроксид лития, который добавляют как составляющую компонента (B) неорганического связующего, рассчитанного как Li₂O в молях, +

0,33 * аморфные силикаты лития, которые не добавляют как составляющую компонента (B) неорганического связующего, рассчитанного как Li₂O в молях, +

0,33 * оксид лития, который не добавляют как составляющую компонента (B) неорганического связующего, рассчитанного как Li₂O в молях, +

0,33 * гидроксид лития, который не добавляют как составляющую компонента (B) неорганического связующего, рассчитанного как Li₂O в молях,

в каждом случае включая их гидраты,

где компонент (B) содержит LiO₂, LiOH и/или аморфный силикат лития.

2. Способ по п. 1, где гранулированный аморфный SiO₂имеет удельную поверхность по BET, которая больше или равна 1 м²/г и меньше или равна 35 м²/г, предпочтительно меньше или равна 17 м²/г и особенно предпочтительно меньше или равна 15 м²/г.

3. Способ по п. 1, где средний диаметр частиц, определенный динамическим рассеянием света, гранулированного аморфного SiO₂ в смеси формовочного материала составляет от 0,05 мкм до 10 мкм, в частности от 0,1 мкм до 5 мкм, и особенно предпочтительно от 0,1 мкм до 2 мкм.

4. Способ по п. 1, где смесь формовочного материала содержит гранулированный аморфный SiO₂:

в количествах от 0,1 до 2 вес. %, предпочтительно от 0,1 до 1,5 вес. %, в каждом случае на основании основного формовочного материала;

и независимо от этого

от 2 до 60 вес. %, особенно предпочтительно от 4 до 50 вес. %, на основании веса связующего, где доля твердых веществ связующего составляет от 20 до 55 вес. %, предпочтительно от 25 до 50 вес. %.

5. Способ по п. 1, где применяемый аморфный SiO₂ имеет содержание воды менее 15 вес. %, в частности менее 5 вес. %, и особенно предпочтительно менее 1 вес. %, и независимо от этого его применяют, в частности, как сыпучий порошок.

6. Способ по п. 1, где смесь формовочного материала содержит максимум 1 вес. %, предпочтительно максимум 0,2 вес. % органических соединений.

7. Способ по п. 1, где компонент (B) неорганического связующего имеет молярное отношение [K₂O] / [M₂O] от 0,03 до 0,25, предпочтительно от 0,06 до 0,2, особенно предпочтительно от 0,1 до 0,15 в неорганическом связующем.

8. Способ по п. 1, где жидкое стекло присутствует в формовочном материале

в количестве от 0,2 до 2,5 вес. %, предпочтительно от 0,3 до 2 вес. % растворимых силикатов щелочных металлов относительно основного формовочного материала и при перерасчете на их оксиды;

и /или

связующее имеет долю твердых веществ, которая больше или равна 20 вес. % и меньше или равна 55 вес. %, предпочтительно больше или равна 25 вес. % и меньше или равна 50 вес. %, особенно предпочтительно больше или равна 30 вес. % и меньше или равна 45 вес. %, а также особенно предпочтительно больше или равна 33 вес. % и меньше или равна 42 вес. %, на основании связующего.

9. Способ по п. 1, где соединение лития добавляют исключительно как составляющую неорганического связующего и независимо от этого, необязательно также в дополнение, [Li₂O_актив.] определяют следующим образом:

количество вещества Li в молях, рассчитанное как Li₂O, за исключением следующих соединений: аморфных силикатов лития и/или гидроксида лития, в том числе их гидратов.

10. Способ по п. 1, где смесь формовочного материала дополнительно содержит поверхностно-активные вещества, предпочтительно выбранные из группы анионных поверхностно-активных веществ, в частности, с группой сульфоновой кислоты или сульфонатной группой.

11. Способ по п. 10, где поверхностно-активное вещество присутствует в смеси формовочного материала в доле от 0,001 до 1 вес. %, особенно предпочтительно от 0,01 до 0,2 вес. %, на основании веса огнеупорного основного формовочного материала.

12 Способ по п. 1, где молярное отношение [SiO₂] / [M₂O] составляет от 1,95 до 2,40, предпочтительно от 2 до 2,30.

13. Способ по п. 1, где молярное отношение [Li₂O_актив.]/ [M₂O] составляет от 0,035 до 0,16, предпочтительно от 0,04 до 0,14.

14. Способ по п. 1, где силикат лития, Li₂O и LiOH, в том числе их гидраты, присутствуют в однородном растворе в связующем или в однородном растворе в компоненте (B), и их однородно и полностью растворяют без осадка в водном растворителе как составляющую связующего или компонента (B).

15. Литийсодержащее неорганическое связующее (B), содержащее по меньшей мере жидкое стекло в качестве неорганического связующего и имеющее:

молярное отношение [SiO₂] / [M₂O] от 1,9 до 2,47 в неорганическом связующем (B); и

молярное отношение [Li₂O_актив.] / [M₂O] от 0,04 до 0,14 в неорганическом связующем (B);

где

[M₂O] представляет собой количество вещества щелочного металла M в молях, рассчитанное как [M₂O], где в конечном счете только следующие соединения принимаются в расчет: аморфные силикаты щелочных металлов, оксиды щелочных металлов и гидроксиды щелочных металлов, в том числе их гидраты, где Li включен как часть M без коэффициента активности;

[Li₂O_актив.] представляет собой количество вещества Li в молях, рассчитанное как [Li₂O], где в конечном счете только следующие соединения принимаются в расчет: аморфные силикаты лития, оксиды лития и гидроксид лития, в том числе их гидраты;

[SiO₂] представляет собой количество вещества Si в молях, рассчитанное как [SiO₂], где в конечном счете только следующие соединения принимаются в расчет: аморфные силикаты щелочных металлов;

и коэффициент активности включен в [Li₂O_актив.] следующим образом:

[Li₂O_актив.]= 1 * аморфные силикаты лития, которые добавлены как составляющая компонента (B) неорганического связующего, рассчитанного как [Li₂O] в молях, +

1 * оксид лития, который добавлен как составляющая компонента (B) неорганического связующего, рассчитанного как [Li₂O] в молях, +

1 * гидроксид лития, который добавлен как составляющая компонента (B) неорганического связующего, рассчитанного как [Li₂O] в молях,

в каждом случае включая их гидраты,

и Li₂O, LiOH и/или аморфный силикат лития, в том числе их гидраты, присутствуют в однородном растворе в литийсодержащем связующем и полностью без осадка однородно растворены в водном растворителе как составляющая литийсодержащего связующего.

16. Литийсодержащее неорганическое связующее по п. 15, где литийсодержащее неорганическое связующее имеет молярное отношение [SiO₂] / [M₂O] от 1,95 до 2,40, предпочтительно от 2 до 2,30.

17. Литийсодержащее связующее по пп. 15 или 16, где связующее дополнительно содержит поверхностно-активные вещества, предпочтительно выбранные из группы анионных поверхностно-активных веществ, в частности, с группой сульфоновой кислоты или сульфонатной группой.

18. Литийсодержащее связующее по любому из пп. 15 или 16, где связующее имеет молярное отношение [K₂O] / [M₂O] от 0,03 до 0,25, предпочтительно от 0,06 до 0,2 и особенно предпочтительно от 0,1 до 0,15.

19. Способ получения литейных форм или стержней, включающий:

способ получения смеси формовочного материала по меньшей мере по одному из пп. 1—14;

введение смеси формовочного материала в форму; и

отверждение смеси формовочного материала.

20. Способ по п. 19, где смесь формовочного материала вводят в форму с помощью пескострельной стержневой машины посредством сжатого воздуха, и форма представляет собой формовочный инструмент, и сквозь формовочный инструмент проходит один или более газов, в частности CO₂ или содержащие CO₂ газы, предпочтительно CO₂, нагретый до температуры выше 60 °C, и/или воздух, нагретый до температуры выше 60 °C.

21. Способ по пп. 19 или 20, где смесь формовочного материала для отверждения подвергают воздействию температуры по меньшей мере 100°C в течение меньше чем 5 мин.

22. Способ по п. 19, где газ, предпочтительно воздух, пропускают через смесь формовочного материала для ее отверждения, и температура указанного газа предпочтительно составляет от 100 до 180 °C, особенно предпочтительно от 120 до 150 °C.