Способ получения отливок в формах с наполнительным слоем из строительного песка
METHOD FOR OBTAINING CASTINGS IN MOLDS WITH A FILLING LAYER OF CONSTRUCTION SAND

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения отливок в  жидкостекольных литейных формах, наполнительный слой которых выполнен из строительного песка с сохранением технологических свойств  песка наполнительного слоя литейной формы для применения в строительной отрасли после осуществления отливки.
Известен способ изготовления двухслойных песчаных форм, включающий формирование наполнительного слоя «из строительного песка и связующего в виде жидкого стекла в количестве 4% от веса строительного песка» [1].  Способ позволяет получить годные отливки и использовать выбитый песок в строительстве. Однако не позволяет обеспечить достаточную прочность высокопрочных строительных материалов. Прочность бетона марки 100 на выбитом песке через 28 суток  соответствовала только требованиям летнего времени.  Это  обстоятельство вызвано завышенным содержанием жидкого стекла, попадающего в отработанный строительный песок за счёт его исходного содержания в наполнительной смеси и попадания в него из облицовочной смеси при традиционном едином режиме выбивки отливки, что создает  проблему  в  максимизации экономической эффективности применения выбитого песка в строительстве.
Задачей настоящего изобретения является создание технологии обеспечивающей повышение   её экономической эффективности   за счёт возможности применения строительного песка литейной формы для широкого  спектра строительных материалов.  Поставленная задача решается путём снижения содержания жидкого стекла в наполнительной смеси до 2-3% и гарантированного предупреждения попадания облицовочной жидкостекольной смеси  в наполнительную смесь разными режимами выбивки наполнительной и облицовочной смеси. При этом силовой режим выбивки для каждого слоя формы  назначается в соответствии с  лабораторными испытаниями уровней работы выбивки смеси [2], а выбивка наполнительного слоя должна быть как можно более щадящей, по опытным данным - в 3-5 раз слабее выбивки облицовочного слоя.
Пример реализации заявляемого способа сегрегации. После осуществления отливки в двухслойную литейную форму, наполнительный слой которой выполнен из строительного песка со связующим в виде жидкого стекла в количестве 2-3%, форму подвергают выбивке на стенде с различным режимом знакопеременного воздействия. Так для разрушения менее прочного наполнительного слоя применяют силовой режим с знакопеременным перемещением стола стенда, составляющий 0,2-0,3 от такового для облицовочного слоя. Полученный в результате «щадящего воздействия» отработанный песок наполнительного слоя удаляют и увеличивают в 3-5 раз силовой режим стенда для выбивки смеси облицовочного слоя.
Для опробования предложенного способа приготовили смеси с  2% и 3% жидкого стекла на строительном песке, полученном с домостроительного комбината. Перед испытанием осуществили продувку песчаной смеси углекислым газом. При продувке формовочной смеси углекислым газом между углекислым газом и жидким стеклом идёт химическая реакция, в результате  который  форма или стержень приобретают необходимую прочность.
Прочность песчаной смеси после продувки углекислым газом, как того требуют условия испытания, представлена в таблице 1.
Прочность песчаной смеси
Табл.1
№ опыта
Содержание жидкого стекла,%
Прочность, на сжатие Мпа
Требуемаяпрочность на сжатие, МПа
1
2
0,30
0,06-0,1
2
3
0,45
0,06 – 0,1
Смесь с 3% жидкого стекла отправили назад, на домостроительный комбинат, как исходный песок. В лаборатории осуществили стандартную проверку на пригодность для производственного процесса комбината. Из протокола [3] официального испытания песка следует заключение, что «песок соответствует требованиям ГОСТ 8736-93 [4] и может быть использован в качестве инертного наполнителя при изготовлении бетонных и растворных смесей».
Как видно из таблицы, исследуемые смеси по прочности удовлетворяют требованиям литейного цеха.
Таким образом, технический эффект налицо: предлагаемый способ позволяет использовать наполнительную жидкостекольную формовочную смесь литейного производства в производстве более дорогостоящих строительных материалов.
Литература:
1.  Грузман В.М. Способ изготовления двуслойных песчаных форм. Патент № 2700895. МПК В22С 9/00. Патентообладатель Уральский федеральный университет, г. Екатеринбург. Приоритет от 30.07.2018, опубл. 23.09.2019 г., бюл. №27.
2. А.М. Лясс.  Быстротвердеющие формовочные смеси. Машиностроение. М., 1965, с. 226.
3. Протокол испытаний № 403/165 от 07.12.2018г.  Песок для строительных материалов. ООО «Огнеупор-Керамика». Лаборатория огнеупоров.
4. ГОСТ 8736093. Песок для строительных работ. Технические условия. с.1