Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок

Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

- с "А - те- и-н

СПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски к

Соцналнстическин

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19. 12.77 (21)t2554860/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовамо 23.07.80. Бюллетень J%27

Дата опубликования описания29.07.80 (5l)M. Кл.

В 22 С 27/06

Госудорстеонный комитет по делам изобретений и открытии (53) УДК 621 746 .586(088. 8) (72) Авторы изобретения

B. Г. Горенко и Т. А. Здоровецкая

Институт проблем литья АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ СМЕСЬ

ДЛЯ УТЕПЛЕНИЯ ПРИБЫЛЕЙ ОТЛИВОК

Изобретение относится к области металлургии и литейного производства, а именно к составам теплоизоляционных смесей, используемых в виде вставок или оболочек для утепления прибылей отливок.

Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок преимущественно иэ стали, содержащая вспученный перлит, дополнительный теплоизоляционный материал, а именно трепел или кизельгур, углеродсодержащее вещество, огнеупорную глину и связующее, а именно водный раствор силиката натрия или силикат натрия в сочетании с водой $1) . При использовании теплоизоляционных вставок или оболочек из указанной смеси наблюдается повышенная степень оплавления оболочек при контакте их с жид.кой сталью, что ухудшает эффективность их тепловой работы.

Цель изобретения — уменьшение степени оплавления оболочек и предотвращение возможности образования в подпратбыльной части отливок вторичных усадочных раковин, а также получение возможности

5 утепления прибылей диаметром свыше

300 мм.

Для достижения поставленной цепи теплоиэоляционная смесь для утепления прибылей отливок преимущественно иэ углеродистой и легированной стали, включающая вспученный перлит, теплоиэоляционный материал, углеродсодержащее вещество, огнеупорную глину, связующее и воду, содержит в качестве теплоиэоляционного материала палыгорскит и в качестве связующего фосфатный цемент с термостойкостью 1500-1800 С при следующем соотношении ингредиентов, и .вес.ч:

Вспученный перлит 17,5-37,5

Палыгорскит 2,5-17,5

Углеродсодержащее вещество 2,5-8,0

749564

3

Огнеупорная глина 2,5-15,0

Фосфатный цемент 15,0-25,0

Вода 24,5-32,5

Палыгорскит (аттапулгит) представляет собой основные водные сили—

5 каты алюминия и магния с небольшим содержанием кальция (до 2,6%).

Он образуется при гидролизе Мф— силикатов (серпантинов), взаимодействии кремнеземсодержаших растворов с карбонатами или карбонатных растворов с кремнеземом. Встречается в природе в виде сплошных глиноподобных масс с спутановолокнистой или войлокоподобной структурой.

Температура плавления палыгорскита выше 1300 С. Теплопроводность зависит от химического состава и структуры и находится в пределах 0,070,12 ккал/м ° ас С.

Как технический продукт палыгорскит выпускается по временным заводским

ТУ 136-2-69 (золотутинского руднообогатительного завода).

При содержании палыгорскита в количествах меньше 2,5% он не оказывает заметного влияния на уменьшение степени оплавления стенок оболочек, а при повышении его содержания больше 17,5% уменьшаются теплоизоляционные свойства смесей.

В качестве термостойкого связующего в составе смеси использованы фосфатные цементы и термостойкостью больше

1500 С. Примером таких цементов может 5 служить цирконийфосфатный, циркон— фосфатный, алюмофосфатный, и др., цементы термостойкость которых находится в пределах 1500-1800 С. Оптимальное коо личество этого термостойкого связуюше- 40 го находится в пределах 15,0-25% при содержании его в смеси меньше

15,0 вес.% получается недостаточная прочность оболочек в сухом состоянии, а при повышении его содержания больше 4s

25,0% становятся низкими ее теплоиэоляционные свойства.

Фо<- ???????????? ???????????? ?????? ?????????????? ???????????????????????? ?? ???????? ?????????????????????? ?????????????????? ???? ???? 6>

В качестве углеродсодержашего вещества с содержанием углерода больше 75,0% могут использоваться измельченный кокс, ваграночный вынос и другие материалы. Ввод в состав смеси углеродсодержаших материалов способствует повышению термостойкости смеси. При содержании углеродсодержаших веществ меньше 2,5% уменьшения оплавления стенок оболочек не отмечается, а при повышении их содержания больше 8,0% уменьшается живучесть смеси и уменьшаются прочностные свойства смеси в сыром и сухом состоянии.

Огнеупорная глина вводится в состав смеси для повышения сырой и сухой прочности оболочек. При содержании в смеси меньше 2,5» глины сырья проч— ность смеси получается низкой, что затрудняет изготовление оболочек. При увеличении количества глины больше

15,0% снижаются теплоизоляционные свойства смеси, при малом увеличении . сырой и сухой прочности.

Технология приготовления этих смесей практически не о личается от общепринятой технологии приготовления теплоизоляционных смесей. Сперва в лопастной смеситель загружаются все сыпучие материалы. Последовательность их загрузки не регламентируется. Затем, после пере- мешивания в течение 2-4 минут, заливаются жидкие составляющие; фосфатный цеМеВТ (например, алюмофосфатный или цирконфосфатный ) и вода и перемешивают 2-3 минуты.

Для изготовления теплоизоляционных оболочек используются специальные стержневые ящики. Изготовление стержней проводят набивкой вручную или методом прессования.

Отверждение стержней и оболочек осуществляют по следующему режиму: нагрев со скоростью 40 — 100 С час до температуры 280-450 С, выдержка при этой температуре 2,5-4,0 ч и затем охлаждение с печью.

В табл. 1 приведены составыи свойства теплоизоляционных смесей 1-5 согласно настоящему изобретению и смесей

6-7 согласно известному техническому решению (11 . 749564

Таблица 1

Вспученпый перлит 17,5

40,0

37,5

15,0

22 5 27,5 32,5

20,0

45,0

Трепал

15 О 10,0

7,5

2,5

Палыгорскит 17,5

Углеродсодержашее вещество (С> 75 Оо) 2 5

4,0 5,0 6,5

8,0

Огнеупорная глина

12,0

8,0

11,5 8,5 5,5

2,5

15,0

Жидкое стекло

25,0 25,0

17,5 20,0 22,5 25,0

29,5 29,0 25,5 24,5

15,0

3,0

7,0

32,5

Т аблица 2

Объемный вес, кг/м 350

340 315

385

300

465

285

О, 128- О, 154- О, 138—

0,131 0,157 0,142

Теплоемкость кдж/кг. С 0,728

Теплопроницаемос, 20 вт. сек/ м С 186

180 174

169

164

228

198

Фосфатный цемент с термостойкостью больше

1500 С

Коэффициент теплопроводности, вт/м.оС

О, 134- О, 132- О, 131- О, 1300,139 0,134 0,135 0,133

0,725 0,727 0,727 0,728 0,726 0 734

749564

Смесь

Свойства

Газопроницаемость, ед

400

420 450

465

520

320

400

Прочность смеси на

0,36

0,40

0,500,52

0,50- 0,52- 0,52- 0,480,54 0,54 0,55 0,53

0,400,46

Прочность смеси на сжатие

3,4

3,65

3,35- 3,43,6 3,7

3,55 3,63,75 3,75

2,9-.

3,3

2,63,1

2,2- 2,2—

2,35 2,42,351,71,62,55

1,95

1,9

В табл. 3 приведены данные, характеризующие огнеупорность рассматриваемых смесей, степень оплавления стенок оболочек, используемых для утепления прибылей диамеером 180-210 мм, повышение выхода годного на производственных отливках и рекомендуемых максимально возможный диаметр прибыли.. сжатие в сыром состоянии, кгсlсм в сухом состоянии, кгсlсм

Прочность смеси на растяжение в сухом состоянии, кгс/см

2,12,35

2,15—

2,30

Продолжение табл. 2

6 (по 7 (по прототипу) прототипу) IO

749564

lQ

lQ

С

1 о

С )

С«3

1 t

CO

CÎ

Щ

CO о о 1 о

Д3

Л н

I о

lQ

Р) l0

C)

СО

I 1

Ф

СО о

СО

CV

I о

G)

СЧ

СО

lQ

I

С4

03

lQ

I

0) о

1 о

I (Д ч

Ч" 1

СО

ГI

СО

t о

СО

Р ( о

IQ

С ) lQ

lQ

1

t о

СО 1

tQ

С « о

СО Ф и

I о 3 1

CD

Ф

IQ (I

0)

СО

t

О1

CV

t о о Ф

1 о

СО

И о

Ж 1

I о

СО

Щ

I

С4

l о

lQ Ф о

cj о о

lQ ! о

CD

t

СО с4

t о

ol

Ф о

l еО

go

I» O

У:1 gaf Д иО «, „3o (1 1 О оолщ о

Ьg/IQ

Ф В( м

ИСО>3 а С 1 С0 3

3о 6

° зЩ

1 1 F>

I II I й

8

К и)

Йь

«« I

5 о

2ф

ДВ

749564 го

Составитель С. Тепляков

Редактор Л. Лашкова Техред И. Асталош Корректор В. Синицкая

Заказ 4515/7 Тираж 889 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Данные табл. 3 свидетельствуют, что смесь предлагаемого состава имеет более высокую огнеупорность; меньшую степень оплавления, позволяет повысить выход годного и может использоваться для утепления прибылей большого раз— мера. За счет уменьшения оплавления стенок оболочек и улучшения питания отливок наблюдается повьгшение выхода годного с 63,4-68,5 до 71,7-75,7%. 1о

Уменьшение оплавления степени оболочек является одной из основных характеристик новой смеси. Следует подчеркнуть, что новая смесь может использоваться для изготовления оболочек, при- 15 меняемых для утепления прибылей диаметром 350-450 мм, в то время как из— вестные составы смесей и технические решения могут использоваться для утепления прибылей с максимальным диаметром 260-300 мм, т.е. для прибылей с теплосодержанием примерно в два раза меньшим.

Формула изобретения

Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок, преимущественно из углеродистой н легированной стали, включающая вспученный перлит, теплоизоляционный материал, углеродсодержашее вещество, огнеупорную глину, связующее и воду, о тлич а юш а яс я тем, что, с целью уменьшения степени оплавления оболочек, образования в подприбыльной часги отливок вторичных усадочных раковин, получения возможности утепления прибылей диаметром свыше 300 мм, она содержит в качестве теплоизоляционного материала палыгорскит и в качестве связующего фосфатный о цемент с термостойкостью 1500-1800 С при следующем соотношении ингредиентов, вес.ч:

Вспученный перлит . 17,5-37,5

Пал ыгорскит 2,5 — 17,5

Угл еродсоде ржашее вещество 2,5-8,0

Огнеупорная глина 2,5-15,0 фосфатный цемент 15,0-25,0

Вода 24,5-32,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке % 25 229 1 7! 2 2-02, кл. В 22227/06, 1977.