Способ регенерации огнеупорных материалов на основе оксида алюминия и алюмосиликатов из отхода оболочковых форм и стержней

 

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОГНЕУПОРНЫХ Ш.ТЕРИАЛОВ НА ОСНОВр ОКСИДА АЛЮМИНИЯ И АПШОСШШКАТОВ ИЗ ОТХОДА ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ Н СТЕРЖНЕЙ, преимущественно получаемых по удаляемым моделям, включающий дезинтеграцию отходов оболочковых форм на исходные зериа, оттирку с зерен свободной двуокиси кремния в вибрационной мельнице с прследующим рассевом по 4ф 1кциям и отделением пылевидной фракции, отличающийся тем, что, ,с целью повыщения выхода годного регенерата, в отходы оболочковых форм перед их дезинтеграцией вводят на каждый один массовый процент свободной двуокиси кремния 0,5-1,0 мас.% глинозема и по0 ,06-0,1 мад.% углерода, оксида бора, оксида титана, оксида хрома (Л и углекислого кальция в виде мела, a пылевидную фракхшю прокаливают при 1350-1400 С.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И ИЛ

РЕСПУБЛИК ф(59 В 22 С 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0TKPbtTI44 (21) 3653490/22-,02 (22) 28,07,83 (46) 15.01.85.Бюп. У 2 (72) А.С.Ченцов и А .Д.Лесин (53) 621.742.55.06 (088.8) (563,1. Литье.по выплавляемым моделям. Под ред.йкленника Я.И. и Озерова В.А., изд. 2, М., "Машинострое-ние", 1971, с.185-263.

2. Сб."Повышение качества и эффек. тивности литья по выплавляемым моделям". Материалы семинара МДНТП им. Дзержинского. М., 1981, с.136-142.

3. Авторское свидетельство СССР

У 996053, кл. В 22 С 5/00, 1981. (54)(57) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДА

АЛШИНИЯ И АЛЮМОСИЛИКАТОВ ИЗ

-ОТХОДА ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ и, SU.. 1134281

СТЕРЖНЕЙ, преимущественно получаемых по удаляемым моделям, включающий дезинтеграцию отходов оболочковых форм на исходные зерна, оттирку с зерен свободной двуокиси кремния в вибрационной мельнице с последующим рассевом по фракциям и отделением пылевидной фракции, отличающийся тем, что,, с целью повышения выхода годного . регенерата, в отходы оболочковых форм перед их дезинтеграцней вводят на каждый один массовый процент свободной двуокиси кремния

0,5-1,0 мас.й глинозема и по.

0,06-0,1 мас.X углерода, оксида бора, оксида титана, оксида хрома и углекислого кальция в виде мела, а пылевидйую фракцию прокаливают при 1350-1400 С.

Ф 11342

Изобретение относится к литейно-, му производству, в частности к литью по удаленным моделям в оболоч. ковые формы при изготовлении форм из электрокорунда, дистен-силлиманита, муллита и других алюмосилика5 тов.

В производстве высокочастотных отливок из жаропрочных сталей и сплавов и тонкостенных отливок из алюминиевых и магниевых сплавов по удаляемым моделям оболочковые формы изготавливаются из шлифпорошков и микропорошков определенной Дисперсности электрокорунда или алюмосиликатов и кремнийорганичес15 кой связки, из которой при прокаливании образуется двуокись кремния, которая связывает зерна огнеупоров. Содержание двуокиси кремния в керамической оболочке колеблется от 3 до 8% в зависимости от режимов сушки огнеупорного поххуытия. Пос- ле заливки отработанные формы, разрушенные при извлечении отливок, подвергаются регенерации с целью

25 повторного использования дорогих и дефицитных огнеупорных материалов и устранения отходов fl 3.

Однако при регенерации удаляется керамическая связка свободнарг двуокись ремния) и порошки после дезинтеграции рассеиваются по фракциям.

Удаление свободной двуокиси кремния прогодится с целью повышения термостойкости и снижения реакционной спо-55 собности огнеупорного материала, так как свободная двуокись кремния уже при 1200 С способна вступать во взаимодействие с углеродом и некоторыми легирующимн элементами спла о вов, вызывая повреждение поверхностных слоев отливок. Оксид алюминия и двуокись кремния при 1350-1750 С способны образовывать сложные соединения, дистен-силлиманит

45 (А1 0 $10 ) и муллит (ЗА1 0 28 О )р которые в условиях прогрева керамических оболочковых форм до

1350-1750 С более инертны, чем соответствующие свободные .окислы. 50

Известен способ регенерации порошков электрокорунда, оснсванный на оттирке двуокиси кремния с поверхности зерен электрокорунда в водной среде в вибрационной мельнице 55 с последующей гидроклассификацией.

Процесс оттирки и гидроклассификации повторяется для разных фракций.

81 2

Затем пульпа фильтруется и сушится.

Полученные порошки электрокорунда рассеиваются по фракциям (23

Недостатками известного способа являются высокая энергоемкость на оттирку и сушку регенератора, большое количество технологических операций, высокий расход воды, большие капитальные вложения и относительно узкая область применения (только для регенерации отходов на основе чистого электрокорунда 1.

Наиболее близким к предлагаемому по . технической сущности и достигаемому результату является ".способ регенерации огнеупорных материалов на основе оксида алюминия и алюмосиликатов из отхода оболочковых форм, получаемых по удаляемым моделям, включающий дезинтеграцию отходов оболочковых форм на исходные зерна, оттирку с зерен свободной двуокиси кремния в вибрационной мельнице с последующим рассевом по фракциям и . отделением пылевидной фракции 13 .

Недостатками данного способа являются узкое его применение (только для регенерации отходов из чистого электрокорунда) и некоторые потери микропорошков, которые удаляются с пылью

Цель изобретения — повышение выхода годного регенерата, Цель достигается тем„ что согласно способу регенерации огнеупорных материалов на основе оксида алюминия и алюмосиликатов из отхода оболочковых форм и стержней, преимущественно получаемых по удаляемым моделям, включающему дезинтеграцию отходов оболочковых форм на исходные зерна, оттирку с зерен свободной двуокиси кремния в вибрационной мельнице с последующим рассевом по фракциям и отделением пылевидной фракции, в отходы оболочковых форм перед их дезинтеграцией вводят на каждый один массовый .процент свободной двуокиси кремния 0,5-1,0 мас.7. глинозема и по 0,06-0,1 мас.Ж углерода, оксида бора, оксида титана, оксида хрома и углекислого кальция в виде мела, а пылевидную фракцию прокаливают при 1350-1400 С.

Введение перечисленных веществ с указанными расходными характеристиками обеспечивает снижение температуры минерализации, т.е. температуры взаимодействия свободных двуо113 киси кремния и окиси алюминия, до

1350-1400 С с образованием алюмосиликатов типа муллита или дистенсиллиманита.

Пример 1. В вибрационную мельницу загружают отходы электрокорундовых форм с содержанием свободной двуокиси кремния 6 мас.%, глинозема 6 мас., " графита, мела и окислов бора, хрома и титана по

0,6 мас. каждого. Проводят дезинтеграцию на исходные зерна, оттирку двуокиси кремния с зерен электрокорунда свободной двуокиси кремния и разделение регенерата по фракциям:

400-600, 250-400, 100-250 и менее

1.00; В первых трех фракциях содержание двуокиси кремния не превышает 1 мас., поэтому они не требуют дополнительной обработки. Фракция менее 100 мкм содержит 5, 6 мас. двуокиси кремния и подвергнута прокаливанию при 1350 С в течение 1 ч.

После прокаливания содержание свободной двуокиси кремния снижается до 1,5 мас.X. После дополнительного измельчения в вибрационной мельнице фракция полностью исполь зуе.гся в суспензии для изготовления керамических. форм .

Пример 2. Бой оболочковых форм, изготовленных из шлифпорошков электрокорунда и микропорошков дистен-силлиманита, загружают в вибрационную мельницу. Добавляют глинозем 5,2 мас.%, графит, мел, окислы бора, титана и хрома по 0,8 мас. X каждого. Проводят дезинтеграцию на исходные зерна, оттирку двуокиси кремния с зерен электрокорунда и

- разделение порошков по фракциям:

400-630, 250-400, 100-250 и менее 100. В первых трех фракциях содержание двуокиси кремния, как и в первом случае, не превышает

1 мас.%. Фракция менее 100 мкм содержит 6,3 мас.% свободной двуокиси

4281 4 кремния. На полученных порошках изготовлены керамические формы. При этом общее содержание свободной двуокиси кремния поднимается за счет новой кремнийорганической связки до

10,4 мас.X. Формы загружены в печь на прокаливание при 900 С, После прогрева форм температура в печи поднята до 1350 С и формы выдерживают при температуре в течение 1 ч.

После вторичной дезинтеграции и разделения по фракциям свободная двуокись кремния в количестве

1,,4 мас. обнаружена только во фракции менее 100 мкм. Практически огне упорные. материалы приведены в исходное состояние по химическому составу.

Прочность образцов керамических форм, изготовленных иэ свежих и реге-, нерированных огнеупорных материалов, представлена в табл.l.

Баланс материалов до регенерации и после представлен в табл. 2.

25 Как видно из приведенных примеров, механические свойства оболочковых форм, изготовленных из регенерата, ни в чем не уступают по механичес.ким свойствам формам, изготовленным

30 из свежих огнеупорных материалов, а выход регенерата превышает 100 и примерно на 25% выше, чем при осу-. ществлении способа по прототипу.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа определя-. ется как разница в стоимости свежих огнеупорных материалов и регенерата и составляет 200-800 руб/т в sa" висимости от зернистости и марки огнеупорных материалов, снижения транспортных расходов на завоз свежих материалов и вывоз отработанных форм в отвал.

Предлагаемый способ экономит остродефицитные материалы и позволя45 ет создать безотходное производство керамических оболочковых форм.

1134281

Таблица

Электрокорунд свежий

100-120

160-190

Электрокорунд регенерированный с выделением свободной двуо-. киси кремния (прототип1

105-118

174-185

Электрокорунд регенерированный по предлагаемому способу

165-190

100-115

Электрокорунд шлифпорошок, дистен-, силлиманит (свежие), 62-85

40-55

Электрокорунд шлифпорошок, дистен" силлиманит, регенерируемые предлагаемым способом

40-57

62-85

Т а б л и ц а 2

Баланс материала

Предлагаемый способ, Х

Извес тный способ,X

До регенерации

Отходы оболочек

100

100

Добавки (минерализаторы )

После регенерации

Нерегенерируемые отходы

6-10

1-2

l5-20

1-2

Удаляемая пыль

Угар

Выход регенерата

1-3 л

104-105

84-74

ЪНИИПИ Заказ 10002/8 Тираж: 746 Подписное

Филиал ШШ "Паижт", r.ÓIroðîä, ул.Проектная, 4