Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок
Владельцы патента RU 2356688:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова (RU)
Изобретение относится к литейному производству, конкретно к смесям для теплоизоляции прибылей отливок. Смесь содержит алюмохромфосфатное связующее, отход ваграночного производства и дополнительно трепел при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюмохромфосфатное связующее 8-12, трепел 5-10, отход ваграночного производства - остальное. Смесь обеспечивает улучшение формуемости, физико-механических характеристик, охрану окружающей среды за счет утилизации отходов и снижение себестоимости. 2 табл.
Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям, используемым для теплоизоляции прибылей отливок.
Известна теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок, содержащая, мас.%: порошок алюминия 10-15; древесные опилки 25-23; каолинитова глина 15-20, фосфатное связующее 7-15, кварцевый песок - остальное. RU 2093306. 6 B22D 27/06, 1997.10.20.
Однако смесь указанного состава содержит много компонентов и имеет неудовлетворительные физико-механические и теплофизические свойства, а также является экзотермической смесью, так как она содержит в своем составе порошок алюминия, который является легковоспламеняющимся.
Известна теплоизолирующая смесь для утепления прибылей отливок, содержащая мас.%: фосфатное связующее 10-15, отход ваграночного производства чугуна 85-90. Заявка №99108000, 7 B22D 27/06, 2001.01.20.
Однако смесь указанного состава имеет неудовлетворительные физико-механические и теплофизические свойства.
Изобретение направлено на улучшение физико-механических свойств теплоизолирующей смеси.
Технический результат заключается в улучшении формуемости смеси, физико-механических характеристик, в улучшении окружающей среды за счет утилизации отхода ваграночного производства, снижается стоимость за счет использования промышленных отходов и природного сырья - трепела.
Это достигается тем, что теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок, содержащая фосфатное связующее и отход ваграночного производства чугуна согласно изобретению, смесь дополнительно содержит трепел, а в качестве фосфатного связующего - алюмохромфосфатное связующее при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
| Алюмохромфосфатное связующее | 8-12 |
| Трепел | 5-10 |
| Отход ваграночного производства чугуна | остальное |
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый состав отличается от известного введением в смесь трепела, который за счет порошкообразной структуры совместно с алюмохромфосфатным связующим образует массу, которая как бы обволакивает частицы отхода ваграночного производства чугуна, обеспечивает хорошую формуемость смеси и термостабильность при уменьшенном расходе связующего.
Подобранная совокупность компонентов и их количественное соотношение обеспечивает увеличение теплоизолирующего эффекта смеси при достаточных физико-механических свойствах, необходимых для изготовления теплоизоляционной оболочки.
Такие свойства улучшаются за счет порошкообразной структуры трепела и содержания в нем оксидов кремния и металлов, которые хорошо совместимы с оксидами, содержащимися в отходах ваграночного производства, и способствуют повышению теплостойкости смеси. Также улучшается охрана окружающей среды за счет утилизации отхода ваграночного производства и снижается стоимость за счет использования промышленных отходов и природного алюмосиликатного сырья, а также решается экологическая проблема, так как утилизируется отход производства.
Теплоизоляционная смесь готовят следующим образом: отход ваграночного производства, алюмохромфосфатное связующее и трепел в указанных по изобретению количествах загружают в смеситель и перемешивают. Отверждение проводят в печи при температуре 150-200°С в течение 20-40 минут.
Аналогично готовили смесь по составу прототипа.
Для приготовления смеси использовали следующие материалы:
Алюмохромфосфатное связующее ТУ 6-18-166-83.
Трепел Первомайского месторождения Алатырского района Чувашской Республики содержит, мас.%: оксиды кремния 60,3-72,5; железа 2,8-4,2; алюминия 8,4-10,1; кальция 2,6-12,3; магния 0,9-1,3; натрия 0,18-0,29; калия 1,4-1,5.
Ваграночный шлак - отход металлургического производства чугуна - содержит мас.%: SiO2 40-50, CaO 18-25, Al2O3 9-18, FeO 4-8, MnO 2-5, MgO 1-4, S 0,05-0,1 Тяжелые металлы (мышьяк, кадмий, ртуть) не содержатся.
Составы смесей приведены в табл.1, свойства смесей приведены в табл.2
| Таблица 1. | |||||
| № | Ингредиенты | Содержание ингредиентов, мас.% | |||
| 1 | 2 | 3 | прототип | ||
| 1 | Алюмохромфосфатное связующее | 10 | 8 | 12 | - |
| 2 | Фосфатное связующее | - | - | - | 10-15 |
| 3 | Трепел | 5 | 10 | 10 | - |
| 4 | Отход ваграночного производства чугуна | 85 | 82 | 78 | 85-90 |
| Таблица 2. | |||||
| Свойства | Показатели | ||||
| 1 | 2 | 3 | прототип | ||
| 1 | Прочность на растяжение в сухом состоянии, МПа | 0,44 | 0,42 | 0,40 | 0,355 |
| 2 | Прочность на сжатие в сыром состоянии МПа | 0,044 | 0,043 | 0,043 | 0,04 |
| 3 | Коэффициент теплопроводности при 1300°С, Вт/м°С | 0,25 | 0,27 | 0,26 | 0,29 |
| 4 | Осыпаемость, % | 0,45 | 0,5 | 0,55 | 1,3 |
Из таблицы 2 следует, что теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок предлагаемого состава обладает более низкой осыпаемостью, пониженным коэффициентом теплопроводности и значительно большей прочностью на растяжение и на сжатие.
Таким образом, полученная смесь для утепления прибылей отливок обладает повышенной формуемостью и улучшенными физико-механическими показателями, а также улучшается охрана окружающей среды за счет утилизации отхода ваграночного производства и снижается стоимость за счет использования промышленных отходов и природного трепела, а также решается экологическая проблема, так как утилизируется отход производства.
Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок, содержащая фосфатное связующее и отход ваграночного производства чугуна, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит трепел, а в качестве фосфатного связующего - алюмохромфосфатное связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| алюмохромфосфатное связующее | 8-12 |
| трепел | 5-10 |
| отход ваграночного производства чугуна | остальное |
