Теплоизолирующая смесь для утепления прибылей стального литья

 

ОП И(:А

ИЗОБРЕТ

Сеюз Советсиии

Сащиааистичесии к

Ржпублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ (63) Дополнительное к авт. (22) Заявлено 020376 (21) 2З с присоединением заявки ЭЙ (23) Ириорнтет—

27/06

Госуаарствеииый комитет

СССР

ft0 деизм изобретеиии

K открытий

Опубликовано050479. 5

1.746, (088.8) Дата опубликования on (72) Авторы изобретеиия

В,Г.Горенко и Т.А.Здоровецкая (71) Заявитель

Специальное конструкторско-технологическое бюро

Института проблем литья AH УССР (54 ) ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ УТЕПЛЕНИЯ

ПРИБЫЛЕЙ СТАЛЬНОГО ЛИТЬЯ

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к теплоиэолирующим смесям для утепления прибылей стального. литья.

Известна теплоизолирующая смесь для утепления литейных прибылей, содержащая неорганический волокнистый материал, а именно асбест, измельченный огнеупорный материал, в частности кварц или циркон, бентонит,>4 каолиновую глину, крахмал и фенолоформальдегидную смолу (1).

Ввиду недостаточной огнеупорности данную смесь нельзя рекомендовать для утепления прибылей крупных 15 стальных отливок.

Наиболее близкой к изобретению по своей технической сущности и достигаемому результату является теплоизолирующая смесь для утепления прибылей стальных отливок, содержащая 81,0 вес.Ъ вспученного перлита, 19,0 вес.Ъ огнеупорной глины и 40 вес.Ъ (сверх 100Ъ) жидкого стекла или в пересчете содержания

Всех ингредиентов на 100 вес.Ъ—

57,8 вспученного перлита, 3.3,6 глины огнеупорной и 28,6 жидкого стекла (2) .

Данный состав характеризуется значительным оплавлением смеси при соприкосновении с жидким металлом.

При этом в подприбыльной части отливок с прибылями диаметром больше

240 мм появляются вторичные усадочные раковины и пористость, что снижает возможность применения таких смесей для утепления прибылей больших размеров. Поэтому указанная смесь используется для утепления прибылей диаметром до 240 мм.

Целью изобретения является повышение огнеупорности и снижение степени оплавления смеси при соприкосновении с жидкой сталью, уменьшение размеров прибылей и повышение выхода годного литья, Для достижения поставленной цели теплоизолирующая смесь для утепления прибылей стального литья, включающая теплоизоляционный неорганический материал, глину огнеупорную и жидкое стекло, содержит в качестве теплоизоляционного неорганического материала вспученный вермнкулит и дополнительно огнеупорные материалы, а именно измельченные сунгулит и хромомагнеэит, и углеродсодержа655474 4 щий материал при следующем количест венном соотношении ингредиентов,вес.В:

0-50,0

1-30,0

Вспученный вермикулит 20, Измельченный сунгулит 0,0

Измельченный хромомагнезит 0,00

Углеродсодержащий материал 3

Глина огнеупорная 2, Жидкое стекло 25, 1-20,0

0-10,0

5-15,0

0-45,0.

Вермикулит представляет собой раз-10 новидность гидрослюд, способных вспучиваться при температуре 1000 С с увеличением объема в 10-20 раэ.

Сунгулит представляет собой один иэ конечных продуктов выветривания 15 вермикули-.à, состоит из мелких чушек и отличается от вермикулита химическим составом и свойствами (см.табл.1).

Целесообразность использования вспученного вермикулита в теплоиэоля-20 ционных смесях определяется тем, что температура плавления его выше, чем температура плавления вспученного перлита (соответственно 1290-1360 С и 900-1000 C). Поэтому теплоизоляционные смеси на основе вспученного вермикулита могут быть использованы на стальном литье для утепления прибылей больших диаметров, чем при применении смесей на основе вс 0учен- 30 ного перлита. Поскольку после оплавления смеси теплоиэоляционные свойства ее снижаются, то предпочтение следует отдавать теплоизоляционным материалам с более высокой температурой плавления, позволяющим сохранять первоначальные свойства смеси более длительное время.

При содержании вермикулита более

50,0Ъ смесь чмеет чиэкие физикомеханические свойства в сыром и сухом40 состоянии, а при содержании менее

20% ухудшаются теплофизические свойства смеси.

Измельченный сунгулит вводят в состав смеси для повышения ее огне- 45 упорности. Минимальное количество в смеси сунгулита определяется содержанием этого минерала в вермикулите.

Максимальное количество сунгулита (ЗО,ОВ) вводят в смесь при минимальном содержании в смеси вермикулита.

Такие смеси применяются для утепления прибылей больших размеров. увеличение содержания сунгулита больше

30,03, не снижая более оплавления смеси, приводит к снижению ее теплоизоляционных свойств.

Углеродсодержащий материал способствует снижению оплавления смеси в период соприкосновения с жидким металлом. Для получения хорошего

60 сопротивления оплавлению и сохранения высоких теплоизоляционных свойств углеродсодержащий материал должен иметь объемный вес 80 кг/мз. Таким требованиям удовлетворяет доменный 65 графит, измельченный кокс, измельченный древесный уголь и другие материалы. Введение в смесь меньше

3,0% углеродсодержащих веществ практически не оказывает влияния íà повышение стойкости смеси против оплавления, а содержание в смеси больше

10,0% этих материалов приводит к снижению прочностных свойств, Измельченный хромомагнезит вводят в состав смесей, используемых для изготовления оболочек, утепляющих прибыли больших размеров, для уменьшения оплавления вспученного перлита и сунгулита в процессе их соприкосновения с жидким металлом., Особенно большое повышение термостойкости смесей получают при вводе хромомагнезита в смеси с минимальным количеством вермикулита и максимальным — сунгулита благодаря тому, что сунгулит содержит большое количество MgO и не дает легкоплавких соединений с окислами, содержащимися в хромомагнезите. Хромомагнезит в количестве меньше 0,001% не оказывает влияния на свойства смесей, а при содержании больше 20,0% снижает теплоиэоляционные свойства смеси, Огнеупорная глина вводится в состав смеси для повышения ее сырой и сухой прочности. При использовании менее. 2,5% огнеупорной глины повышения прочностных свойств смеси не наблюдается, при повышении же ее содержания в смеси больше 15,0Ъ прочностные свойства практически не изменяются,а теплоиэоляционные свойства ухудшаются.

В качестве связующего целесообразно испольэовать жидкое стекло, содовое или сульфатно-содовое, с модулем

2,2-2,5 и плотностью 1,40-1,52 г/см

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

В табл.2 приведены составы предлагаемых теплоиэолирующих смесей (99 16) и состав известной смеси (9 7).

Результаты испытаний смесей 99 17 приведены в табл.3.

В табл,4 приведены данные, характеризующие максимально возможный диаметр прибыли при использовании смесей 99 1-7, гарантирующий отсутствие оплавления смеси.

Ниже дополнительно приводятся также характеристики физико-механических (табл.5) и теплофизических (табл .6) свойств предлагаемых и Известной (9 7) смесей.

Иэ анализа данных, приведенных в табл.3 и 4, следует, что предлагаемая теплоиэолирующая смесь для утепления прибылей стального литья обладает повышенной огнеупорностью, пониженной степенью оплавления при соприкосновении с жидкой сталью и

655474

1,7-2,8 раза по сравнению с вариантом без утепления прибылей и в 1,2-1,5 . раз по сравнению с вариантом использования утепления согласно выбранному прототипу.

Ва счет использования предлагаемой смеси сокращается объем прибылей в

Таблица 1

Хнми мате

Si0< лг о

Feã0 >

Fe0

35, 60.

16,10

7,48

0,43

18,0

0,80

0t425

О, 202

36,60

1,91

4,78

Mg0

СаО

Na20

К 0

803

П.П П.

Сумма

20,45

99,49

Температура плавлени я, 4С 1290 1360 1460 1510

Объемный вес, кг/м 120-200

175 -2 25!

Таблица 2

57,8

Вспученный перлит

Вспученный вермикулит

50 0 24,0 20,0 36,0 48,0 32,0

Сунгулит

0,3 .30,0 30,0 0,01 0,01 17 0

Углеродсодержащий материал

30 4699 75 6,5 524 6,0

4 7 Зю3 6 4 14 ° О 10к2 8юО 13ю6

Огнеупорная глина

Измельченный хромомагнезит

2,0 0,001 0,001 18,49 7,0 10рО

40,0 38,0 34,099 25,0 29,5 27,0 28,6

Жидкое стекло обеспечивает повышение выхода годного стальных отливок.

34, 77

3,80

0,297

О, 127

0,13

1S 26

100 68

Ю

Ch (Ч л

IA (с

Г Ъ с

3Ч

Ю

1 ю с

О

ЧР (» с (Ч

Ю

1 Ф с

Ю

10 с0

LA

I 10

РЪ

Ю

О\

I ь

° Ф c39 ((Ъ . с (Ъ (с

Ю с (с

Ю с л

I Ч с

Ю (4Р

00 с (с (Ю с

Ю

00 с О О

РЪ с е

1О (Г1 (РЪ (I ь Й (") РЪ

ГЧ

I Ф л

5 а о

О lO Ф ю

ОЪ (Ч

М л

tA с ч (!

РЪ с ь (с

lA с

ОЪ О

1 (с с

CO Ю

D (с

\О с

ЧЭ

1 Ф с, 00 Ю (Ч с

00 О

1 (Ъ с (с

Ю 3

° ф (I л Ф л (° «4

Ю л

10 с (с

1 л с О

Ю (Ч с(I ь

Ch (ФЪ

Ю (Ч

Ф

Ю

lA

РЪ л

IA (Ч (Ъ

30 с

10

1(O с е

\О

00 с

Ю

1 (Ч

I\

IA О

О Ф

1 (Ч о о и о

I3 Ф (((Э 33

L g

Э н о

4 с

Э Е (. "v

Э Э н З

o o

l и

IC I (0 и а(В .э н g е сс 5 а

Э Э (0

Э g 3 унэ

vg

Э .я и Э (0

Н 33 а ож

3(: I

О И 33

NLO

OAN

Э а 33

Э М

3э

Э Й н Ф ф ,((Д и оа о х ео а 0е ое

>ь М

Эео жау ойv

655474

1 оа н с Ц (Ч н нь

0 ((Ъ с

ЙРЪ g

lO К 3 щ,м о а (3(й е59 о

ХЕХ(Ч

ЭО В< 3

N l0 N аоэй (й ((3 ((а

I ф ((Ъ н ню

0 00 (ЕЪ с с п(ю а

o e

О М 3 ((3 03 О

Xgg ойй (а ао иэю

PCNXW с

Ц

Э и

v о

3

5 о

Й

v о а

i о и о о

10

655474

Та блиц а 4

Теплои золирующие смеси менее 280- ?80- до 280- 280- менее

260 -320 — 320 400 -320 -320 220-240

Максимально возможный диаметр прибыли, мм

Таблица 5

0,44-0 56 3 1-3,6 2,0-2,5 240-320 360

0,42-0,50 2 9-3,0 1,8-2,0 260-350 340

Таблица 6

Показатели теплойизических свойстЪ

Те пл проводи вт/м и Ос пературоводность "сек) 10 еплоемкост кдж/кг С

1 — 6 0,733-0,745 0,133- 188,2-306,4

-0,212

О, 452-0, 522

0,461

162,1

0,112

О, 712

Формула изобретения

Теплоизолирующая смесь для утепления прибылей стального литья, включающая теплоиэоляционный неорганический материал, глину огнеупорную и жидкое стекло, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения огнеупорности и снижения степени оплавления при соприкосновении с жидкой сталью, уменьшения размеров прибылей и повышения выхода годного литья, она содержит в качестве теплоизоляционного неорганического ма. териала вспученный вермикулит и дополнительно - огнеупорные материал а именно измельченные сунгулит и хромомагнезит, и углеродсодержащий материал при следующем количественном соотношении ингредиентов, вес.%:

Вспученный вермикулит 20,0-50,0

Измельченный сунгулит 0,01-30,0

Измельченный хромомаг65 незит 0,001-20,0

655474

Составитель С.Тепляков

Техред Э,Чужик Корректор Л.Веселовская

Редактор Ж.Рожкова

Тираж 944 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1407/7

Филиал ППП Патент, r.Ужгород, ул. Проектная, 4

Углеродсодержащий материал 3,0-10,0

Глина огнеупорная 2,5"15,0

Жидкое стекло 25,0-45,0, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии 91380442, кл.D 2 В, 23.02.72, 1975, 2. Сб. Усовершенствование технологии плавки и получение отливок иэ цветных сплавов, М., ГОСИНТИ, 1963, 9 1-63-38/5, с.7.