Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок
- 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<- фатпые связки или цементы поставляются в виде технических продуктов по ТУ 6/18-166-73 и используют- so ся в качестве связок в основном для изготовления огнеупорных иэделий. 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 Т еплопроницаемос , 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.
