CS270662B1 - Vodná suspenze pro výrobu izolačního tvarovaného obkladu nálitků - Google Patents

Abstract

Sl ožení vodné suspenze, zaručující vysokou mechanickou pevnost izolačního tvarovaného obkladu nálitků za studená i za vysokých teplot, sestává z 80 až 140 dílů hmot. 5¾ vodného roztoku koloidního oxidu křemičitého, 40 až 80 dílů hmot. žáruvzdorných keramických vláken odolávajících teplotám 800 až 1 500 °C, 2 až 10 hmot. dílů 10¾ vodného roztoku síranu hlinitého a 2 až 15 hmot. dílů škrobu.

Description

Vynález se týká vodná suspenze pro výrobu izolačního tvarovaného obkladu nálitků při odléváoí kovů. Vodná suspenze je tvořena koloidním oxidem křemičitým, žárovzdornými kuramickými vlákny,škrobem a síranem hlinitým. ^:

Je známo použití keramických žárovzdorných vláken ve formě voloé vloy, plstí, rohoží, desek a tvarových kusů pro nejrůznější účely i při kterých je požadována vysoká tepelně izolační schopnost za vysokých teplot. Vzhledem k vysoké tepelné odolnosti až do teploty 1 500 °C umožňují výrobky ze žárovzdorných vláken obložení vnitrních prostor různých druhů pecí, spalovacích komor, reaktorů, žlábú pro dopravu roztaveoých kovů a podobně. V současnosti se používá k izolaci nálitků hutný nevláknitý keramický izolační materiál nebo materiál exotermický. Tak napřik1 ad,čs. autorské osvědčení č. 226 903 používá k tomuto účelu hutný žárovzdorný lehčený šamot. Patent OE č. 3 006 641 uvádí izolační obklad zhotovený z křemenných písků, pojených umělými pryskyřicemi. Povrch obkladu je tepelně izolován vláknitým materiálem. V patentu 0E č. 2 917 520 je popsána pro izolační obklad nálitků skořepina, zhotovená ze zpevněných plastů. V patentu 0E č. 1 433 938 je nárokováno duté těleso s tenkou a přibližně stejnoměrnou tlouštkou stěny, zůstávající ve slévárenské formě, která je ze syntetických a přírodních vláken a pojivém je termoplastická umělá hmota. Přírodní vlákna mohou být nahrazena částečně nebo úplně buničitými, dřevními nebo podobnými rostlinnými vlákny, zvláště potom vláknitými hmotami z odpadních produktů. Pojivo může být úplně neb částečně z pěněné umělé hmoty. Uvedené hmoty mohou být doplněny další hmotou, která pod vlivem tekutého kovu reaguje exotermický. V patentu GB č. 1 335 8Θ3 je popsána exotermická směs pro ohřívané nálitky, obsahující snadno zápalný práškový kov, například hliník, oxidační prostředek například Mgí^, urychlovač oxidace, například NaNOj, plnidlo, například křemenný písek, dolomit a také 5 až 30 % vláknitého materiálu s délkou vláken 0,5 až 30 mm, například azbestu, struskové nebo skleněné vaty, celulózy, rozdrceného papíru. Použití vláknitého materiálu zmenšuje vynášení práškových komponent směsi do atmosféry a také zlepšuje tepelně izolační vlastnosti směsi.

Exotermické izolační materiály jsou z bezpečnostních i hygienických důvodů nevhodné a jsou finančně náročnější. Hutné izolační materiály jsou méně účinné, protože mají podstatně vyšší součinitel tepelné vodivosti. Mimoto jsou hutné materiály velmi křehké, mají malou pevnost a snadno se při dopravě poškozují. Jsou také 2 až 3x těžší než materiály s vláknem a dají se těžko zpracovávat a přizpůsobovat, například půlit, zkracovat a podobně. Hutné materiály jsou ve vlhkém prostředí hygroskopické a snadno navlhají a z těchto důvodů je nelze delší dobu skladovat.

Žárovzdorná keramická vlákna se připravuji řozvlákňováním roztaveného sklářského písku a technického oxidu hlinitého. Používá se směsi 40 až 60 % hmot. Al^O^ a 60 až 40 % hmot. SiO?. Součet obou hlavních oxidů činí 97 až 98 % hmot, a zbytek tvoří nečistoty, zanesené do taveniny oběma hlavními komponenty a někdy i přídavnými korekčními přísadami. Klasifikační teploty těchto vláken jsou l 200 °C nebo 1 500 °C.

Pro pojení žárovzdorných vláken se používají pojivá různých typů. Je známo pojivo na bázi koloidního oxidu křemičitého a škrobu nebo škrobového mazu, škrob zvyšuje mechanickou a manipulační pevnost vláken za studená a koloidní oxid křemičitý zvyšuje mechanickou pevnost za vysokých teplot a přispívá ke zvýšení povrchových vazeb mezi vlákny. Pro urychlení želatinace koloidního oxidu křemičitého lze do suspenze přidávat síran hlinitý.

Jako nejvhodnější kombinace složení těchto komponent, vyhovující vysokým nárokům, kladeným na izolační obklady nálitků a odstraňující nevýhody dosud známých materiálů, vyhovuje nejlépe složení vodné suspenze podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že vodná suspenze obsahuje v hmotnostních dílech 80 až 140 dílů 5¾ vodného roztoku koloidního oxidu křemičitého, 40 až 80 dílů žárovzdorných keramických vláken, 2 až 15 dílů škrobu a 2 až 10 dílů 10¾ vodného roztoku síranu hlinitého. Celkový obsah těchto komponent je 0,1 až 5 hmot, ve vodné suspenzi.

CS 270662 01

Složení vodné suspenze podle vynálezu zaručuje vysokou mechanickou pevnost izolačního obkladu za studená i za vysokých teplot. Výsledný izolační obklad je jednak hydrofobní, což je důležitá vlastnost vzhledem k okolní atmosféře a vlhkým formovacím směsím, používaných při výrobě slévárenských forem, je nesmáčivý v dotyku s tekutým kovem s bodem tání pod klasifikační teplotu žárovzdorných vláken, čímž je umožněno mnohonásobné opakované použití obkladů bez ztráty izolačních a ostatních vlastností. Vláknité izolační obklady mají schopnost vytvářet na povrchu kovu při odlévání oceli oxidovou vrstvu zabraňující penetraci, což dovoluje opakovaně použití obkladů i u ocelí, tj. materiálů s bodem tání nad klasifikační teplotu žárovzdorných vláken. Velký přínos izolačních nálitků, získaných z vodné suspenze podle vynálezu spočívá ve zmenšení lineárních rozměrů nálitků a snížení množství tekutého kovu k výrobě litých polotovarů s vyhovujícími užitými vlastnostmi. Tepelná izolace nálitků zvyšuje dobu tuhnutí nejméně o 60 což dovoluje snížit rozměry nálitků nejméně o 30 %. Dalšími výhodami je velmi dobrá pevnost obkladů, která dovoluje dobrou manipulaci v těžkých provozních podmínkách a prakticky neomezenou skladovatelnost. Izolační obklady nálitků pro odlévání kovů zhotovené podle vynálezu mají velmi nízkou objemovou hmotnost a vysokou tepelně izolační schopnost, která spolu s vysokou pevností umožňuje netradiční přístup v používání obkladů nálitků kovů k izolaci nálitků a odlitků z oceli, tvarné litiny, šedé litiny, slitin hliníku, slitin mědi a dalších kovů.

Jako příkladné provedení vynálezu lze uvést izolační obklad nálitků ze žárovzdorných vláken, vyrobený ze suspenze, obsahující 120 kg 5¾ vodného roztoku koloidního oxidu křemičitého SiOj, 60 kg žárovzdorného vlákna a 2,5 kg škrobu. Pro urychlení želatinace bylo dále přidáno 6 kg 10¾ vodného roztoku síranu hlinitého A^ÍSOPj. Vzniklá suspenze se zředila vodou na pracovní koncentraci 0,1 až 5 % a dávkovala se do vakuového zařízení. Vytvarovaný izolační obklad nálitků se sušil při teplotě nad 70 °C. Hotový vysušený obklad obsahoval cca 9 % hmot, anorganického pojivá a cca 4 % hmot, organického pojivá . ,

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Vodná suspenze pro výrobu izolačního tvarovaného obkladu nálitků při odlévání kovů, tvořená koloidním oxidem křemičitým, žáruvzdornými keramickými vlákny odolávajícími teplotám 800 až 1 500 °C, škrobem a síranem hlinitým, vyznačující se tím, že obsahuje 80 až 140 hmot, dílů 5¾ vodného roztoku koloidního oxidu křemičitého, 40 až 80 hmot, dílů žáruvzdorných keramických vláken, 2 až 15 hmot, dílů škrobu a 2 až 10 hmot, dílů 10¾ · vodného roztoku síranu hlinitého, přičemž celkový obsah těchto složek ve vodné suspenzi je 0,1 až 5 ¾ hmot, koncentrace.