EA013188B1

EA013188B1 - Способ изготовления керамических литейных форм

Info

Publication number: EA013188B1
Application number: EA200802048A
Authority: EA
Inventors: Пол Паттилло; Питер Хогланд; Дэвид Смит
Original assignee: Везувиус Крусибл Компани
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2010-02-26
Also published as: TW200740579A; EA200802048A1; ZA200808408B; AR060146A1; JP2009531271A; EP2010464A1; WO2007126895A1

Abstract

Настоящее изобретение имеет отношение к изготовлению керамических литейных форм. Способ включает в себя пропитку керамической ткани глинистой суспензией, обертывание ткани вокруг формы и выдержу раствора до его затвердевания. Способ дополнительно включает в себя удаление формы.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение имеет отношение к изготовлению литейных форм или моделей, предназначенных для формования фасонных огнеупорных изделий.

Предпосылки создания изобретения

В металлургической промышленности расплавленный металл разливают или транспортируют при помощи огнеупорных изделий. Эти изделия, такие как индукторы, ковши и прочие каналы, состоят из огнеупорных материалов.

Различные огнеупорные фасонные изделия формуются с использованием литейных форм или моделей общеизвестным в данной области техники способом. Формы, как правило, состоят из таких материалов, как папье-маше, дерево или металл. Огнеупорный материал укладывают вокруг формы, придавая материалу требуемую форму. Затем материал формы должен быть удален из этой футеровки либо во время нагрева, либо до нагрева, которому подвергается огнеупор, поскольку он не является огнеупорным материалом и не может выдержать высокие температуры. Во многих случаях удалить форму очень трудно из-за ее сложной конфигурации или из-за других ограничений. Если форма может оставаться на месте постоянно, то данная проблема снимается.

В некоторых случаях, например, при обработке расплавленного цинка или алюминия, используемые в настоящее время огнеупорные материалы имеют тенденцию к образованию в них трещин. Неэластичность рабочей поверхности этих огнеупорных материалов может явиться причиной возникновения и распространения трещин.

Одно из предложенных решений данной проблемы заключается в изготовлении керамической литейной формы методом шликерного литья. Однако такие формы хрупки и сложны в изготовлении.

Было бы полезно, если бы литейная форма или модель была сформована из материала, работающего при температурах использования огнеупорных фасонных изделий.

Краткое изложение сущности изобретения

Настоящее изобретение имеет отношение к способу изготовления керамических литейных форм. Способ включает в себя пропитку керамической ткани глинистой суспензией, обертывание ткани вокруг модели или укладывание ткани на модель, а также выдержку раствора до его затвердевания. Кроме того, данный способ включает в себя извлечение формы. Однако для определенных геометрических форм низкотемпературный формообразующий элемент может быть оставлен на месте, если его присутствие не влияет отрицательно на применение керамической формы.

Подробное описание изобретения

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения способ формования керамической литейной формы включает в себя пропитку керамической ткани глинистой суспензией. Раствор заполняет промежутки в переплетении нитей ткани. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения керамическая ткань является лентой из керамической ткани шириной примерно от 1 дюйма (2,5 см) до 2 дюймов (5 см). Такая ширина позволяет легко манипулировать лентой. Однако можно использовать ленту из керамической ткани любой приемлемой ширины. Тканевая лента пропитывается раствором путем замачивания ленты в указанной глинистой суспензии. Пропитка может быть выполнена при атмосферном давлении или в условиях вакуума, под давлением или при сочетании вакуума и давления для интенсификации проникновения раствора в ткань. Керамическая ткань может содержать, например, оксид кремния или хрома.

Раствор содержит любой подходящий материал, который затвердевает после сушки и может выдерживать температуры, связанные с применением огнеупорного изделия. Предпочтительно, используется раствор с цементной связкой, хотя может быть использована любая подходящая связующая система. Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения глинистая суспензия является глиноземно-хромовым раствором, армированным кремнеземным волокном.

Согласно настоящему изобретению в состав указанного раствора могут входить огнеупорная обожженная известь (например, МиЬСОЛ 60), оксид алюминия, двуокись кремния и двуокись титана, кальцинированный глинозем, цемент, глина (например, глина Μ&Ό, высокопластичная шаровидная глина или другая, содержащая монтмориллонит глина), тонкоизмельченный кремнезем, дефлокулянт (например, фосфатный дефлокулянт ΒϋΌΙΡυΚ. 8Н), коллоидный кремнезем, оксид хрома, кианит, вода, кварцевое волокно, карбид кремния, уголь, цирконий, оксид циркония, магний и другие металлы.

После того как лента из керамической ткани пропитается раствором, ее обматывают вокруг формы или укладывают на форму, выполненную так, чтобы получить надлежащую геометрическую форму соответствующей поверхности готовой огнеупорной детали. Форма может быть изготовлена из материала, который можно будет удалить после изготовления огнеупорной детали, например, путем выжигания этой формы. В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения литейная форма изготавливается из пенополистирола, хотя можно использовать для этого любой подходящий материал.

После того как пропитанная раствором лента будет наложена на форму или обернута вокруг формы, производится сушка пропитанной ленты. После высушивания она образует пластичную композитную матрицу из армированной волокном керамики, которая выдерживает высокие температуры, устой

- 1 013188 чива к растрескиванию и к коррозии. Благодаря пластичности изделие в соответствии с настоящим изобретением, используемое на рабочей поверхности при обработке расплавленных металлов, таких как цинк или алюминий, действует в качестве барьера, препятствующего развитию трещин.

После того как лента из керамической ткани будет просушена, форма может быть удалена из керамической модели. Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в котором используется литейная форма из пенополистирола, данная форма может быть удалена путем нагрева керамической модели и формы до тех пор, пока форма выгорит внутри керамической модели Зола, может быть удалена в последующем обычными средствами. Для удаления соответствующих материалов, из которых изготовлена форма, могут также быть использованы химические растворители.

В схематичном варианте осуществления настоящего изобретения форма может быть плоской поверхностью, так что изготовленная модель представляет собой панель, имеющую плоскую поверхность.

Был изготовлен образец раствора из огнеупорного материала, имеющий следующий состав:

М1Л.СОА 6О-2ООМ 18,98%

Кальцинированный глинозём 6,33%

Цемент 8,86%

Глина Μ&ϋ 0,79%

Тонкоизмельчённый кремнезём ЕПсет 3,16%

Дефлокулянт ВиОГРИК 8Н 0,16%

Коллоидный кремнезём 4,74%

Оксид хрома 3,16%

Кианит-100т 12,65%

Вода 6,17%

Кварцевое волокно 35,00%

Лента ЯеГгакП была вымочена в глинистой суспензии и обернута вокруг формы из пенополистирола. Форма была выполнена в виде петли индуктора. Раствор был подвергнут воздушной сушке. И наконец, форма была обложена огнеупорным материалом, и был произведен предварительный нагрев материала, во время которого выгорела форма, изготовленная из пенополистирола. Раствор может также быть изготовлен в соответствии с вышеприведенными пропорциями, но без оксида хрома.

Очевидно, что возможны многочисленные изменения и варианты осуществления настоящего изобретения. Поэтому следует понимать, что в рамках нижеследующей формулы настоящее изобретение может быть реализовано иначе, чем указано конкретно в его описании. В то время как изобретение было описано применительно к определенным вариантам его осуществления, обычным специалистам в данной области техники будут очевидны различные варианты, изменения настоящего изобретения и дополнения к нему. Все такие варианты, изменения и дополнения считаются охваченными областью действия настоящего патента, который ограничен только прилагаемой формулой изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ формования керамической литейной формы, включающий в себя пропитку керамической ткани глинистой суспензией, обертывание ткани вокруг формы и выдержку раствора до его затвердевания.
2. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя удаление формы из литейной формы.
3. Способ по п.1, в котором глинистая суспензия содержит цемент.
4. Способ по п.1, в котором глинистая суспензия содержит глинозем.
5. Способ по п.1, в котором глинистая суспензия содержит оксид хрома.
6. Способ по п.1, в котором глинистая суспензия содержит кремнеземное волокно.
7. Способ по п.1, в котором форма содержит пенополистирол.
8. Способ по п.1, в котором форма удаляется из литейной формы путем нагрева.
9. Способ по п.1, в котором глинистая суспензия содержит обожженную известь, цемент, глину, тонкоизмельченный кремнезем, дефлокулянт, коллоидный кремнезем, оксид хрома, кианит, воду и кремнеземное волокно.

- 2 013188
10. Способ по п.1, в котором керамическая ткань содержит кремнезем.
11. Способ по п.1, в котором керамическая ткань содержит оксид хрома.
12. Способ формования керамической литейной формы, включающий в себя пропитку керамической ткани глинистой суспензией, укладку ткани на форму и выдержку раствора до его затвердевания.
13. Способ по п.12, дополнительно включающий в себя удаление формы из литейной формы.
14. Способ по п.12, в котором форма содержит панель с плоской поверхностью.