RU2032487C1

RU2032487C1 - Moulding sand for obtaining castings

Info

Publication number: RU2032487C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Александрович Курганов; Александр Васильевич Степаненко; Аркадий Павлович Семик; Владимир Владимирович Артемьев; Юрий Васильевич Климов; Евгений Николаевич Черкаев; Валерий Викторович Дудник; Владимир Борисович Морозов; Юрий Юрьевич Зозуля; Михаил Михайлович Юдин; Валентин Николаевич Нетреба; Леонид Назарович Дронов; Михаил Назарович Чилий; Михаил Кириллович Дадонов
Original assignee: Макеевский металлургический комбинат им.С.М.Кирова
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: founding industry. SUBSTANCE: moulding sand has wt.-%: milled chamotte 64.4-87.4; ashes 4.6-27.6; technical lignosulfonates - the rest. The ashes has the molting point 1250-1350 C and is close to the refractory filler. Ceramic strengthening of the mould is exercised at the expense of melting the ashes during casting the mould with metal. EFFECT: enhanced strength characteristics of the moulding sand at the temperature of the cast metal. 2 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству, а именно к формовочным и стержневым смесям, используемым при получении стальных и чугунных отливок с толщиной стенок до 500 мм. The invention relates to foundry, namely to molding and core mixtures used in the preparation of steel and cast iron castings with wall thicknesses up to 500 mm.

Известны формовочные смеси, где в качестве огнеупорного наполнителя используется молотый шамот, а в качестве связующего жидкое стекло, лигносульфонаты и др. [1 и 2] Недостатком этих смесей является низкая прочность при температуре заливаемого металла. Molding mixtures are known where ground chamotte is used as a refractory filler, and liquid glass, lignosulfonates, etc. are used as a binder. [1 and 2] The disadvantage of these mixtures is the low strength at the temperature of the cast metal.

Известно, что смеси имеют повышенные прочностные свойства при высоких температурах [3] на основе молотого шамота, при тех же связующих, и в состав которых дополнительно введена огнеупорная глина в количестве 5-10% Однако повышение прочности таких смесей наблюдается при прогреве до 800^оС. При дальнейшем повышении температуры происходит постепенное разупрочнение смеси до полной потери прочности при температуре заливаемого металла. Это приводит к образованию поверхностных дефектов типа "ужимина" и "засор" и др.It is known that the mixtures have enhanced strength properties at high temperatures [3] on the basis of ground chamotte, with the same binder, and in which additionally introduced fire clay in an amount of 5-10%, however, the increase in strength of such mixtures is observed during heating up to 800 ^C. With a further increase in temperature, the mixture gradually softens to a complete loss of strength at the temperature of the metal being poured. This leads to the formation of surface defects such as "squeeze" and "blockage", etc.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является состав формовочной смеси, используемой для получения стального литья и содержащей, мас. Шамотный порошок 90 Глина огнеупорная 10 Вода 6-9 [4]
Технический результат формовочной смеси по изобретению состоит в повышении прочностных свойств смеси за счет снижения объемных изменений благодаря образованию сростков-мостиков в результате оплавления золы-уноса при контакте смеси с заливаемым металлом.The closest in technical essence and the achieved result to the invention is the composition of the molding mixture used to obtain steel casting and containing, by weight. Fireclay powder 90 Clay refractory 10 Water 6-9 [4]
The technical result of the molding mixture according to the invention is to increase the strength properties of the mixture by reducing volumetric changes due to the formation of splices-bridges as a result of melting fly ash when the mixture is in contact with the metal being poured.

Сущность изобретения заключается в том, что смесь содержит следующие ингредиенты в соотношении, мас. The essence of the invention lies in the fact that the mixture contains the following ingredients in the ratio, wt.

Шамотный порошок 64,4-87,4 Зола-унос ТЭЦ 4,6-27,6
Лигносульфонаты технические Остальное
Химический состав золы-уноса ТЭЦ приведен в табл. 1.Fireclay powder 64.4-87.4 Fly ash CHP 4.6-27.6
Technical lignosulfonates
The chemical composition of fly ash of thermal power plants is given in table. 1.

Т а б л и ц а 1
Гранулометрический состав золы-уноса ТЭЦ приведен в табл. 2.Table 1
The granulometric composition of the fly ash of the TPP is given in table. 2.

Как видно из данных табл. 1 и 2, добавка золы-уноса ТЭЦ представляет собой мелкодисперсное вещество, близкое по своему химическому составу огнеупорному наполнителю. Температура плавления уносов золы ТЭЦ колеблется в пределах 1250-1350^оС.As can be seen from the data table. 1 and 2, the additive of fly ash of the TPP is a finely dispersed substance, similar in its chemical composition to a refractory filler. The melting point of fly ash of the TPP ranges from 1250-1350 ^about C.

При заливке литейной формы расплавленным металлом слой формы из смеси известного состава, в котором под действием теплоты заливаемого металла прошли термодеструкционные процессы, полностью теряет свою прочность. Причем, чем больше толщина стенки отливки (т.е. чем длительнее тепловое воздействие), тем большей толщины будет разупрочненный слой. В случае введения в состав смеси добавки уноса золы ТЭЦ происходят оплавление частичек добавки за счет теплоты заливаемого металла и образование "сростков"-мостиков, т.е. происходит керамическое упрочнение формы. В этом случае упрочненный (керамизированный) слой будет тем больше, чем больше время теплового воздействия на форму со стороны заливаемого металла. Таким образом, при введении в состав формовочной смеси добавки золы-уноса ТЭЦ происходит керамизация слоя формы под воздействием теплоты заливаемого металла. When pouring a mold with molten metal, the mold layer from a mixture of known composition, in which thermo-destruction processes have passed under the influence of the heat of the cast metal, completely loses its strength. Moreover, the greater the wall thickness of the casting (i.e., the longer the heat exposure), the greater the thickness of the softened layer. In the case of the introduction of the additive of fly ash of the thermal power station into the mixture, the particles of the additive are melted due to the heat of the metal being poured and the formation of “splices” of bridges, i.e. ceramic hardening of the mold occurs. In this case, the hardened (ceramicized) layer will be the greater, the longer the time of thermal action on the mold from the side of the poured metal. Thus, upon the introduction of the additive of fly ash of the thermal power station into the composition of the molding mixture, the mold layer becomes ceramicized under the influence of the heat of the poured metal.

Были исследованы формовочные смеси следующих составов, мас. Molding mixtures of the following compositions were investigated, wt.

П р и м е р 1(а) (прототип). Шамот молотый 92,0; связующее 8,0. PRI me R 1 (a) (prototype). Ground fireclay 92.0; binder 8.0.

П р и м е р 1(б) (по изобретению) Шамот молотый 89,24; УЗ ТЭЦ 2,76;связующее (лигносульфонаты технические) 8,0. PRI me R 1 (b) (according to the invention) Chamotte ground 89.24; UZ TPP 2.76; binder (technical lignosulfonates) 8.0.

П р и м е р 2. Шамот молотый 87,4; УЗ ТЭЦ 4,6; связующее 8,0. PRI me R 2. Chamotte ground 87.4; UZ TPP 4.6; binder 8.0.

П р и м е р 3. Шамот молотый 86,48; УЗ ТЭЦ 5,52; Связующее 8,0. PRI me R 3. Chamotte ground 86.48; UZ TPP 5.52; Binder 8.0.

П р и м е р 4. Шамот молотый 64,4; УЗ ТЭЦ 27,6; связующее 8,0. PRI me R 4. Chamotte ground 64.4; UZ CHP 27.6; binder 8.0.

П р и м е р 5. Шамот молотый 55,2; УЗ ТЭЦ 36,8; связующее 8,0. PRI me R 5. Chamotte ground 55.2; UZ CHPP 36.8; binder 8.0.

Прочностные свойства формовочных смесей (МПа) составов при 1300^оС составляют соответственно 0,01; 0,05; 0,12; 0,03; 0,007.The strength properties of the molding sand (MPa) of the compositions at 1300 ^about With are respectively 0.01; 0.05; 0.12; 0.03; 0.007.

Оптимальным количеством является состав формовочной смеси с содержанием золы-уноса ТЭЦ 4,6-27,6 мас. Введение золы менее 4,6 мас. не дает положительного эффекта, а при увеличении свыше 27,6 мас. происходит снижение прочности смеси при температуре заливаемого металла из-за образования в формовочной смеси большого количества жидкой фазы. В качестве связующего смеси из применяемых в настоящее время в литейном производстве предпочтительно использовать связующее на основе технических лигносульфонатов (ЛСТ)ТУ 13-0281036-05-89) или КЛС (ТУ 13-7308001-670-84). The optimal amount is the composition of the molding mixture with the content of fly ash TPP 4.6-27.6 wt. The introduction of ash less than 4.6 wt. does not give a positive effect, but with an increase of over 27.6 wt. there is a decrease in the strength of the mixture at the temperature of the poured metal due to the formation of a large amount of liquid phase in the molding sand. It is preferable to use a binder based on technical lignosulfonates (LST) TU 13-0281036-05-89) or KLS (TU 13-7308001-670-84) as a binder mixture from those currently used in foundry.

Эти связующие достаточно дешевые, недефицитные, экологически наиболее чистые, обеспечивают хороший отпечаток формы и минимальную остаточную прочность после заливки. These binders are quite cheap, non-deficient, environmentally friendly, provide a good imprint of the form and minimal residual strength after pouring.

Смесь такого состава дает возможность получать качественные массивные чугунные и стальные отливки (массой до 30 т) большой толщиной (до 500 мм) стенки и смесь может быть использована для формирования литникового хода сифонной проводки при разливке стали, взамен сифонного припаса, изготовленного из формованных огнеупоров. A mixture of this composition makes it possible to obtain high-quality massive cast-iron and steel castings (weighing up to 30 tons) with a large wall thickness (up to 500 mm) and the mixture can be used to form the gate run of the siphon wiring during steel casting, instead of a siphon stock made from molded refractories.

Claims

FORMING MIXTURE FOR PREPARING CASTINGS, containing chamotte powder as a refractory filler and a binder, characterized in that it additionally contains fly ash from the thermal power station, and technical lignosulfonates as a binder in the following ratio of components, wt.

Fireclay powder 64.0 87.4
Fly ash TPP 4.6 27.6
Technical lignosulfonates