RU2033881C1

RU2033881C1 - Antiburning material for molding sands

Info

Publication number: RU2033881C1
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Топлов; Николай Николаевич Варава; Леонид Андреевич Большаков; Юрий Дмитриевич Кузьмин; Альберт Михайлович Цыбулевский; Петр Моисеевич Пак; Валерий Сергеевич Алексеев; Геннадий Иванович Марков; Лев Иосифович Ефимов
Original assignee: Мариупольский металлургический институт
Priority date: 1989-09-13
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1995-04-30

Abstract

FIELD: foundry practice. SUBSTANCE: antiburning material is constituted by the product of heat treatment of solid municipal waste or the product of burning of heavy fractions of natural gas, containing, wt.-%: carbon, 97.0-99.0; volatile substances, 0.4-2.0; water, 0.02-0.6; ash, the balance. The antiburning material of this composition is produced in installations for heat treatment of solid municipal waste or on pyrolysis installations in the form of dense or powder-like coke particles with a density of 1200-1900 kg/cu m. The material is introduced into molding sands in the form of particles not larger than 1.0 mm. The material is chemically inert with relation to all binders and is well compatible, without entering any chemical reactions. EFFECT: improved composition of antiburning material. 4 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности для изготовления формовочных и стержневых смесей, преимущественно при производстве чугунного литья. The invention relates to foundry, in particular for the manufacture of molding and core mixtures, mainly in the production of iron castings.

Известно применение в формовочных смесях в качестве противопригарного материала угля каменного [1] Из-за большого содержания в нем летучих веществ (более 30% ) и большой термоокислительной способности каменный уголь нельзя использовать в составе высокоогнеупорных, неспекаемых, легковыбиваемых стержневых и формовочных смесей. Большое содержание летучих веществ и высокая термоокислительная способность каменного угля приводит к образованию газовых раковин в отливках, изготовляемых с внутренними трудновентилируемыми стержнями. It is known that coal is used as a non-stick material in molding mixtures [1] Due to the high content of volatile substances in it (more than 30%) and the high thermal oxidizing ability, coal cannot be used as part of highly refractory, unsintered, easily punctured core and molding mixtures. The high content of volatile substances and the high thermal oxidizing ability of coal leads to the formation of gas shells in castings manufactured with internal hardly vented rods.

Известно использование в составе песчано-бентонитовых смесей каменноугольного пека [2]
Однако пеки содержат 3-4% бензопирена, являющегося канцерогеном, что ухудшает санитарно-гигиенические условия труда. Пеки обладают высокой термоокислительной способностью и газотворностью, что не позволяет их использовать для приготовления холоднотвердеющих и горячетвердеющих смесей для стержней, используемых без тепловой сушки.Known use in the composition of sand-bentonite mixtures of coal tar pitch [2]
However, Peks contain 3-4% benzopyrene, which is a carcinogen, which worsens the sanitary and hygienic working conditions. Peks have a high thermal oxidizing ability and gas production, which does not allow them to be used for the preparation of cold-hardening and hot-hardening mixtures for rods used without heat drying.

Наиболее близким по существу и достигаемому результату является противопригарный материал для формовочной смеси, содержащий в своем составе, мас. каменноугольная пыль Основа ингибитор окисления 3,0-15,0
Применение ингибиторов окисления в сочетании с каменноугольной пылью, хотя и позволяет уменьшить газотворную способность некоторых формовочных смесей, не дает возможность использовать этот углеродсодержащий противопригарный материал в составе жидкостекольных смесей различного типа (пластичных и жидких, отверждаемых феррохромовым шлаком или другими материалами, содержащими двухкальциевый силикат; сыпучих, отверждаемых тепловой сушкой или сложными эфирами) и других смесей со связующими с основными свойствами, вследствие ухудшения реологических и технологических свойств или невозможности приготовления смесей при введении кислотной технологической добавки. Кроме того, высокое содержание золы, серы и относительно низкое содержание углерода в вышеуказанном противопригарном материале не позволяют получить эффективные противопригарные краски, пасты для получения толстостенных чугунных отливок без пригара.The closest to the essence and the achieved result is a non-stick material for the molding mixture, containing in its composition, wt. coal dust base oxidation inhibitor 3.0-15.0
The use of oxidation inhibitors in combination with coal dust, although it can reduce the gas-generating capacity of some molding mixtures, does not make it possible to use this carbon-containing non-stick material in various types of liquid glass mixtures (plastic and liquid, cured with ferrochrome slag or other materials containing dicalcium silicate; granular cured by heat drying or esters) and other mixtures with binders with basic properties due to deterioration eologicheskih and processing properties or the inability when administered compounding acid processing aid. In addition, the high content of ash, sulfur and relatively low carbon content in the above non-stick material do not allow to obtain effective non-stick paints, pastes for thick-walled cast iron castings without burning.

Технический результат от реализации изобретения снижение газотворной способности, повышение химической инертности формовочных, стержневых смесей, противопригарных покрытий, улучшение их противопригарных свойств и чистоты поверхности отливок, а также расширение сортамента противопригарных материалов для литейного производства. The technical result from the implementation of the invention is a decrease in gas-generating ability, an increase in the chemical inertness of molding, core mixtures, non-stick coatings, an improvement in their non-stick properties and surface cleanliness of castings, as well as an extension of the assortment of non-stick materials for foundry production.

В качестве противопригарного материала используется продукт термической переработки твердых бытовых отходов или продукт сжигания тяжелых фракций природного газа состава, мас. Углерод 97,00-99,00 Летучие 0,40-2,00 Вода 0,02-0,60 Зола Остальное
При этом продукт термообработки твердых бытовых отходов имеет состав, мас. Углерод 97,0-99,0 Летучие 0,4-2,0 Вода 0,05-0,5 Зола Остальное Сера Нет
Его получают в установках для термической обработки твердых бытовых отходов или на пиролизных установках в виде плотных или порошкообразных коксовых частиц плотностью 1200-1900 кг/м³. Поставляются в закрытой таре в порошкообразном виде или кусках.As a non-stick material, the product of thermal processing of municipal solid waste or the product of burning heavy fractions of natural gas of the composition, wt. Carbon 97.00-99.00 Volatile 0.40-2.00 Water 0.02-0.60 Ash Other
In this case, the heat treatment product of municipal solid waste has a composition, wt. Carbon 97.0-99.0 Volatile 0.4-2.0 Water 0.05-0.5 Ash Other Sulfur No
It is obtained in plants for the thermal treatment of municipal solid waste or in pyrolysis plants in the form of dense or powdery coke particles with a density of 1200-1900 kg / m ³ . Delivered in closed containers in powder form or in pieces.

Содержание золы в продукте (до 2,75%) в 29,0-75,0 раз меньше, чем в каменноугольной пыли (59,9-73,4%); содержание летучих веществ (до 2,0%) в 10-15 раз меньше, чем в каменноугольной пыли; сера отсутствует, тогда как в каменноугольной пыли ее содержание 0,6-1,1% При температуре 600^оС стойкость продукта к окислению в 8-10 раз выше, чем противопригарного материала по прототипу каменноугольной пыли с ортофосфорной кислотой. Незначительное содержание летучих веществ обуславливает резкое снижение газотворной способности формовочных смесей по сравнению с прототипом каменноугольной пыли с ингибитором окисления. Углеродсодержащий материал по изобретению характеризуется низкой газотворной способностью, повышенной химической инертностью. Со всеми связующими материалами (бентонит, глины различных марок, групп, сортов и классов, технические лигносульфонаты, жидкое стекло, декстрин, патока и пр.) он химически инертен и хорошо совмещается, не вступая в химическое взаимодействие, не изменяет при этом практически рН композиций.The ash content in the product (up to 2.75%) is 29.0-75.0 times less than in coal dust (59.9-73.4%); the content of volatile substances (up to 2.0%) is 10-15 times less than in coal dust; Sulfur is absent, whereas coal dust its content 0.6-1.1% At 600 ^{° C} the oxidation resistance of the product is 8-10 times higher than nonstick material prototype coal dust with orthophosphoric acid. An insignificant content of volatile substances causes a sharp decrease in the gas-generating capacity of the molding compounds in comparison with the prototype of coal dust with an oxidation inhibitor. The carbon-containing material according to the invention is characterized by low gassing ability, increased chemical inertness. With all binding materials (bentonite, clays of various grades, groups, grades and classes, technical lignosulfonates, water glass, dextrin, molasses, etc.), it is chemically inert and combines well without chemical interaction, and does not practically change the pH of the compositions .

Он также хорошо совмещается с другими противопригарными материалами: порошкообразным дистен-силлиманитом, пылевидным кварцем, порошкообразным цирконовым концентратом, графитом, коксом и др. огнеупорными материалами. It also combines well with other non-stick materials: powdered distene-sillimanite, pulverized silica, powdered zircon concentrate, graphite, coke and other refractory materials.

В состав формовочных и стержневых смесей вводятся в молотом виде с размером частиц не более 1,0 мм. The composition of the molding and core mixtures are introduced in a ground form with a particle size of not more than 1.0 mm.

В табл.1 приведены составы единых формовочных смесей с добавкой противопригарного материала по изобретению и каменноугольной пыли с ингибитором окисления фосфорной кислотой (2). Table 1 shows the compositions of a single molding mixture with the addition of non-stick material according to the invention and coal dust with a phosphoric acid oxidation inhibitor (2).

В табл.2 приведены технологические свойства смесей с указанными материалами, определенные по стандартным методикам. Из таблиц следует, что газотворная способность смесей по изобретению в 1,6 раза меньше, чем аналогичной смеси с добавкой каменноугольной пыли с ингибитором окисления. Относительная величина трудозатрат для очистки отливок от приставшего слоя смеси так же ниже (балл 2), чем при добавке каменноугольной пыли с ингибитором окисления (балл 3). В табл.3 приведены составы самотвердеющих смесей. В табл. 4 приведены технологические свойства смесей с вышеуказанными материалами, определенные по стандартным и специальным методикам. Текучесть жидкой самотвердеющей смеси оценивается по глубине погружения конического пластометра СтройЦНИЛ массой 300 г. Выбиваемость смесей оценивается работой разрушения образцов смеси диаметром 50 мм и высотой 30 мм, заключенных в гильзу, на лабораторном копре после их нагрева до температуры 1000^оС. Газотворная способность смесей оценивается по ГОСТ 23.409.12-78.Table 2 shows the technological properties of mixtures with these materials, determined by standard methods. From the tables it follows that the gas-generating capacity of the mixtures according to the invention is 1.6 times less than that of a similar mixture with the addition of coal dust with an oxidation inhibitor. The relative amount of labor for cleaning castings from the adhering layer of the mixture is also lower (score 2) than with the addition of coal dust with an oxidation inhibitor (score 3). Table 3 shows the compositions of self-hardening mixtures. In the table. 4 shows the technological properties of mixtures with the above materials, determined by standard and special methods. The flowability of the liquid mixture is measured at the self-hardening depth of immersion of the conical rheometer StroyTsNIL weighing 300 g Vybivaemost mixtures estimated work fracture mixture samples 50 mm in diameter and 30 mm in height, made in the sleeve, on a laboratory copra after heating to a temperature of 1000 ^C. Gazotvornaya ability mixtures evaluated according to GOST 23.409.12-78.

Таким образом, противопригарный материал такого состава является пригодным для противопригарных красок и противопригарных смесей различного состава. Thus, a non-stick material of this composition is suitable for non-stick paints and non-stick mixtures of various compositions.

Claims

Nonstick material for molding mixtures, containing a carbon-containing substance, characterized in that as the carbon-containing substance it contains the product of thermal processing of solid household waste or the product of burning heavy fractions of natural gas, and they contain carbon, volatile, water and ash in the ratio, wt.

Carbon 97.0 99.0
Volatile 0.4 2.0
Water 0.02 0.6
Ash rest