RU2754730C1 - Method for producing a heat insulation insert - Google Patents

Method for producing a heat insulation insert Download PDF

Info

Publication number
RU2754730C1
RU2754730C1 RU2020127400A RU2020127400A RU2754730C1 RU 2754730 C1 RU2754730 C1 RU 2754730C1 RU 2020127400 A RU2020127400 A RU 2020127400A RU 2020127400 A RU2020127400 A RU 2020127400A RU 2754730 C1 RU2754730 C1 RU 2754730C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mold
hydromass
insert
binder
chill
Prior art date
Application number
RU2020127400A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владиславович Ческин
Original Assignee
Индивидуальный Предприниматель Ческин Сергей Владиславович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Индивидуальный Предприниматель Ческин Сергей Владиславович filed Critical Индивидуальный Предприниматель Ческин Сергей Владиславович
Priority to RU2020127400A priority Critical patent/RU2754730C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2754730C1 publication Critical patent/RU2754730C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/06Ingot moulds or their manufacture
    • B22D7/10Hot tops therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method for producing a heat insulation insert of a chill mould includes vacuum moulding said insert from a fibrous material and a binder. A heat insulation insert is made, containing a flanged part with a recess for installation of the siphon of the casting bowl in the process of casting metal from the casting bowl into the chill mould and a circular heat insulation part, with an outer diameter of 45 to 790 mm, an inner diameter of 30 to 730 mm, and a height of 50 to 500 mm. A mould is assembled, containing a body and an inner part, placed over the inner surface whereof is a mesh frame. A hydromass is made, containing, wt.%: mullite silica fibre - 1.5 to 3.0, binder - 0.1 to 0.25, hardener - 0.25 to 0.7, water the rest. The hydromass is sent to a moulding tank whereto the mould is submerged, and vacuum moulding is performed, distributing the hydromass over the mesh frame, the mould is removed and dried at 80 to 140°C for 8 to 24 hours.
EFFECT: splashing of molten metal is prevented due to the secure fixation of the insert in the chill mould and the tightness of casting.
1 cl, 2 dwg, 5 ex

Description

Заявляемое изобретение относится к металлургии, а именно к способам изготовления изотермических изоляционных вставок литниковых систем.The claimed invention relates to metallurgy, and in particular to methods of manufacturing isothermal insulating inserts for gating systems.

Известен аналог вкладыш в описании изобретения к авторскому свидетельству № 389878, МПК В22D 7/10, по заявке № 1629809/22-2 от 02.III.1971, опубл. в бюл. № 30 от 11.VII.1973, выполненный по форме стенки изложницы или прибыльной надставки, где в нижней части вкладыша выполнен уступ, образующий зазор между стенкой изложницы и вкладышем, при этом высота уступа составляет 75-150 мм, а его ширина 8-15 мм.Known analogue insert in the description of the invention to the inventor's certificate No. 389878, IPC B22D 7/10, on application No. 1629809 / 22-2 dated 02.III.1971, publ. in bul. No. 30 of 11.VII.1973, made in the form of a mold wall or a profitable extension, where a step is made in the lower part of the insert, which forms a gap between the mold wall and the insert, while the height of the step is 75-150 mm, and its width is 8-15 mm.

Недостатки: не достаточно обеспечивает надежную фиксацию изделия в кокиле, поэтому не исключает смещение вкладыша с места во время разливки, что влечет за собой дополнительную обрезь слитка, не обеспечивает герметичность разливки и полностью не исключает разбрызгивание расплавленного металла.Disadvantages: it does not sufficiently ensure reliable fixation of the product in the chill mold, therefore, it does not exclude the liner displacement from its place during casting, which entails additional ingot trimming, does not ensure the tightness of the casting and does not completely exclude the splashing of molten metal.

Известен наиболее близкий аналог утеплительная вставка в описании изобретения к авторскому свидетельству № 1472174, МПК В22D7/10, по заявке № 4217602 от 25.03.87, опубл. в бюл. № 14 от 15.04.89. преимущественно из волокон огнеупоров на термопластичной связке, форма которой соответствует цилиндрической изложницы и образует в нижней части со стенкой изложницы зазор, нижняя часть вставки выполнена в виде усеченного конуса, высота которого составляет 0,3-0,5 высоты вставки, нижняя часть вставки наклонена относительно стенки изложницы под углом 10-15 градусов.Known closest analogue insulation insert in the description of the invention to the copyright certificate No. 1472174, IPC B22D7 / 10, on application No. 4217602 from 25.03.87, publ. in bul. No. 14 dated 04/15/89. predominantly of refractory fibers on a thermoplastic bond, the shape of which corresponds to a cylindrical mold and forms a gap in the lower part with the mold wall, the lower part of the insert is made in the form of a truncated cone, the height of which is 0.3-0.5 of the insert height, the lower part of the insert is inclined relative to mold walls at an angle of 10-15 degrees.

Недостатки: не достаточно обеспечивает надежную фиксацию изделия в кокиле, поэтому не исключает смещение вкладыша с места во время разливки, что влечет за собой дополнительную обрезь слитка, не обеспечивает герметичность разливки и полностью не исключает разбрызгивание расплавленного металла.Disadvantages: it does not sufficiently ensure reliable fixation of the product in the chill mold, therefore, it does not exclude the liner displacement from its place during casting, which entails additional ingot trimming, does not ensure the tightness of the casting and does not completely exclude the splashing of molten metal.

Технический результат: создание изделия из теплоизолирующего материала, геометрические параметры которого обеспечивают надежную фиксацию изделия в кокиле, что исключает дополнительную обрезь слитка, герметичность разливки и полностью предотвращает разбрызгивание расплавленного металла.EFFECT: creation of a product from a heat-insulating material, the geometric parameters of which ensure reliable fixation of the product in the chill mold, which excludes additional ingot trimming, casting tightness and completely prevents splashing of molten metal.

Технический результат в способе изготовления утеплительной вставки кокиля, содержащей фланцевую часть с выемкой для установки сифона разливочной чаши во время разливки металла из разливочной чаши в кокиль и круглую теплоизоляционную часть, с внешним диаметром 45-790 мм, внутренним диаметром 30-730 мм и высотой 50-500 мм, включающий ее формование из волокнистого материала и связующего, достигается за счет того, что осуществляют вакуумное формование, перед которым собирают пресс-форму, содержащую корпус и внутреннюю часть, повторяющую контур и размеры утеплительной вставки, по внутренней поверхности которой размещен сетчатый каркас с диаметром отверстий, равным, по крайней мере 0,1 мм, и изготавливают гидромассу, содержащую муллитокремнезёмистое волокно, связующее, отвердитель и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The technical result in a method for manufacturing an insulating chill insert containing a flange part with a recess for installing a pouring bowl siphon during pouring metal from a pouring bowl into a chill mold and a round heat-insulating part, with an outer diameter of 45-790 mm, an inner diameter of 30-730 mm and a height of 50 -500 mm, including its molding from a fibrous material and a binder, is achieved due to the fact that vacuum molding is carried out, in front of which a mold is assembled containing a body and an inner part that repeats the contour and dimensions of an insulating insert, on the inner surface of which a mesh frame is placed with a hole diameter equal to at least 0.1 mm, and a hydromass is produced containing mullite-silica fiber, a binder, a hardener and water in the following ratio of ingredients, wt%:

муллитокремнезёмистое волокноmullite-silica fiber 1,5-3,01.5-3.0 связующееbinder 0,1-0,250.1-0.25 отвердительhardener 0,25-0,70.25-0.7 водаwater остальноеrest

изготовленную гидромассу направляют в формовочную ёмкость, в которую погружают пресс-форму и осуществляют вакуумное формование с равномерным распределением гидромассы по сетчатому каркасу, вынимают пресс-форму из формовочной ёмкости и осуществляют сушку при температуре 80-140°С в течение 8-24 часов.the produced hydromass is sent to the molding container, into which the mold is immersed and vacuum molding is carried out with uniform distribution of the hydromass over the mesh frame, the mold is removed from the molding container and drying is carried out at a temperature of 80-140 ° C for 8-24 hours.

Технический результат достигается за счет оптимального и сбалансированного по набору ингредиентов и оптимального объемного содержания ингредиентов, за счет оптимального значения времени, температуры. Отклонение в любую сторону от указанных значений ингредиентов приводит к снижению технического результата.The technical result is achieved due to an optimal and balanced set of ingredients and an optimal volumetric content of ingredients, due to the optimal value of time and temperature. A deviation in any direction from the indicated values of the ingredients leads to a decrease in the technical result.

Полученная заявленным способом вставка состоит из фланцевой части, которая помогает надежно удерживаться изделию в кокиле и одновременно выполняет роль теплоизоляционной прокладки между разливочной чашей и кокилем, выемки для разливочного сифона на чаше, который предохраняет от разбрызгивания расплавленного металла, круглая теплоизоляционная, находящаяся в кокиле и утепляющей прибыльную часть слитка. Фланцевая часть помогает удерживать изделие в кокиле и одновременно выполняет роль теплоизоляционной прокладки между разливочной чашей и кокилем, устраняет разбрызгивание, потери металла, обеспечивая сохранение температуры расплава, что приведет к сохранению физико-механические свойства слитка. Фланцевая часть исключает смещение утеплительной вставки во время разливки металла, сохраняя минимальный размер обрези готового слитка.The insert obtained by the claimed method consists of a flange part, which helps to securely hold the product in the chill mold and at the same time plays the role of a heat-insulating gasket between the pouring bowl and the chill mold, a recess for the pouring siphon on the bowl, which protects against splashing of molten metal, a round thermal insulation located in the chill mold and insulating profitable part of the ingot. The flange part helps to keep the product in the chill mold and at the same time acts as a heat-insulating gasket between the pouring cup and the chill mold, eliminates spatter, metal losses, maintaining the melt temperature, which will lead to the preservation of the physical and mechanical properties of the ingot. The flange part eliminates the displacement of the insulation insert during metal casting, maintaining the minimum size of the finished ingot trim.

Имеет внешний диаметр 45-790 мм, внутренний диаметром 30-730 мм, высоту 50-500 мм, температуру применения 1200°С -1600°С. It has an outer diameter of 45-790 mm, an inner diameter of 30-730 mm, a height of 50-500 mm, an application temperature of 1200 ° C -1600 ° C.

Фланцевая часть помогает удерживаться изделию в кокиле, а также служит прокладкой между кокилем и литейной чашей.The flange part helps to hold the product in the chill mold, and also serves as a gasket between the chill mold and the casting bowl.

Форма выемки соответствует геометрическим параметрам разливочного сифона литейной чаши.The shape of the recess corresponds to the geometric parameters of the pouring siphon of the casting bowl.

Форма втулки соответствует форме и размерам кокиля и утепляет прибыльную часть слитка.The shape of the sleeve corresponds to the shape and dimensions of the chill mold and insulates the profitable part of the ingot.

Из уровня техники не выявлены технические решения, содержащие, признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого способа, поэтому заявляемый способ отвечает критерию изобретательского уровня.From the prior art, no technical solutions have been identified containing features that coincide with the distinctive features of the proposed method, therefore, the proposed method meets the criterion of inventive step.

Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое техническое решение новым.The presence of essential features distinguishing from the prototype makes it possible to recognize the proposed technical solution as new.

Возможность осуществления заявляемого изобретения в промышленности позволяет признать его соответствующим критерию промышленной применимости.The possibility of implementing the claimed invention in industry allows us to recognize it as corresponding to the criterion of industrial applicability.

Сущность заявляемого устройства пояснена следующими чертежами: The essence of the claimed device is illustrated by the following drawings:

на фиг. 1- показана утеплительная втулка, вид сбоку; in fig. 1- shows an insulating sleeve, side view;

на фиг. 2 - показана утеплительная втулка вид, сверху.in fig. 2 - the insulating sleeve is shown, top view.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.The inventive method is carried out as follows.

Собирают пресс-форму для изготовления вставки, которая представляет собой металлическую пресс-форму, состоящую из корпуса, внутренней части, повторяющую контур и размеры изделия – утеплительной вставки. Конструкция пресс-формы разработана для изготовления утеплительных вставок методом «вакуумного формования», используя откачивание вакуумным насосом водного раствора из внутренней полости формы. A mold is assembled for the manufacture of an insert, which is a metal mold, consisting of a body, an inner part, repeating the contour and dimensions of the product - an insulation insert. The design of the mold is designed for the manufacture of insulation inserts by the "vacuum forming" method, using a vacuum pump pumping out an aqueous solution from the inner cavity of the mold.

Для этого из металлической сетки с диаметром отверстий равным, как минимум 0,1 мм изготавливают каркас, выполненный в соответствии с геометрической формой утеплительной вставки. При значении меньше 0,1мм будет не достаточное вакуумирование, при значении больше 1мм муллитокремнезёмистое волокно будет забиваться в перфорацию формы и затруднять снятие вставки с формы. Сетку размещают по внутренней поверхности пресс-формы. For this, a frame is made from a metal mesh with a hole diameter of at least 0.1 mm, made in accordance with the geometric shape of the insulation insert. If the value is less than 0.1 mm, there will be insufficient evacuation, if the value is more than 1 mm, the mullite-silica fiber will clog into the perforation of the mold and make it difficult to remove the insert from the mold. The mesh is placed on the inner surface of the mold.

Данный каркас позволяет равномерно формировать внутреннюю и внешнюю поверхность изделия, с точными геометрическими параметрами вставки, не прибегая к стадии доработки на токарно-шлифовальных станках. This frame allows you to uniformly form the inner and outer surfaces of the product, with precise geometric parameters of the insert, without resorting to the stage of revision on turning and grinding machines.

Конструкция пресс-формы разработана для изготовления утеплительных вставок методом «вакуумного формования». Что в свою очередь позволяет получить образцы с точными геометрическими параметрами, не прибегая к стадии доработки на токарно-шлифовальных станках. The design of the mold is designed for the manufacture of insulation inserts by the "vacuum forming" method. This, in turn, makes it possible to obtain samples with exact geometric parameters without resorting to the stage of revision on turning and grinding machines.

Затем приготавливают гидромассу. Для приготовления гидромассы используют смесители с приводными мешалками. Все емкости изготовлены из нержавеющей стали, для предотвращения коррозии и загрязнения смеси посторонними ингредиентами. Гидромасса содержит муллитокремнезёмистое волокно, связующее, отвердитель, воду при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: Then the hydromass is prepared. Mixers with driven mixers are used to prepare the hydromass. All containers are made of stainless steel to prevent corrosion and contamination of the mixture with foreign ingredients. Hydromass contains mullite-silica fiber, binder, hardener, water with the following ratio of ingredients, wt. %:

муллитокремнезёмистое волокноmullite-silica fiber 1,5-3,01.5-3.0 связующееbinder 0,1-0,250.1-0.25 отвердительhardener 0,25-0,70.25-0.7 водаwater остальноеrest

Муллитокремнезёмистое волокно измельчают в специальной дробилке. Длина волокна позволяет варьировать кажущуюся плотность изделия от 250-600 кг/м3. Для формовки используют водопроводную воду со значением pH 6,0-8,0. Отбор проб воды совершают перед началом работы. В случае несоответствия показателей, добавляют кальцинированную соду. Для исключения микробиологическое воздействие на ингредиенты смеси, добавляют 0,1-0,5 % антисептика (на основе перекиси водорода) от массы воды.Mullite-silica fiber is crushed in a special crusher. The length of the fiber allows you to vary the apparent density of the product from 250-600 kg / m 3 . For molding, tap water with a pH value of 6.0-8.0 is used. Water sampling is performed before starting work. In case of discrepancy between the indicators, add soda ash. To exclude the microbiological effect on the ingredients of the mixture, add 0.1-0.5% of an antiseptic (based on hydrogen peroxide) from the mass of water.

Затем в чистые смесители заливают подготовленную воду 1/3 объема, после чего парциально загружают измельченное волокно, до полного смешения. Связующее и отвердитель вносят в последнюю очередь. Смешивание ингредиентов осуществляют до полного растворения связующего ингредиента, затем доливают оставшейся 2/3 воды. Then prepared water 1/3 of the volume is poured into clean mixers, after which the shredded fiber is partially loaded until complete mixing. Binder and hardener are added last. The ingredients are mixed until the binder is completely dissolved, then the remaining 2/3 of the water is added.

Готовая гидромасса из смесителей через гравитационный отделитель неволокнистых включений поступает в гидроакустический измельчитель, затем насосом подают в формовочную ёмкость, оснащенную перекачивающим насосом. The finished hydromass from the mixers through the gravitational separator of non-fibrous inclusions enters the hydroacoustic grinder, then is pumped into the forming tank equipped with a transfer pump.

Пресс-форму погружают в готовую гидромассу, которая представляет собой водную суспензию основного материала с добавлением связующего ингредиента и отвердителя. The mold is immersed in the finished hydromass, which is an aqueous suspension of the base material with the addition of a binding ingredient and a hardener.

Использование откачивания вакуумным насосом водного раствора из внутренней полости формы обеспечивает равномерное распределение гидромассы по металлической перфорации формы. Это позволяет равномерно формировать внутреннюю и внешнюю поверхность изделия, с точными геометрическими параметрами вставки, не прибегая к стадии доработки на токарно-шлифовальных станках The use of pumping out an aqueous solution from the inner cavity of the mold by a vacuum pump ensures uniform distribution of the hydromass over the metal perforation of the mold. This allows you to uniformly form the inner and outer surface of the product, with exact geometric parameters of the insert, without resorting to the stage of rework on turning and grinding machines.

Сформованные изделия снимают с пресс-формы и производят укладку на металлический поддон. The molded products are removed from the mold and stacked on a metal pallet.

Поддоны с изделиями устанавливают на вагонетку, которую помещают в сушильную камеру. Pallets with products are installed on a trolley, which is placed in a drying chamber.

Сушку изделий осуществляют в сушильной камере при температуре равной 80-140°С и в зависимости от геометрической формы изделия время сушки составляет 8-24 часа. При температуре менее 80°С не достигаются физико-химические свойства изделия. Свыше 140°С разлагается связующий ингредиент. Drying of products is carried out in a drying chamber at a temperature equal to 80-140 ° C and, depending on the geometric shape of the product, the drying time is 8-24 hours. At temperatures below 80 ° C, the physicochemical properties of the product are not achieved. Above 140 ° C, the binder is decomposed.

Данная температура необходима для формирования физико-химических соединений между волокном и связующим, для придания продукции необходимой механической твердости. This temperature is necessary for the formation of physicochemical bonds between the fiber and the binder, for imparting the required mechanical hardness to the product.

Массовая доля влаги изделий после сушки не должна превышать 1,0%. Изделия с влажностью более 1,0% подвергаются повторной сушке. The mass fraction of moisture of products after drying should not exceed 1.0%. Products with a moisture content of more than 1.0% are re-dried.

Полученные заявленным способом вставки состоят из 1 фланцевой части, которая помогает удерживаться изделию в кокиле и одновременно выполняет роль теплоизоляционной прокладки между разливочной чашей и кокилем, выемки 2 для разливочного сифона на чаше, который предохраняет от попадания воздуха во время разливки, круглая теплоизоляционная часть 3, находящаяся в кокиле и утепляющей прибыльную часть слитка. The inserts obtained by the claimed method consist of 1 flange part, which helps to hold the product in the chill mold and at the same time serves as a heat-insulating gasket between the pouring bowl and the chill mold, a recess 2 for a pouring siphon on the bowl, which prevents air from entering during pouring, a round heat-insulating part 3, located in the chill mold and insulating the profitable part of the ingot.

Фланцевая часть 1 помогает удерживать изделию в кокиле и одновременно выполняет роль теплоизоляционной прокладки между разливочной чашей и кокилем, фланцевая часть 1 с выемкой 2 для разливочного сифона на чаше позволяет удерживать изделие в кокиле и одновременно выполнять роль теплоизоляционной прокладки между разливочной чашей и кокилем устраняет разбрызгивание, потери металла, уменьшает контакт с внешней средой, обеспечивая сохранение температур расплавленного металла, что приведет к сохранению физико-механических свойств слитка. Форма выемки 2 соответствует геометрическим параметрам разливочного сифона на чаше. The flange part 1 helps to keep the product in the chill mold and at the same time acts as a heat-insulating gasket between the pouring bowl and the chill mold, the flange part 1 with a recess 2 for the pouring siphon on the bowl allows you to keep the product in the chill mold and at the same time acts as a heat-insulating gasket between the pouring bowl and the chill mold eliminates splashing, loss of metal, reduces contact with the external environment, ensuring the preservation of the temperatures of the molten metal, which will lead to the preservation of the physical and mechanical properties of the ingot. The shape of the recess 2 corresponds to the geometric parameters of the pouring siphon on the bowl.

Пример 1Example 1

Собирают пресс-форму для изготовления вставки, которая представляет собой металлическую пресс-форму, состоящую из корпуса, внутренней части, повторяющую контур и размеры изделия – утеплительной вставки. Конструкция пресс-формы разработана для изготовления утеплительных вставок методом «вакуумного формования», используя откачивание вакуумным насосом водного раствора из внутренней полости формы. A mold is assembled for the manufacture of an insert, which is a metal mold, consisting of a body, an inner part, repeating the contour and dimensions of the product - an insulation insert. The design of the mold is designed for the manufacture of insulation inserts by the "vacuum forming" method, using a vacuum pump pumping out an aqueous solution from the inner cavity of the mold.

Для этого из металлической сетки с диаметром отверстий равным, как минимум 0,1 мм изготавливают каркас, выполненный в соответствии с геометрической формой утеплительной вставки. При значении меньше 0,1мм будет не достаточное вакуумирование, при значении больше 1мм муллитокремнезёмистое волокно будет забиваться в перфорацию формы и затруднять снятие вставки с формы. Сетку размещают по внутренней поверхности пресс-формы. For this, a frame is made from a metal mesh with a hole diameter of at least 0.1 mm, made in accordance with the geometric shape of the insulation insert. If the value is less than 0.1 mm, there will be insufficient evacuation, if the value is more than 1 mm, the mullite-silica fiber will clog into the perforation of the mold and make it difficult to remove the insert from the mold. The mesh is placed on the inner surface of the mold.

Данный каркас позволяет равномерно формировать внутреннюю и внешнюю поверхность изделия, с точными геометрическими параметрами вставки, не прибегая к стадии доработки на токарно-шлифовальных станках. This frame allows you to uniformly form the inner and outer surfaces of the product, with precise geometric parameters of the insert, without resorting to the stage of revision on turning and grinding machines.

Конструкция пресс-формы разработана для изготовления утеплительных вставок методом «вакуумного формования». Что в свою очередь позволяет получить образцы с точными геометрическими параметрами, не прибегая к стадии доработки на токарно-шлифовальных станках. The design of the mold is designed for the manufacture of insulation inserts by the "vacuum forming" method. This, in turn, makes it possible to obtain samples with exact geometric parameters without resorting to the stage of revision on turning and grinding machines.

Затем приготавливают гидромассу. Для приготовления гидромассы используют смесители с приводными мешалками. Все емкости изготовлены из нержавеющей стали, для предотвращения коррозии и загрязнения смеси посторонними ингредиентами. Гидромасса содержит муллитокремнезёмистое волокно, связующее, отвердитель, воду при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: Then the hydromass is prepared. Mixers with driven mixers are used to prepare the hydromass. All containers are made of stainless steel to prevent corrosion and contamination of the mixture with foreign ingredients. Hydromass contains mullite-silica fiber, binder, hardener, water with the following ratio of ingredients, wt. %:

муллитокремнезёмистое волокноmullite-silica fiber 1,5 1.5 связующееbinder 0,1 0.1 отвердительhardener 0,250.25 водаwater остальноеrest

Муллитокремнезёмистое волокно измельчают в специальной дробилке. Длина волокна позволяет варьировать кажущуюся плотность изделия от 250-600 кг/м3. Для формовки используют водопроводную воду со значением pH 6,0-8,0. Отбор проб воды совершают перед началом работы. В случае несоответствия показателей, добавляют кальцинированную соду. Для исключения микробиологическое воздействие на ингредиенты смеси, добавляют 0,1-0,5 % антисептика (на основе перекиси водорода) от массы воды. Затем в чистые смесители заливают подготовленную воду 1/3 объема, после чего парциально загружают измельченное волокно, до полного смешения. Связующее и отвердитель вносят в последнюю очередь. Смешивание ингредиентов осуществляют до полного растворения связующего ингредиента, затем доливают оставшейся 2/3 воды. Готовая гидромасса из смесителей через гравитационный отделитель неволокнистых включений поступает в гидроакустический измельчитель, затем насосом подают в формовочную ёмкость, оснащенную перекачивающим насосом. Пресс-форму погружают в готовую гидромассу, которая представляет собой водную суспензию основного материала с добавлением связующего ингредиента и отвердителя.Mullite-silica fiber is crushed in a special crusher. The length of the fiber allows you to vary the apparent density of the product from 250-600 kg / m 3 . For molding, tap water with a pH value of 6.0-8.0 is used. Water sampling is performed before starting work. In case of discrepancy between the indicators, add soda ash. To exclude the microbiological effect on the ingredients of the mixture, add 0.1-0.5% of an antiseptic (based on hydrogen peroxide) from the mass of water. Then prepared water 1/3 of the volume is poured into clean mixers, after which the shredded fiber is partially loaded, until complete mixing. Binder and hardener are added last. The ingredients are mixed until the binder is completely dissolved, then the remaining 2/3 of the water is added. The finished hydromass from the mixers through the gravitational separator of non-fibrous inclusions enters the hydroacoustic grinder, then is pumped into the forming tank equipped with a transfer pump. The mold is immersed in the finished hydromass, which is an aqueous suspension of the base material with the addition of a binding ingredient and a hardener.

Использование откачивания вакуумным насосом водного раствора из внутренней полости формы обеспечивает равномерное распределение гидромассы по металлической перфорации формы. Это позволяет равномерно формировать внутреннюю и внешнюю поверхность изделия, с точными геометрическими параметрами вставки, не прибегая к стадии доработки на токарно-шлифовальных станках. The use of pumping out an aqueous solution from the inner cavity of the mold by a vacuum pump ensures uniform distribution of the hydromass over the metal perforation of the mold. This allows you to uniformly form the inner and outer surfaces of the product, with exact geometric parameters of the insert, without resorting to the stage of reworking on turning and grinding machines.

Сформованные изделия снимают с пресс-формы и производят укладку на металлический поддон. Поддоны с изделиями устанавливают на вагонетку, которую помещают в сушильную камеру. Сушку изделий осуществляют в сушильной камере при температуре равной 80-140°С и в зависимости от геометрической формы изделия время сушки составляет 8-24 часа. При температуре менее 80°С не достигаются физико-химические свойства изделия. Свыше 140°С разлагается связующий ингредиент. Данная температура необходима для формирования физико-химических соединений между волокном и связующим, для придания продукции необходимой механической твердости.The molded products are removed from the mold and stacked on a metal pallet. Pallets with products are installed on a trolley, which is placed in a drying chamber. Drying of products is carried out in a drying chamber at a temperature equal to 80-140 ° C and, depending on the geometric shape of the product, the drying time is 8-24 hours. At temperatures below 80 ° C, the physicochemical properties of the product are not achieved. Above 140 ° C, the binder is decomposed. This temperature is necessary for the formation of physicochemical bonds between the fiber and the binder, for imparting the required mechanical hardness to the product.

Массовая доля влаги изделий после сушки не должна превышать 1,0%. Изделия с влажностью более 1,0% подвергаются повторной сушке.The mass fraction of moisture of products after drying should not exceed 1.0%. Products with a moisture content of more than 1.0% are re-dried.

Полученные заявленным способом вставки состоят из 1 фланцевой части, которая помогает удерживаться изделию в кокиле и одновременно выполняет роль теплоизоляционной прокладки между разливочной чашей и кокилем, выемки 2 для разливочного сифона на чаше, который предохраняет от попадания воздуха во время разливки, круглая теплоизоляционная часть 3, находящаяся в кокиле и утепляющей прибыльную часть слитка. The inserts obtained by the claimed method consist of 1 flange part, which helps to hold the product in the chill mold and at the same time serves as a heat-insulating gasket between the pouring bowl and the chill mold, a recess 2 for a pouring siphon on the bowl, which prevents air from entering during pouring, a round heat-insulating part 3, located in the chill mold and insulating the profitable part of the ingot.

Фланцевая часть 1 помогает удерживать изделию в кокиле и одновременно выполняет роль теплоизоляционной прокладки между разливочной чашей и кокилем, фланцевая часть 1 с выемкой 2 для разливочного сифона на чаше позволяет удерживать изделие в кокиле и одновременно выполнять роль теплоизоляционной прокладки между разливочной чашей и кокилем устраняет разбрызгивание, потери металла, уменьшает контакт с внешней средой, обеспечивая сохранение температур расплавленного металла, что приведет к сохранению физико-механических свойств слитка. Форма выемки 2 соответствует геометрическим параметрам разливочного сифона на чаше. The flange part 1 helps to keep the product in the chill mold and at the same time acts as a heat-insulating gasket between the pouring bowl and the chill mold, the flange part 1 with a recess 2 for the pouring siphon on the bowl allows you to keep the product in the chill mold and at the same time acts as a heat-insulating gasket between the pouring bowl and the chill mold eliminates splashing, loss of metal, reduces contact with the external environment, ensuring the preservation of the temperatures of the molten metal, which will lead to the preservation of the physical and mechanical properties of the ingot. The shape of the recess 2 corresponds to the geometric parameters of the pouring siphon on the bowl.

Пример 2. Example 2.

Заявляемый способ осуществляют по примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: The inventive method is carried out according to example 1 with the following ratio of ingredients, wt%:

муллитокремнезёмистое волокноmullite-silica fiber 3,0 3.0 связующееbinder 0,25 0.25 отвердительhardener 0,70.7 водаwater остальноеrest

Пример 3.Example 3.

Заявляемый способ осуществляют по примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: The inventive method is carried out according to example 1 with the following ratio of ingredients, wt%:

муллитокремнезёмистое волокноmullite-silica fiber 1,5 1.5 связующееbinder 0,25 0.25 отвердительhardener 00 водаwater остальноеrest

Пример 4.Example 4.

Заявляемый способ осуществляют по примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: The inventive method is carried out according to example 1 with the following ratio of ingredients, wt%:

муллитокремнезёмистое волокноmullite-silica fiber 4,5 4.5 связующееbinder 0,4 0,4 отвердительhardener 1,01.0 водаwater остальноеrest

Пример 5. Example 5.

Заявляемый способ осуществляют по примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: The inventive method is carried out according to example 1 with the following ratio of ingredients, wt. %:

муллитокремнезёмистое волокноmullite-silica fiber 1,0 1.0 связующееbinder 0,07 0.07 отвердительhardener 0,50.5 водаwater остальноеrest

Оптимальные соотношения ингредиентов, в зависимости от геометрических параметров, описаны в примерах 1, 2. При увеличении заявленных соотношений ингредиентов, пример 4, затрудняется равномерный набор гидромассы на перфорацию пресс-формы и вдвое увеличивается время приготовления гидромассы, а при уменьшении заявленных соотношений ингредиентов, пример 5, увеличивается время набора гидромассы на пресс-форму, что уменьшает производительность утеплительных вставок в смену. При исключении отвердителя из состава, пример 4, увеличивается содержание связующего ингредиента, что влечет за собой удорожание утеплительных вставок. The optimal ratios of ingredients, depending on the geometric parameters, are described in examples 1, 2. With an increase in the claimed ratios of ingredients, example 4, it becomes difficult to uniformly set the hydromass on the perforation of the mold and the preparation time of the hydromass doubles, and with a decrease in the claimed ratios of ingredients, example 5, the time of the hydromass collection on the mold increases, which reduces the productivity of the insulation inserts per shift. With the exclusion of the hardener from the composition, example 4, the content of the binding ingredient increases, which entails an increase in the cost of insulation inserts.

Для достижения технического результата, наилучшими являются примеры 1-2. Сушку изделий осуществляют в сушильной камере при температуре равной 80-140°С и в зависимости от геометрической формы изделия время сушки составляет 8-24 часа. To achieve the technical result, examples 1-2 are the best. Drying of products is carried out in a drying chamber at a temperature equal to 80-140 ° C and, depending on the geometric shape of the product, the drying time is 8-24 hours.

Использование заявляемого способа позволит создать изделие из теплоизолирующего материала, геометрические параметры которого обеспечивают надежную фиксацию изделия в кокиле, что исключает дополнительную обрезь слитка, герметичность разливки и полностью предотвращает разбрызгивание расплавленного металла. The use of the proposed method will make it possible to create a product from a heat-insulating material, the geometric parameters of which ensure reliable fixation of the product in the chill mold, which excludes additional ingot trimming, casting tightness and completely prevents splashing of molten metal.

Кроме этого, выпускаемые заявителем вставки обладают высокой технологичностью применения и позволяют повысить выход годного литья на крупных отливках до 25%, снизить металлоемкости отливки до 40%,  уменьшить технологические припуски на механическую обработку прибыльных мест отливок с 15-20 мм до 4-5 мм, сократить в несколько раз расходы металлообрабатывающего инструмента, полностью ликвидировать трудоемкость процесса огневой отрезки прибылей, обеспечивают возможность установки прибыли на любые поверхности без нарушения конфигурации отливки, повысить качество литья по снижению дефектов усадочного характера (раковины, рыхлоты, трещины), а также по неметаллическим и газовым включениям и возможность серийного изготовления утеплительных вставок по индивидуальному техническому заданию заказчика (форма и геометрические параметры утеплительных вставок в зависимости от размеров кокилей и литейных чаш для улучшения качества отливок расплавленного металла). In addition, the inserts produced by the applicant have high manufacturability and allow to increase the yield of good casting on large castings up to 25%, to reduce the metal consumption of the casting to 40%, to reduce the technological allowances for machining profitable places of castings from 15-20 mm to 4-5 mm, to reduce several times the costs of metalworking tools, completely eliminate the laboriousness of the process of firing the profits, provide the ability to install profits on any surfaces without disrupting the configuration of the casting, improve the quality of casting to reduce shrinkage defects (shells, looseness, cracks), as well as non-metallic and gas inclusions and the possibility of serial production of insulation inserts according to the customer's individual technical specifications (shape and geometric parameters of insulation inserts depending on the size of chill molds and casting bowls to improve the quality of molten metal castings).

Claims (3)

Способ изготовления утеплительной вставки кокиля, содержащей фланцевую часть с выемкой для установки сифона разливочной чаши во время разливки металла из разливочной чаши в кокиль и круглую теплоизоляционную часть, с внешним диаметром 45-790 мм, внутренним диаметром 30-730 мм и высотой 50-500 мм, включающий ее формование из волокнистого материала и связующего, отличающийся тем, что осуществляют вакуумное формование, перед которым собирают пресс-форму, содержащую корпус и внутреннюю часть, повторяющую контур и размеры утеплительной вставки, по внутренней поверхности которой размещен сетчатый каркас с диаметром отверстий, равным по крайней мере 0,1 мм, и изготавливают гидромассу, содержащую муллитокремнеземистое волокно, связующее, отвердитель и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:A method of manufacturing an insulating chill insert containing a flange part with a recess for installing a pouring bowl siphon during metal pouring from a pouring bowl into a chill mold and a round heat-insulating part, with an outer diameter of 45-790 mm, an inner diameter of 30-730 mm and a height of 50-500 mm , including its molding from a fibrous material and a binder, characterized in that vacuum molding is carried out, before which a mold is assembled containing a body and an inner part repeating the contour and dimensions of an insulating insert, on the inner surface of which a mesh frame with a hole diameter equal to at least 0.1 mm, and a hydromass is made containing mullite-silica fiber, a binder, a hardener and water in the following ratio of ingredients, wt%: муллитокремнеземистое волокноmullite-silica fiber 1,5-3,01.5-3.0 связующееbinder 0,1-0,250.1-0.25 отвердительhardener 0,25-0,70.25-0.7 водаwater остальноеrest
изготовленную гидромассу направляют в формовочную емкость, в которую погружают пресс-форму и осуществляют вакуумное формование с равномерным распределением гидромассы по сетчатому каркасу, вынимают пресс-форму из формовочной емкости и осуществляют сушку при температуре 80-140°С в течение 8-24 часов.the produced hydromass is directed into the molding container, into which the mold is immersed and vacuum molding is carried out with uniform distribution of the hydromass over the mesh frame, the mold is removed from the molding container and drying is carried out at a temperature of 80-140 ° C for 8-24 hours.
RU2020127400A 2020-08-17 2020-08-17 Method for producing a heat insulation insert RU2754730C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127400A RU2754730C1 (en) 2020-08-17 2020-08-17 Method for producing a heat insulation insert

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127400A RU2754730C1 (en) 2020-08-17 2020-08-17 Method for producing a heat insulation insert

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754730C1 true RU2754730C1 (en) 2021-09-06

Family

ID=77669991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020127400A RU2754730C1 (en) 2020-08-17 2020-08-17 Method for producing a heat insulation insert

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754730C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1583618B1 (en) * 1963-12-31 1971-08-26 Doittau Produits Metallurg PROCESS FOR MANUFACTURING COMPOSITE PANELS FROM EXOTHERMAL AND INSULATING LAYERS FOR BLOCK HEAD CLADDING
GB1329306A (en) * 1971-09-23 1973-09-05 Union Carbide Uk Ltd Refractory insulating bodies
SU584965A1 (en) * 1976-08-16 1977-12-25 Научно-Исследовательский Институт Специальных Способов Литья (Ниисл) Mixture for thermal insulation of risers
SU764840A1 (en) * 1978-04-03 1980-09-23 Предприятие П/Я В-8173 Composition for making heat-insulating inserts for ingot moulds
SU1369860A1 (en) * 1985-05-13 1988-01-30 Магнитогорский металлургический комбинат им.В.И.Ленина Method of producing heat-insulating inserts
SU1472174A1 (en) * 1987-03-25 1989-04-15 Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности Heating insert

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1583618B1 (en) * 1963-12-31 1971-08-26 Doittau Produits Metallurg PROCESS FOR MANUFACTURING COMPOSITE PANELS FROM EXOTHERMAL AND INSULATING LAYERS FOR BLOCK HEAD CLADDING
GB1329306A (en) * 1971-09-23 1973-09-05 Union Carbide Uk Ltd Refractory insulating bodies
SU584965A1 (en) * 1976-08-16 1977-12-25 Научно-Исследовательский Институт Специальных Способов Литья (Ниисл) Mixture for thermal insulation of risers
SU764840A1 (en) * 1978-04-03 1980-09-23 Предприятие П/Я В-8173 Composition for making heat-insulating inserts for ingot moulds
SU1369860A1 (en) * 1985-05-13 1988-01-30 Магнитогорский металлургический комбинат им.В.И.Ленина Method of producing heat-insulating inserts
SU1472174A1 (en) * 1987-03-25 1989-04-15 Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности Heating insert

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101255002A (en) Quartz glass body, method and casting mold for manufacturing the same
KR20070078777A (en) Investment casting mold design and method for investment casting using the same
CN109530630A (en) Five spoke barrel casting molds of one kind and five spoke barrel manufacturing methods
RU2754730C1 (en) Method for producing a heat insulation insert
CN110252947B (en) Mould-free manufacturing method of dry type clay sand casting mould
US2084247A (en) Method of making chilled metal mold castings
WO2005061153A1 (en) Metal casting apparatus and method
EP0531051A2 (en) Apparatus and method for casting in graphite molds
US3123878A (en) Method of making hot tops for ingot molds
CN104043773A (en) Preparation of easily-demoulded ceramic-mould, application method and cast copper-alloy casting
CN110129626A (en) Aerial blade die-casting process
CN101417326B (en) Casting method of automobile brake drum and mold
CN112846095B (en) Casting mold for improving casting yield and machining method thereof
CN108311654B (en) Production method for preparing thick-wall metal die by centrifugal method
CN201342464Y (en) Mould for casting car brake drum
CN109093069B (en) Wax mold preparation method for precision investment casting
SU1660832A1 (en) Mould
US2052921A (en) Chilled metal mold casting
KR100893960B1 (en) Method for producing a light-alloy bearing bush with a rough external surface
SU1079340A1 (en) Method of producing patterns from expanded polystyrene
RU2792339C1 (en) Equipment for the manufacture of ceramic molds
US2084794A (en) Glass mold
CN211915492U (en) Immersion type water gap with long service life and high thermal shock resistance
DK164395B (en) LOW PRESSURE MOLDING FORM
RU2236938C1 (en) Device for molding ceramic articles

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220318

Effective date: 20220318