RU2799463C1 - Высокотемпературостойкая система и способ ее приготовления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области литейного производства. Высокотемпературостойкая литейная система содержит соединенные литейные элементы, включающие литниковую чашу (1), стояк (2), фильтрующий элемент (6), тройник (3), горизонтальный канал (4), редукционное колено (5). Стояк (2) соединен с нижним концом литниковой чаши (1) и другим концом – с одним концом фильтрующего элемента (6). Другим концом фильтрующий элемент (6) соединен с тройником (3), соединенным с двух других сторон с входным участком горизонтального канала (4). Конец выходного участка горизонтального канала (4) соединен с редукционным коленом (5). Литейные элементы выполнены из композиции, содержащей, мас. %: огнестойкие волокна – 41-51, силикатные волокна – 40-51, связующее – 5-19. Обеспечивается высокотемпературостойкость литейной системы, подходящая для литья жидкого чугуна с температурой 1500-1750°С. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к области литья и, в частности, относится к высокотемпературостойкой литейной системе и способу ее производства.

Уровень техники

Литейная промышленность является базовой отраслью машиностроения, литье в машиностроении занимает очень важное место, технология литья является одной из основных технологий для устойчивого развития национальной экономики, является источником материалов для машиностроительной продукции. Согласно информации, в 2015 году в Китае насчитывалось 22000 литейных предприятий, которые обеспечили для всех отраслей народного хозяйства 25 млн тонн литья. Репутация маркировки продукции "Сделано в Китае" за рубежом стимулирует бурное развитие машиностроительной промышленности, в связи с большими размерами и весом отливки, сложными формами и высокими техническими требованиями к изделию, для обеспечения качества продукции необходимо отлить высокотемпературный жидкий чугун или высокотемпературную жидкую сталь путем установки высокотемпературостойких литейных элементов, которые должны выдерживать поток высокотемпературного жидкого металла в течение длительного времени и, таким образом, должны обладать высокой термостойкостью.

В настоящее время подавляющее большинство литейных предприятий в Китае используют традиционные керамические огнестойкие литейные элементы, причем применяют метод соединения указанных элементов с помощью стыковки, что может привести к утечке и повлиять на качество отливок, а в результате серьезной утечки будут отбракованы отливки, которые являются дорогостоящими, тяжелыми и сложными для утилизации.

В связи с этим предлагается настоящее изобретение.

Сущность изобретения

Для решения проблемы низкой термостойкости компонентов литейной системы, известной из предшествующего уровня техники, предложено настоящее изобретение с обеспечением высокотемпературостойкой литейной системы и способа ее производства.

Настоящее изобретение реализуется в соответствии со следующим техническим решением.

Высокотемпературостойкая литейная система содержит соединенные литейные элементы, включающие литниковую чашу, стояк, соединенный с нижним концом указанной литниковой чаши, и, другим своим концом, соединенный с одним концом фильтрующего элемента, при этом другим концом фильтрующий элемент соединен с тройником, соединенным с двух других сторон с входным участком горизонтального канала, конец выходного участка которого соединен с редукционным коленом. Кроме того, указанные литейные элементы выполнены из комбинации, включающей следующие компоненты, мас. %:

огнестойкие волокна

41-51

силикатные волокна	40-51
связующее	5-19

В соответствии с частными случаями осуществления, изобретение может иметь следующие особенности.

Указанный фильтрующий элемент содержит две фильтрующие коробки, соединенные путем вставки, и фильтрующую сетку. Причем одна из фильтрующих коробок соединена со стояком, а другая с тройником. При этом фильтрующая сетка расположена в месте соединения упомянутых двух коробок и обращена к сквозному отверстию стояка.

Указанные литейные элементы выполнены из комбинации, включающей следующие компоненты, мас. %:

огнестойкие волокна	41-51
силикатные волокна	40-51
связующее	5-19

Указанные огнестойкие волокна получены путем смешивания бумажных волокон, углеродных волокон и асбеста в массовом соотношении (1-15):(20-35):(10-15).

Неорганическое силикатное натриевое связующее представляет собой композицию, содержащую силикаты натрия, муллит, графит и нормальный электрокорунд.

Другой задачей настоящего изобретения является способ изготовления высокоогнеупорной литниковой системы, который включает следующие этапы:

(1) этап составления, на котором после успешного прохождения осмотра, в смеситель добавляют огнестойкие волокна, силикатные волокна и связующее в указанном массовом соотношении и перемешивают с образованием комбинации;

(2) этап разбавления, на котором к полученной комбинации добавляют воду до массовой концентрации 10/1000 с образованием разбавленной суспензии;

(3) этап формовки, на котором формуют формовочной машиной полученную разбавленную суспензию с образованием влажной заготовки литейного элемента;

(4) этап сушки, на котором помещают полученную влажную заготовку литейного элемента в сушильную камеру и сушат циркулирующим горячим воздухом, а затем выпаривают и обезвоживают до содержания влаги 50-70% с образованием заготовки литейного элемента;

(5) этап профилирования, на котором помещают полученную заготовку литейного элемента в профилировщик и подвергают горячему прессованию для профилирования;

(6) этап обрезки и осмотра, на котором удаляют облой с полученной профилированной заготовки литейного элемента, при этом осматривают поштучно полученные профилированные заготовки литейных элементов и собирают их с получением высокоогнеупорной литниковой системы.

Положительные эффекты настоящего изобретения:

(1) Сырье, используемое в высокотемпературостойких литейных элементах, произведенных, в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой волокнистые продукты, из которых бумажные волокна, углеродные волокна и силикатные волокна, используемые в определенном соотношении и способе приготовления, обеспечивают то, что изготовленные литейные элементы обладают превосходной высокотемпературостойкостью и способны обеспечить беспрепятственное прохождение высокотемпературного жидкого чугуна 1500-1750 градусов при использовании в литейной системе.

(2) В связующее, используемое в настоящем изобретении, не добавляются такие компоненты, как органические смолы, что позволяет избежать недостатков, заключающихся в том, что органические смолы легко стареют в условиях высокой температуры и выделяют раздражающие токсичные газы, а используются неорганические материалы, такие как экологически чистые и высокотемпературостойкие материалы, в частности, нормальный электрокорунд и графит, причем графит позволяет повысить устойчивость к высокой температуре литейного элемента, а нормальный электрокорунд имеет небольшую теплопроводность, что оказывает теплоизоляционное действие на графит и улучшает теплоизоляционные характеристики литейного элемента. Кроме того, нормальный электрокорунд обладает функцией предотвращения окисления графита и может использоваться в комбинации с силикатами натрия для улучшения связующего эффекта и повышения прочности литейного элемента, а также обладает энергосберегающими и экологически чистым характеристиками, что позволяет сократить количество отходящего газа и шлака литейного завода более чем на 90%; в то же время, он может улучшить качество отливок и увеличить выход годной продукции отливок на 5%-8%, что способствует качественному развитию экологичного литья в Китае и вносит больший вклад.

Описание чертежей

Фиг. 1 - схематическое изображение высокотемпературостойкой литейной системы, в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 2 - схематическое изображение сборки фильтрующего элемента, в соответствии с настоящим изобретением.

На иллюстрации обозначены следующие элементы: 1 - литниковая чаша; 2 - стояк; 3 - тройник; 4 - горизонтальный канал; 5 - колено; 6 - фильтрующий элемент.

Конкретные способы осуществления изобретения

Далее, настоящее изобретение более подробно описано с помощью прилагаемых чертежей и конкретных вариантов осуществления.

Как показано на Фиг. 1, высокотемпературостойкая литейная система, состоит из литейных элементов, соединенных следующим образом: литниковая чаша 1 и стояк 2, соединенный с нижним концом указанной литниковой чаши 1, другой конец указанного стояка 2 соединен с одним концом фильтрующего элемента 6, другой конец указанного фильтрующего элемента 6 соединен с тройником 3, отверстия с обеих сторон указанного тройника 3 соединены с одним концом входного участка горизонтального канала 4, конец выходного участка указанного горизонтального канала 4 соединен с редукционным коленом 5.

Как показано на Фиг. 2, указанный фильтрующий элемент 6 состоит из двух соединенных путем вставки фильтрующих коробок 61 и фильтрующей сетки 62, причем одна из фильтрующих коробок 61 соединена со стояком 2, а другая фильтрующая коробка 61 - с указанным тройником 3, причем указанная фильтрующая сетка 62 расположена в месте соединения указанных двух фильтрующих коробок 61 и обращена к сквозному отверстию стояка 2.

Вариант осуществления 1

(1) Составление: добавляют огнестойкие волокна, силикатные волокна и связующее после успешного прохождения осмотра в смеситель в массовом соотношении 45%:45%:10% и перемешивают с образованием комбинации;

указанные огнестойкие волокна получают путем смешивания бумажных волокон, углеродных волокон и асбеста в массовом соотношении 10:25:10;

указанное связующее представляет собой смесь из 60% силикатов натрия, 10% муллита, 5% графита и 25% нормального электрокорунда.

(2) Разбавление: добавляют воду к вышеуказанной комбинации и разбавляют до массовой концентрации 10/1000 с образованием разбавленной суспензии;

(3) Формование: формуют формовочной машиной литниковой чаши вышеуказанную разбавленную суспензию с образованием влажной заготовки литейного элемента (литниковой чаши 1);

(4) Сушка: помещают вышеупомянутую влажную заготовку литейного элемента (литниковой чаши 1) в сушильную камеру и сушат циркулирующим горячим воздухом, а затем выпаривают и обезвоживают до содержания влаги 50-70% с образованием заготовки литейного элемента (литниковой чаши 1);

(5) Профилирование: помещают вышеупомянутую заготовку литейного элемента (литниковой чаши 1) в профилировщик и подвергают горячему прессованию для профилирования;

(6) Обрезка и осмотр: удаляют облой с вышеуказанной профилированной заготовки литейного элемента (литниковой чаши 1), при этом осматривают изделия поштучно, которые станут готовыми элементами после успешного прохождения осмотра.

Остальные литейные элементы, стояк 2, тройник 3, горизонтальный канал 4, колено 5 и фильтрующий элемент 6, изготавливают тем же способом, при этом выход годной продукции каждого литейного элемента увеличивается на 5-8%.

Испытания показали, что литейные элементы, полученные в варианте осуществления 1, при использовании в высокотемпературостойкой литейной системе, в соответствии с настоящим изобретением, могут обеспечить беспрепятственное прохождение чугуна 1750 градусов.

Вариант осуществления 2

(1) Составление: добавляют огнестойкие волокна, силикатные волокна и связующее после успешного прохождения осмотра в смеситель в массовом соотношении 41%:51%:8% и перемешивают с образованием комбинации;

указанные огнестойкие волокна получают путем смешивания бумажных волокон, углеродных волокон и асбеста в массовом соотношении 2:25:15;

указанное связующее представляет собой смесь из 60% силикатов натрия, 10% муллита, 5% графита и 25% нормального электрокорунда;

(2) Разбавление: добавляют воду к вышеуказанной комбинации и разбавляют до массовой концентрации 10/1000 с образованием разбавленной суспензии;

(3) Формовка: формуют формовочной машиной литейного трубчатого канала вышеуказанную разбавленную суспензию с образованием влажной заготовки литейного элемента (литниковой чаши 1);

(4) Сушка: помещают вышеупомянутую влажную заготовку литейного элемента (литниковой чаши 1) в сушильную камеру и сушат циркулирующим горячим воздухом, а затем выпаривают и обезвоживают до содержания влаги 50-70% с образованием заготовки литейного элемента (литниковой чаши 1);

(5) Профилирование: помещают вышеупомянутую заготовку литейного элемента (литниковой чаши 1) в профилировщик и подвергают горячему прессованию для профилирования;

(6) Обрезка и осмотр: удаляют облой с вышеуказанной профилированной заготовки литейного элемента (литниковой чаши 1), при этом осматривают изделия поштучно, которые станут готовыми элементами после успешного прохождения осмотра.

Остальные литейные элементы, стояк 2, тройник 3, горизонтальный канал 4, колено 5 и фильтрующий элемент 6, изготавливают тем же способом, при этом выход годной продукции каждого литейного элемента увеличивается на 5-8%.

Испытания показали, что литейные элементы, полученные в варианте осуществления 2, при использовании в высокотемпературостойкой литейной системе, в соответствии с настоящим изобретением, могут обеспечить беспрепятственное прохождение чугуна 1650 градусов.

Сравнительный вариант 1

Отличие от варианта осуществления 1 состоит в том, что исключают нормальный электрокорунд из связующего в варианте осуществления 1, относительные массовые доли других компонентов остаются такими же, и способ производства такой же, как в варианте осуществления 1.

Испытания показали, что каждый литейный элемент, полученный в сравнительном варианте 1, при использовании в высокотемпературостойкой литейной системе, в соответствии с настоящим изобретением, сильно деформирован и недостаточно устойчив к высоким температурам при прохождении жидкого чугуна 1500 градусов.

Сравнительный вариант 2

Отличие от варианта осуществления 1 состоит в том, что исключают графит из связующего в варианте осуществления 1, относительные массовые доли других компонентов остаются такими же, и способ приготовления такой же, как в варианте осуществления 1.

Испытания показали, что каждый литейный элемент, полученный в сравнительном варианте 2, при использовании в высокотемпературостойкой литейной системе, в соответствии с настоящим изобретением, сильно деформирован и недостаточно устойчив к высоким температурам при прохождении жидкого чугуна 1500 градусов.

Следует понимать, что специалистами в данной области техники могут быть сделаны улучшения или изменения, в соответствии с приведенным выше описанием, и все эти улучшения и изменения должны подпадать под объем охраны прилагаемой формулы настоящего изобретения.

Claims (14)

1. Высокотемпературостойкая литейная система, содержащая соединенные литейные элементы, включающие литниковую чашу (1), стояк (2), соединенный с нижним концом указанной литниковой чаши (1) и другим своим концом соединенный с одним концом фильтрующего элемента (6), при этом другим концом фильтрующий элемент (6) соединен с тройником (3), соединенным с двух других сторон с входным участком горизонтального канала (4), конец выходного участка которого соединен с редукционным коленом (5), при этом указанные литейные элементы выполнены из комбинации, включающей следующие компоненты, мас. %:

огнестойкие волокна 41-51 силикатные волокна 40-51 связующее 5-19

2. Литейная система по п. 1, отличающаяся тем, что указанный фильтрующий элемент (6) содержит две фильтрующие коробки (61), соединенные путем вставки, и фильтрующую сетку (62), причем одна из фильтрующих коробок (61) соединена со стояком, а другая (61) – с тройником (3), при этом фильтрующая сетка (62) расположена в месте соединения упомянутых двух коробок (61) и обращена к сквозному отверстию стояка (2).

3. Литейная система по п. 1, отличающаяся тем, что указанные литейные элементы выполнены из комбинации, включающей следующие компоненты, мас. %:

огнестойкие волокна 41-51 силикатные волокна 40-51 связующее 5-19

4. Литейная система по одному из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что указанные огнестойкие волокна получены путем смешивания бумажных волокон, углеродных волокон и асбеста в массовом соотношении (1-15):(20-35):(10-15).

5. Литейная система по п. 1, отличающаяся тем, что неорганическое силикатное натриевое связующее представляет собой композицию, содержащую силикаты натрия, муллит, графит и нормальный электрокорунд.

6. Способ изготовления высокотемпературостойкой литейной системы по любому из пп. 1-5, включающий следующие этапы:

(1) этап составления, на котором после успешного прохождения осмотра, в смеситель добавляют огнестойкие волокна, силикатные волокна и связующее в указанном массовом соотношении и перемешивают с образованием комбинации;

(2) этап разбавления, на котором к полученной комбинации добавляют воду до массовой концентрации 10/1000 с образованием разбавленной суспензии;

(3) этап формовки, на котором формуют формовочной машиной полученную разбавленную суспензию с образованием влажной заготовки литейного элемента;

(4) этап сушки, на котором помещают полученную влажную заготовку литейного элемента в сушильную камеру и сушат циркулирующим горячим воздухом, а затем выпаривают и обезвоживают до содержания влаги 50-70% с образованием заготовки литейного элемента;

(5) этап профилирования, на котором помещают полученную заготовку литейного элемента в профилировщик и подвергают горячему прессованию для профилирования;

(6) этап обрезки и осмотра, на котором удаляют облой с полученной профилированной заготовки литейного элемента, при этом осматривают поштучно полученные профилированные заготовки литейных элементов и собирают их с получением высокотемпературостойкой литейной системы.

Images