SU1168313A1 - Холоднотвердеюща смесь дл изготовлени литейных форм и стержней - Google Patents

Abstract

1. ХОЛОДНОТВЕРДЕЩАЯ С№СЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙ1ЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающа  огнеупорньй материал на основе кремнезема, фосфорно-кислое соединение и материал на основе окислов железа, получеимЛ в виде отхода при плавке черных неталлов , отличающа с  тем, что, с целью повьгаени  качества форм и стержней за счет снижени  их осыпаемости , смесь содержит в качестве фрсфорно-кислого соединени  воднь } раствор кальциймагнийалюмофосфата, имеющий следующий состав, мас.Х: 37,3-46,5 Фосфорный ангидрид 4,1-5,0 Оксид алюмини  1,1-1,5 Оксид магни  1,8-2,5 Оксид кальци  Остальное Вода ;а в качестве материала на основе окислов железа, полученного в виде отхода при плавке черных металлов, сйдержит металлургическую пыль - отход электростапеплавиладого производства , получаемый при обеспыливании электропечных газов, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Водтй раствор кальци1Ыагнийалю мофосфата указанного состава ;4-7. Металлургическа  пыль - отход электросталеплавильного производства, получаемой при обеспь ливаню электропечных газов2-5 Огнеупорный материал на основе кремнезема Остальное 2. Смесь ПОП.1, отличаю5 щ а   с   тем, что металлургическа  пыль - отход электросталеплааипь ого производства, пoлyчae шй при обес1Шливании электропечных газов, следующий состав, мас.%: Оксид железа (Г1) 6-15 10-15 Оксид мапш  4-8 Оксид кальци  8-10 Диоксид кремни  11-13 Оксид алюмини  О 0,6-2,0 Углерод 00 Оксид.железа (III) Остальное со 3. Снесь по п.1, отличаю&9 ща с  тем, что в качестве огнеупорного материала на основе кремнезема оиа содержит кварцевый песок и оборотную смесь на основе собственного возврата, вз тые в массовом соотношении соответственно 1:

Description

Изобретение относитс  к отрасл литейного производства, а именно холоднотвердеющим смес м ХТС дл  готовлени  литейных форм и стержн Известна ХТС дл  изготовлени  тейных форм и стержней, содержаща алюмохромфосфатную св зку, триэта амин и огнеупорный наполнитель На нове кремнезема. Данна  смесь имеет ограниченну область применени  из-за низкой т мостойкости и используетс  только дл  изготовлени  отливок из медны или алкминиевых сплавов. Известна также ХТС аналогичног назначени  на основе огнеупорного териала и св зующей системы, сост щей из металлургической пьши - от производства при выплавке черных сплавов в дуговых электропечах и ортофосфорной кислоты., Указанна  ХТС характеризуетс  соким расходом св зукщей системы 20 мас.%), а при расходе последне по нижнему пределу (5 мас.%) форм стержни обладают повышенной осыпа тью. Наиболее близкой к изобретению технической сущности и достигаемо результату  вл етс  ХТС дл  изгот лени  литейных форм и стержней сл ющего состава, мас.%: Фосфорнокислое соединение (ортофосфорна  кислота ) Материал на основё окислов железа, полз енный в виде отхода при плавке черных металлов (ваграночна  гарь продукт мокрой очистки ваграночных газов) Огнеупорный материал на основе кремнезема (кварцевый песок) Остальное При этом ваграночна  гарь имее следующий состав, мас.%: Железо2-12 Закись-окись железа30-42 Оксиды щелочноземельных металлов 8-12 Углерод(в виде кокса)16-20 Диоксидкремни  12-18 Вода6-8 Однако формы и стержни из известной смеси характеризуютс  повышенной осыпаемостью. Целью изобретени   вл етс  повышение качества форм и стержней .за счет снижени  их осыпаемости. Поставленна  цель достигаетс  тем, что холоднотвердеюща  смесь дл  изготовлени  литейных форм и стержней , включающа  огнеупорный материал на основе кремнезема, фосфорно-кислое соединение и материал на основе окислов железа, полученный в виде отхода при плавке черных металлов, содержит в качестве фосфорно-кислого соединени  водный раствор капьциймагнийалюмофосфата , имениций следующий состав, мас.%: 37,3-46,5 Фосфорный ангидрид 4,1-5,0 Оксид алюмини  1,1-1,5 Оксид магни  1,8-2,5 Оксид кальци  Остальное Вода а в качестве материала на основе окислов железа, полученного в виде отхода при плавке черных металлов, содержит металлургическую пьшь - отход электросталеплавильного производства , получаемый при обеспьшиванин электропечных газйв, при следующем соотношении ингредиентов, мас.% Водный раствор кальциймагнийалюмофосфата указан . ного состава4-7 Металлургическа  пыль - отход электросталеплавильного производства, получаемый при обеспыливании электропечных газов2-5 Огнеупорньй материал на основе кремнезема Остальное Металлургическа  пьшь - отход электросталеплавильного производства, получаемый при обеспыливании злектропечных газов, имеет следующий состав мае.%: Оксид железа (II) Оксид магни  4-8 Оксид кальци  8-10 Диоксид кремни  11-13 Оксид алюмини  0,6-2,0 Углерод Оксид железа (III) Остальное ХТС в качестве огнеупорного мате риала на основе кремнезема содержит кварцевый песок и оборотную смесь на основе собственного возврата, вз тые в массовом соотношении соответственно 1 : (О, 12-2, 14) . Отход электросталеплави.пьного про изводства образуетс  при выплавке стали в электродуговых печах, улавливаетс  электровоздушными фильтрами выбрасываетс  в отвал (примерно 2,53 ,0 тыс.т при выплавке 100,0 тыс.т стали в год) и представл ет собой мелкодисперсную пыль (удельна  поверхность 2500-3500 по прибору ПСХ-4) с влажностью 2-5%. Особенностью электросталеплавильного производства  вл етс  то, что оно содержит 14-23% оксидов щелочноземельных металлов. Наличие оксидов щелочноземельных металлов приводит к увеличению скорости отверждени  смеси , что позвол ет сократить врем  от приготовлени  форм и стержней до их заливки. Особенностью применени  калиймагнийалюмофосфатного соединени  или приготовлени  фосфатных формовочных и стержневых смесей по сравнению с примен емыми с этой целью ортофосфор ной кислотой и порошкообразными отве дител ми  вл етс  то, что образовани фосфатов металлов происходит не в мо мент приготовлени  смеси, а в реакторе при синтезе св зу ацего. Регулирование скорости отвер щени  смеси можно производить в заданных пределах измен   массовое соотношение между кальциймагнийалюмофосфатным соединением и отходом электросталеплавильного производства. Увеличение Ьоотношени  приводит к ускорению, а уменьшение - к снижению скорости отверждени  смеси. Дл  изготовлени  форм рекомендуетс  смесь с повьшхенным содержанием оборотной смеси, а приготовление стержней требует ее минимального присутстви  в смеси, что св зано с техно логическими свойствами и требовани ми производства. Увеличение содержани  калиймагнийалюмофосфатного соединени  и отхода электросталеплавильно1 13. 4 го производства в смеси вьше верхнего предела нецелесообразно из-за повьшени  себестоимости ХТС, а уменьшение их ниже нижнего предела нельз  рекомендовать из-за ухудшени  физико-меканических показателей форм и стержней. Калиймагнийалюмофосфатное соединение приготавливают следующим способом. В трехгорлую колбу емкостью 1 л, снабженную масл ной баней, мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 330 г 78%-ной ортофосфорной кислоты и при перемешивании дозируют 16,4 г обожженного доломита с содержание оксида магни  36-40%, оксида кальци  58-61%, примеси остальное. За счет экзотермического эффекта реакции температура реакционной массы поднимаетс  до 85-90С. После дознровки обожженного доломита подают нагрев и кип т т смесь до полного растворени  осадка (25-40 мин), затем исключаЕот нагрев и дозируют по 31г гидрата окиси алкмини . После этого кип т т смесь в течение 30-60 мин при 110-120с. В охлажденную до 70-80 С массу добавл ют 125 г воды до посто нного веса реакционной массы 500г. Продукт представл ет собой кальциймагнийалюмофосфатное соединение с содержанием фосфорного ангидрида 37,3%, оксида алюмини  4,0%, оксида магни  1,1-1,2%, оксида кальци  1,8-1,9%, воды 55,6-55,8% и имеет условную в зкость по ВЗ-4 при 20°С 20-25 Ст пока , водородных ионов рН 0,7-0,9, плотность 1,50-1,55 г/см. Аналогичным способом, использу  411г 78%-ной ортофосфорной кислоты, 21,3 г доломита и 38,7 г гидрата окиси алюмини  получали кальциймагнийалюмофосфатное соединение с содержанием фосфорного ангидрида 46,5%, оксида магни  1,4-1,5%, оксида кальци  2,4-2,5%, оксида алюмини  5,0%, воды 44,5-44,7%, имеющего условную в зкость по ВЗ-4 при 82-87 Ст, показатель водородных ионов рН 0,9-1,1, плотность 1,5-1,70 кг/см. Полученные кальциймагнийалюмофосфатные содинени  использовали дл  приготовлени  смесей, составы которых приведены в табл.1. Смесь готовили следуюш 1м образом. В кварцевый песок и оборотную смесь вводили необходимое количество отхода злектросталеплавильного производства и перемешивали в бегунах в

течение 2-3 мн . Затем добавл ли кальциймагнийалюмофосфатное соединение и перемешивали Y-2 мин, после чего смесь вручную или виброуплотнением набивали в стайпартные пробы (разъемные гильзы) дл  определени  физико-механических свойств. Прочность на сжатие испытывали после выдержки образцов при IS-ZO C и относительной влажности воздуха 60-90%.

Физико-механические показатели дл  предлагаемых (1-8) и известной (9) смесей приведены в табл.2.

Из пхжведеиных данных следует, что предлагаема  смесь имеет необхоД1шую живучесть, газопроницаемость и прочность. Осьлаемость предлагаемой

смеси существенно ниже, чем у известной , что способствует сокращению браг ка отливок по засорам.

Высока  прочность форм позвол ет использовать предлагаемую смесь до получени  ответственного среднего и крупного лить . Дл  получени  стержней достаточно выдержки не более

4,0 ч .со времени их изготовлени . Приготовление смеси в производстве можно вести на стандартном оборудовании и не требует дополнительных затрат.

Применение предлагаемой смеси дл  производства форм и стержней позволит увеличить производительность труда и снизить брак отливок.

Таблица 1

Кальциймагнийалюмофосфатное соединение (состав, мас.%: фосфорный ангидрид 37,3; оксид алюмини  4,0} оксид магни  1,1-1,2; оксид кальци  1,8-1,9; вода 55,6-55,8)

Кальциймагнийалк юфьсфатное соединение (состав, мас.%: фосфор иый ангидрид 46,5; оксид алюмини  5,0; оксид магни  1,4-1,5; оксид кальци  2,4-2,5-, вода 44,5-44,723

5523 MiaccoBoe от но- . шение кварцевый песок: оборотна  смесь 1:0,12

55

50

Таблица 2 1:0,481:1,251:2,141:0,121:1,19 1:0,5 1:0,12

Claims (3)

1. ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающая огнеупорный материал на основе кремнезема, фосфорно-кислое соединение и материал на основе окислов железа, полученный в виде отхода при плавке черных металлов, отличающаяся тем, что, с целью повьиения качества форм и стержней за счет снижения их осыпаемости, смесь содержит в качестве фосфорно-кислого соединения водный раствор кальциймагнийалюмофосфата, имеющий следующий состав, мас.%:

Фосфорный ангидрид Оксид алюминия Оксид магния Оксид кальция Вода

37,3-46,5

4.1- 5,0

1.1- 1,5

1,8-2,5

Остальное а в качестве материала на основе окислов железа, полученного в виде отхода при плавке черных металлов, содержит металлургическую пыль - отход электросталеплавилцного производства, получаемый при обеспыливании электропечных газов, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Водный раствор кальцнймагнийалюмофосфата указанного состава ;4-7. Металлургическая пыль - отход электросталеплавильного производства, получаемый при обеспыливании электропечных газов Огнеупорный материал на основе кремнезема

2-5

Остальное

2. Смесь по π.1, отличающ а я с я тем, что металлургическая пыль - отход электросталеплавильного производства, получаемый при обеспыливании электропечных газов, имеет следующий состав, мас.%:

Оксид железа (ΓΙ)6-15

Оксид магния10-15

Оксид кальция4-8

Диоксид кремнияв-10

Оксид алюминия11-13

Углерод 0,6-2,0

Оксид железа (III) Остальное

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного материала на основе кремнезема она*содержит кварцевый песок и оборотную смесь на основе собственного возврата, взятые в массовом соотношении соответственно 1:(0,122,14). .