SU865476A1 - Св зующее дл литейного производства - Google Patents

Description

(54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНОГО ИРОИЗЮДСТВА

1

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к св зующим , используемым дл  получени  твердеющих.в оснастке футеровок, форм, стержней, и может быть использовано в огнеупорной промышленности дл  получени  бетонов и высокоогнеупорных футеровочных масс.

Известно св зующее дл  приго товлеНИН твердеющих в оснастке формовочных смесей из отходов производства в виде железной окалины и ортофосфорной кислоты tl.

Известно также св зующее, в котором использованы отходы производства содержащие окислы железа в виде колчеданных огарков 21 и колошниковую пыль з.

Химический состав и степень дисперсности отходов производства, содержащих окислы железа в виде железной окалины, колчеданных огарков, колошниковой пыли приведены в табл,.

из данных табл.1 следует, что железна  окалина содержит железо, главным образом, в виде окисла FeO, имеющего сравнительно невысокую температуру плавлени  - 1368 С по сравнению с имеющим температуру плавлени  пор дка 1562°С.Кроме того.

железна  окгшина, как отход производства , образуетс  в виде пластин, что обусловливает при ее применении дополнительную операцию - размол.

Огарки содержат Гедрщ до 35% и инертный окисел Sf0 до 32%, а также 12-65% вредных элементов, что значительно снижает их огнеупорность и отрицательно вли ет на возможность

10 использовани  их в качестве ингредиента в св зующем.

Колошникова  пыль несмотр  на содержание до 45% из-за значительного наличи  в ней инертных к

15 твердению окислов SiOj до 12% и веществ , содержащих углерод до 18%, а также вредного дл  твердени  окисла СаО до 9% не нашла применени  в промышленности в качестве ингредиента

20 в св зующих веществах дл  приготовлени  смесей твердеющих в оснастке.

Известно также св зующее, включающее Окислы железа в виде химически 25 чистой или технической , состо щее из 50-75% и 25-30% (40-76% концентрации). Это св зующее имеет следующие характеристики: живучесть (длитель30 юность схватывани ), 72-192 мин, проч

ность при сжатии после отвердевани  при 120-315 кгс/см 4.

Живучесть указанного св зующего высока, а прочность низка, что снижает темп твердени .

Кроме того, химически чиста  или техническа  имеет высокую стоимость и дефицитна, что сдерживает применение ее в качестве основы в св зующих дл  литейного производств

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  св зующее дл  литейного производства, в,ключающее окислы железа и ортофосфорную кислоту .

В качестве окислов железа используют крокус 5.

Цель изобретени  - повышение живучести и снижение себестоимости смеси.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что св зующее дл  литейного призводства , включаквдее окислы железа и ортофосфорную кислоту, в качестве окислов железа содержит меташлургическую пыль - отход производства пр выплавке чугуна и стали в дуговых электропечах при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Металлургическа  пыль - отход производства при выплавке чугуна и стали в дуговых электропечах 40-85 Ортофосфорна 

кислота15-60

При смешивании металлургической пыли с ортофосфорной кислотой происходит кислотно-Основное взаимодействие с образованием гидратов общего , состава

.,nP20g- тН20,

где пит- соответственно количество молекул Р-2.-с и Н2О. Гидраты железа срастаютс  между собой с образованием прочной структры твердени . Высокое содержание (до 93%) и незначительное содержание других различных окислов обеспечивают огнеупорность до 1562 высокую прочность и скорость твердени  предлагаемого св зующего.

Дл  приготовлени  св зующего на основе отходов производства, твердеющего- в оснастке, были приготовлены три состава, отличающиес  друг от друга содержанием металлургической пыли .. ,

Каждый состав приготовл лс  в открытой емкости путем смешивани  металлургической пыли с ортофосфорной кислотой. Полнота смешивани  контролировалась визуально до получени  одинакового состава по цвету.

Образцы дл  испытаний получали путем заполнени  металлургических

разборных гильз. Гильзы имели стандартные размеры: диаметр - 50 мм и высоту 50 мм дл  испытани  образцов при сжатии, а также специальных емкостей дл  прибора Вика (живучесть св зующего) и конусов дл  определени  огнеупорности св зующего.

Металлургическа  пыль представл ет собой магнитный материал с удельной поверхностью 2000-4000 .

В табл.2 приведены сравнительные характеристики металлургической пыли и крокуса.

Из данных табл.2 следует, что по степени дисперсности, огнеупорности рассматриваемые материалы близки. Однако по химическому составу металлургическа  пыль существенно отличаетс  от крокуса.

Наличие в металлургической пыли инертных к твердению Si 0 снижает темп ее взаимодействи  с ортофосфорной кислотой. Поэтому обща  продолжительность схватывани  (живучесть) предлагаемого св зующего вьпие известного св зующего, содержащего крокус.

Добавка в небольших количествах СаО к окислам FeO и Fe20 при нагревании способствует их спеканию и повышению прочности. При этом также FcgO взаимодействует с МдО с образованием тугоплавких соединений, имеющих температуру плавлени  пор дка 1713°С.

Поэтому при нагревании предлагаемого св зующего, содержащего металлургическую пыль, в отличие от известного св зующего, содержащего крокус , процесс спекани  св зующего протекает быстрее.Образующа с  прочность и огнеупорность выше, чем у спекающего св зуклцего, состо щего только из окислов железа, например, в случае использовани  св зующих в чистом виде дл  футеровок.

Металлургическа  пыль - недефицитный , дешевый материал,  вл етс  отходами производства при выплавке чугуна и стали в дуговых электропечах и до сих пор не используетс  в проьвашшенности дл  приготовлени  св зующих, твердеквдих в оснастке. Например, при выплавке чугуна и стали в услови х литейного завода КамАЗ улавливаетс  и, в основном, выбрасываетс  в отвал ежесуточно указанной металлургической пыли около 30 тонн.

В табл.3 и 4 приведены составы и свойства св зующих.

Как следует из табл.4 и 3 прочность и огнеупорность значительно превышаллют те же величины известного св зующего , а живучесть  вл етс  более птимальной .

Оптимальное количество металлургической пыли в св зующем находитс  в 65 пределах 40,0 - 85,0%. Уменьшение количества металлургической пыли ниже оптимального увеличивает живучесть св зующего с одновременньом снижением скорости твердени  и прочности., что отрицательно вли ет на темп изготовлени  из него изделий с одновременным понижением его служебных характеристик Аналогично повышение количества металлургической пБши в св зук цем сверх ус:тановленного оптимального количества снижает живучесть и прочность до величины , когда получение из него изде лий затруднительно. Предлагаемое св зующее может быть использовано в промышленности как в чистом виде.так и в смеси. В случае использовани  предлагаемого св зующего в смеси оно находитс  в пределах от 5 до 20% и к нему добавл етс  наполнитель, В качестве наполнител  рекомендуютс : формовочные пески на кварцевой основе, порошкообразные доломит , хромит, циркон, магнезит, шамот, корунд. В этом случае предлагаемое св зующее иллюстрируетс  составом смесей и их свойствами, которые приведены соответственно в табл.5 и б. Как видно из табл.5 и 6 предлагае мое св зующее в смес х по сравнению с известным св зующим имеет более вы сокую живучесть, обладает р дом пре (имуществ и обеспечивает более стабил ные технологические свойства. Она им ет незначительную осыпаемость. Так у смеси на основе известного св зующего iокалины железной) через 24 часа осыпаемость составл ет 3%, Э у смеси на основе предлагаемого св зующего 0,05-1,0%. Отсутствует разупрочнение смеси в течение суток, так если прочность у смеси на основе известного св зующего (окалины железной) через 4 часа 25 кгс/см , .что через 24 часа она составл е. 12 кгс/см , а у смеси на основё предлагаемого св зующего она через 4 часа, составл ет 3-30 кгс/см, а через- 24 часа 18-35 кгс/см. То есть, смеси на основе известного аналогичного св зующего, например, окалины железной (45-55% FeO) разупрочн ютс  через сутки примерно на 50%, а смеси, на основе предлагаемого св зующего - мётешлургической пыли (73-98% ) не раз упрочн ютс  в течение суток. Технологи  приготовлени  предлагаемого св зующего и на его основе изделий не мен етс  по сравнению с известными аналогичными св зующими. Предложенное св зующее позвол ет создать безотходную технологию в литейном производстве, когда метгшлургическа  пыль, образующа с  в результате плавки чугуна и стали в электропечах, улавливаетс  и идет дл  приготовлени  св зующего вещества . После использовани  смесей, сопцержащих металлургическую пыль, они разрушаютс , а металлургическа  пыль, вследствие наличи  магнитных свойств, магнитом отдел етс  от огнеупорного накопител  и вместе с ним (например, кварцевым песком) вновь поступает дл  приготовлени  св зукндих и смесей, твердеющих в оснастке. Предлагаемое св зующее рекомендуетс  дл  приготовлени  высокоогнеупорных футеровочных масс. Онс повышает стойкость футеровки в два раза и вьЕие, а также уменьшает трудоемг . кость выполнени  футеровки. Также св зующее может быть исполь зовано и дл  изготовлени  смесей, твердеющих в оснастке дл  стгшьногр и чугунного лить .

ts

 )

 

S

с;

о d

EH

I

и I I a 0

  c{ ж a

(N

n

t

in

fS

тН

Ч

о

СП

I о

00

о

о

о ю ш

гн

о in

CS

о о

о

in

in m

01

Ж

(4

О

I

I Ч-.

ч-« чо

гНг IгII «АI

VDп ,m

,со Е-1со

Нч- -«г

о ,

V

i г г-.-г1

406585-6035154516

---55

84

Прочность при Огнеупорность ть сжатии, кгс/см ), после отвердевани  при

2801350-1550

3501350-1550 1601350-1550

200,1250-1400

3801550 |1г-т-1

L.il..Llll..LL

У5 88 80 88 88 Ь - 12 20 - . - - 12

- - - - 12

Таблица 3

Содержание ингредиентов, вес.%

..Ll.L.i.:Jj..

Таблица 4 через 24 .4

Т а б л и ц а 5

Содержание ингредиентов, вес.%

Claims (5)

1. Патент Англии

I 1413779, кл. В 22с 1/02,

2.Авторское свидетельство СССР 477135, кл. С 04 В 31/20.

3.Авторское свидетельство СССР 464552, кл. С 04 В 7/26.

4.С.Л.Галынко-Вольфсон и др. Химические основы технологии и применени  фосфатных св зок и покрытий.

Л., ХИМИЯ, 1968, с.22, 38, 94-97.

5.Авторское свидетельство СССР

по за вке 2723591, кл.В 22 С 1/500// С 04 В 29/02, 1979.