SU952407A1 - Самотвердеющее св зующее - Google Patents

Description

Изобретение относи тс  к литейному производству, к св зующим, используемым дл  получени  твердеющих в оснастке футеровок, форм, стержней, и может быть использовано в огнеупорной пpo 1ЫIIшeннocти дл  получени  бетонов и высокоогнеупорных Футеровочных масс.

Известно св зующее дл  приготовлени  твердеющих в оснастке формовочных смесей из ортофосфорной кислоты и окислов железа в виде окалины железНОЙ .1.

Известно также св зующее, в котором используютс  фосфатные растворы, состо щие из ортофосфорной кислоты и окислов и гидроокислов: алюмини , хрома, натри , магни , кальци  в виде алюмофосфорной, хромофосфатной, магнийфосфатной , кальцийфосфатной и алюмохромфосфатной св зок 21.

Известно св зующее, включающее 55-84 вес.% крокуса и вес.% ортофосфорной кислоты L3J.

Однако живучесть указанного св зующего низка , а темп твердени  чрезвычайно высок, что затрудн ет получить из него изделие, требующее длительное врем  изготовлени .

Кроме того, термическа  ортофосфорна  кислота имеет высокую стоимость и дефицитна, что сдерживает применение ее в качестве основы и св зующих дл  литейного производства .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  св зующее дл  литейного производства, включающее орто- . фосфорную кислоту и окислы железа L4j.

10

В качестве кислоты используютс  ортофосфорные кислоты термическа  и экстракционна .

Однако данное св зующее имеет не- 5 удовлетворительную продолжительность схватывани .

Целью изобретени   вл етс  повышение живучести и снижение себестоимости смеси.

20

Дл  достижени  указанной цели самотвердеющее св зующее, включающее соединение на основе фосфорного ангидрида и железорудный концентрат, в качестве соединени  на основе фос25 форного ангидрида содержит отход производства при электроизол ционном покрытии стали при следующем соотношении ингридиентов, вес.%:

Отход производства

30

при электроизол циQHHOM покрытии стали 10,0-60,0 Железорудный концентрат40 ,0-90,0, В качестве железорудного концентрата св зующее может содержать крокус. В табл. 1 приведены сравнитальные f характеристики отрабртки злектроизол -ционного фосфатного раствора и ортофосфорной кислоты.

Отход производства при злектроизол ционном Покрытии; стали представл ет собой отработку электроизол цион «ого фосфатного раствора.

Таблица 1

1,56

ГОСТ 233

1067876

Из данных табл. 1 следует, что по химическому составу и стоимости отработка электроизол ционного фосфатног раствора существенно отличаетс  не только от ортофосфорных кислот, но и от известных св зок.

Отработка электроизол ционного фосфатного раствора содержит, %; MgO 3,5-5,6j , 1,0-1,2; Сг(МОз)з 0,4-1,0; 0,1-0,5„ тогда как в ортофосфорных кислотах согласно ГОСТ 10668-76 и ТУ МХП 592-41 указанных окислов и борной кислоты нет.

Ортофосфорные кислоты состо т из и из дес тых и сотых долей процента хлоридов, сульфатов, нитридов, отработка электроизол ционного фосфатного раствора, кроме указанных окислов и примесей, содержит и р д других, существенно вли ющих на ее свойства.

Наличие в отработке электроизол ционных фосфатных растворах борной кислоты от 0,1 до 0,5% снижает темп взаимодействи  ее с окислами железа.

Креме того, в предлагаемой отра ботке электроизол ционных фосфатных растворов содержитс  MgO 3,5-5,6% и 1,0-2,0%, а в ортофосфорных кислотах и известных фосфатных св зках этих окислов в сочетании с борно кислотой не содержитс . Добавка в небольших количествах борной кислоты к окислам железа при нагревании способствует их спеканию и повышению прочности. При этом окислы железа Взаимодействуют с окислами магни  ,и

4560

с образованием тугоплавких соединений , имеюишх температуру плавени  1713-2400 С.

Поэтому при нагревании св зующего , содержащего отработку электроизо ционного фосфатного раствора, в отличие от известного св зующего, содержащего ортофосфатную кислоту, процесс спекани  св зующего протекает быстрее. Образующа с  прочность и огнеупорность выше, чем у св зующего , состо щего только из ортофосфорной кислоты, например, в случае использовани  св зующих в чистом виде дл  футеровок.

Отработка элек роизол ционного фосфатного раствора представл ет собой жидкость зеленоватого цвета с . плотностью 1,32-1,44 , состо щую , %: Р О 45,,0 MgO 3,55 ,6; CrtOj 1,0-1,2; CrCNO-j), 0,41 ,0; Н-ВО 0,1-0,5, и не требует дополнительных операций, например упаривани , нейтрализации при своем использовании в св зующих веществах.

Отработка электроизол ционного фосфатного раствора, недефицитного дешевого материала,  вл ющегос  отходами производства при электроизол ционном покрытии стали и до сих пор не используемого в полной мере в промышленности дл  приготовлени  св зующих, твердеющих в оснастке.

Крокус  вл етс  продуктом отходов лакокрасочного производства, его состав и свойства приведены в табл. 2.

5000

:ТУ 6-14-483-76 Железорудный концентрат по ТУ 14981-75 представл ет собой неорганический порошок с размерами зерен 0,01-0,10 мм, получаемый при обогаРе ,ц Р 63-68 До 0,02 До

Дл  приготовлени  св зующего на основе отходов производства трердеющего в оснастке, были приготов лены три состава, отличающиес  друг от друга,содержанием отработки электроизол ционного фосфатного

раствора,

1

Каждый состав приготовл лс  в открытой емкости путем смешивани  отработки электроизол ционного фосфатного раствора с железорудным концентратом. Полнота смешивани  контролировалась визуально до полуИнгредиенты Отработка электроизол ционного фосфатного раст1030 вора Ортофосфорна  кислота -. Крокус 5070 Железорудный концентрат -. Свойства Живучесть (длительность 9 15 40 схватывани , Прочность при сжатии, кГС/см после отвердевани  при 20 С через 150 420 370 15 ч. Прочность при сжатии, кгс/см, после отвердеТ а б ли ц а

80-90

10-20

12500-1550

чени  одинакового состава по цве ту.

Образцы дл  испытаний получали путем заполнени  металлических разборных гильз. Гильзы имели стандартные разме1 а (диаметр 50 мм, высота 50 мм) дл  испытани  образцов при сжатии, а специальных емкостей дл  прибора Вика (живучесть св зующего) и конусов дл  определейи  огнеупорности св зующего.

В табл; 4 и 5 представлены соответственно составы и свойства

св зующих.

Таблица Химический состав, % S Г С FeO 1 Si02 | , fngO мпО 0,02 До 0,02 20-28 4-14 0,5-0,6 0,2-0,6 0,2-0,4 До 0,2 :i:: :::iij:i:ii::LT:: :: :: :i I -----т--щении железных руд, имеет темпе ,ратуру плавлени  1300-1570 С. Химический состав железорудного концентрата приведен в табл. 3. Таблица 3 Состав св зующего, вес.% 60-103060 -30--- 30 4070 -.907040 70 . Таблица 5 Состав св зующего . ,„.... riij;:i::i: :; :i: :i:: :: 5 10 36 70 8 380 270 390 200 320 вани  и нагрева в течение 2 ч при С 84 280 200 100 47110 300 40102 700 45107 1000 97330 1200 1300-1650 ОгнеупЬрность, С

Как следует из табл. 4 и 5 2€ живучесть и огнеупорность значительно превышают те же величины извест- , ного св зующего, а прочность  вл ет с  более оптимальной.

Оптимальное .количество отработки 25 электроизол ционного фосфатного раствора в св зующем находитс  в пределах 10,0-60,0%.

Уменьшение количества отработки электроизол ционного фосфатного раст-,,, вора ниже оптимального количества снижает живучесть с одновременным уменьшением прочности, что отрицательно вли ет на характер изготовлени  из него изделий с одновременным понижением его служебных характеристик . Аналогично повышение количества отработки электроизол ционного

Кварцевый песок

Предлагаемое св зующее 40% отработки электроизол ционного фосфатного раствора и 60% крокуса

30% отработки электроизол ционного фосфатного раствора и 70% железорудного концентрата

Известное св зующее 45% ортофосфорной кислоты и 55% крокуса 40% ортофосфорной кис , лоты и 60% железорудного концентрата 295 1

фосфатного раствора в св зукадем .сверх установленного оптимального количества повышает живучесть и темп твердени  до величин, когда получение из него изделий затруднительное

Предлагаемое св зующее может быт использовано в промьтпенности как в чистом виде, так и в смеси. В случае использовани  предлагаемого св зующего в смеси, оно находитс  в пределах 5-20% и к нему добавл етс  наполнитель. В качестве напонител  рекомендуетс  формовочные пески на кварцевой основе, порошкообразные доломит, хромит, циркон. Магнезит, шамот, корунд.

В табл. 6 и 7 приведены составы и свойства предлагаемых смесей.

; Таблицаб

80 88 90 85 80 85

10 15 20

12

15 205 170 250 120 73 54 78 60 270 200 0-1550 1300-1500 1240-1400

Живучесть (длительность схватывани ), мин 27

Остаточна  влага, % 0,6 Газопроницаемость, ед. 250

0,1

Осыпаемость, %

Прочность при сжатии, кгс/см , через ч

10,4

4 24

0,6 15,0

Остаточна  прочность, смеси, кгс/см, после ее нагрева в течение 2 ч при , характеризующа  выбиваемость форм и стержней Из данных табл. 6 и 7.следует, что предлагаемое в смес х, по сравнению с известным св зующим имеет более высокую живучесть, обладает р дом преимуществ и обеспечивает более стабильные технологические свойства . Смесь на основе предлагаемого св зующего имеет более низкую остаточную влагу и незначительное-ее колеба ние. Так у смеси на основе известного св зующего (крокуса, железорудного концентрата и ортофосфорной кислоты) остаточна  влага находитс  в пределах 2,0-3%, а у смеси того же состава на основе предлагаемого св зующего 2,0-2,1%. Технологи  приготовлени  предлагаемого св зующего и на его основе изделий не мен етс  по сравнению с известными аналогичными св зующими Св зующее по предлагаемому изобре тению позвол ет pacшиJзиз:ь область малоотходной технологии в промышленности , когда отработка электроизол ционного фосфатного, раствора, образующа с  при обработке стальной ленты , улавливаетс  и идет дл  приготовлени  св зующего вещества. После использовани  смесей, содержащих отработку электроизол ционного фосфат ного раствора в сочетании с окислами железа, они разрушаютс , а окис лы железа, вследствие наличи  магнит ных свойств, магнитом отдел ютс  от огнеупорного наполнител  и в месте с ним (например, кварцевым песком ) вновь поступают дл  приготовТаблица 7

40

35

20

11

2,0 3,0

2,6 1,0 2,1 3,0 3,0 190 170 200 180 160 150 170

0,06 О.,050,07 0,60,50,40,7

.7,0 8,76,7 0,21,21,51,0

22,0 25,220,0 2,55,79,05,0

28,0 30,024,0 15,028,033,025,0

2,0 7,0

Claims (3)

1. 0,8 0,7 0,9 1,3 1,6 лени  св зующих и смесей, твердеющих в оснастке. Предлагаемое св зующее рекомендуетс  дл  приготовлени  формовочных и стержневых смесей, твердеющих в оснастке, обладающих высокой термостойкостью дл  стального и чугунного лить . Также св зующее может быть использовано и дл  изготовлени  высокоогнеупорных футеровочных масс, повышает стойкость футеровки в два раза и выше, а также уменьшает трудоемкость выполнени  футеровки. Формула изобретени  1.Самотвердеющее св зующее, включающее соединение на основе фосфор ного ангидрида и железорудный концентрат , о т .л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  живучести и снижени  себестоимости смеси, в качестве соединени  на основе фосфорного ангидрида св зующее содержит отход производства при электроизол ционном покралтии стали при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Отход производства при . электроизол ционном покрытии стали 10,0-60,0 Железорудный концентрат40 ,0-90,0
2. 2.Св зующее по п. 1, о т л ичающеес  тем, что в качестве.

   1195240712

   железорудного концентрата оно солер- 2. Сычев М. М. Неорганические жит крокус.клеи. Л., Хими, 1974, с, 110-122.

   Источники информации,по за вке № 2723591/22-02,

   прин тые во внимание при экспертизе кл. В 22 С 1/18, 1979. 1. Патент Великобритании. 5« 4, Патент Великобритании 1413779, кл. С 3 N, опублик. 1975. 1291022, кл. С 3 N, опублик 1972
3. 3. Авторское свидетельство СССР