SU959888A1 - Холоднотвердеющее св зующее дл изготовлени литейных стержней и форм,а также огнеупорных изделий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к литейному производству , в частности к св зующим дл  получени  .литейных стержней и форм, а также огнеупорных изделий, твердеющих в холодной оснастке, и может быть использовано в огнеупорной промышленности дл  получени  бетонов и высокоогнеупорных футеровочных масс Известны св зующие дл  изготовлени  литейных стержней и форм, а также огнеупорных изделий, состо щие из фосфорнокислого соединени , чаще всего ортофосфорной кислоты, и материалов на основе окислов железа, в качест ве которых Morjrr быть названы железна  окалина или магнетитовый железорудный концентр молотые колчеданные огарки, колопгаикова  пыль, металлургическа  пыль, улавливаема  зксгаустерами в процессе плавки стали 1, 2, 3 и 4. Ойрнако железна  (прокатна  и кузнечна ) окалина требует домола и, как правило, обезмасливани , рессурсы магнетнтовых руд ограничены , а получение из них концентрата требует многоступенчатых операций домолаи обогащени . Колчеданные огарки и колоишикова  пыль содержат недостаточное количество окислов железа и избыточное количество бал-, ластной фазы. Металлургическа  пыль обладает высоким содержанием железа (в окисленном . и неокисленном виде), однако дл  ее получени  необходимо оснащать плавильные агрегаты эстгаустерами, что далеко не всегда имеет место на практике. Наиболее близким к изобретению по технической сущности н достигаемому результату  вл етс  холоднотвердеющее св зующее дл  изготовлени  литейных стержней и форм, а также огнеупорных изделий, содержащее 55- 84 вес.% материала на основе окислов железа в виде побочного продукта лакокрасочного производства, называемого крокусом, и 1645 вес.% фосфорнокислого соединени , в качестве которого используетс  50-85%-на  ортофосфорна  кислота 15. Крокус содержит до 87% основною вещества , преимущественно окиси жезела . Это св зующее имеет следуницие характеристаки: живучесть от 2 до 18 М1Щ, прочность 95 при сжатии после отверждени  от 230 до 380 кгс/см Однако живучесть известного св зующего низка , а темп твердени  чрезвычайно высок, что затрудн ет получение из него изделий, требующих длительное врем  формообразовани . Кроме того, крокус не  вл етс  материалом, выбрасываемым в отвал. Например, крокус про изводитс  из отходов лакокрасочного производства и поставл етс  по стоимости 45 руб. за 1 т,  вл  сь при этом фондируемым материалом , в свою очередь , ортофосфорна  кислота имеет стоимость пор дка 233 рубл. за 1 т , и достаточно дефицитна, что сдерживает нрименение ее в св зующих дл  литейного производства .Цель изобретени  - увеличение сроков схватывани  св зующего, повышение его термостойкости и снижение себестоимости. Поставленна  цель достигаетс  тем, что холоднотвердеющее св зующее дл  изготовлени  литейных стержней и форм, а также огнеупорных изделий, включающее материал на основе окислов железа и фосфорнокислое соединение. в качестве материала на основе окислов железа содержит отход анилинового производства в виде железо-окисного шлама, а в качестве фосфорнокислого соединени  - отходы от нанесени  стекловидного злектроизол ционного покрыти  электрических сталей при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: СИ-ХОД анилинового производства в виде желеэоокисного шлама35-80 Отходы от нанесени  стекловидного электроизол ционного покрыти  электротехнических сталей20-65 Причем отход анилинового производства в виде железоокисного шлама содержит, вес.% Окислы железа75,00-97,0 Анилин0,05-0,40 ВодаОстальное Кроме этого, отходы от нанесени  стекловид ного электроизол ционного покрыти  электротехнических сталей имеют следующий состав, вес.%;. Фосфорный ангидрид40,00-60,00 Тальк3,50-9,00 Хромовый ангидрид0,20-1,00 Борна  кислота0,06-0,80 Азотнокислый хром0,06-0,40 ВодаОстальное Железоокнсный шлам - отходы, образующ ес  при производстве анилина выбрасываемые в отвал (св ще 60 тыс. тонн железоокисного шлама в год). 4 Железоокисный шлам - мелкодисперсный магнитный порошок со средней удельной поверхностью 3000 и с влажностью до 10,0%, основным веществом его  вл ютс  окислы железа (15--25% закиси железа и 7585% окиси железа). Основным отличием железоокисного шлама от других отходов производства, содержащих окислы железа,  вл етс  наличие в его составе от 0,05 до 0,40% анилина CeHsNHj. Указанное отличие  вл етс  существенным, так как вли ет на свойства св зующего. При твердении св зующего анилин взаимодействует с ортофосфорной кислотой или фосфатными , 5 растворами, образу  соль СбН5ЫН4РО4, что измен ет живучесть и скорость твердени  св зующего . В процессе эксплуатации св зующего анилин взаимодействует с железом, образу  металлические производные CeHs NH,, Fe, что улучшает выбиваемость смесей. Предельно допустима  концентраци  анилина в воздухе рабочей зоны 3 мг/м, а в водоемах 0,1 мг/л. При использовании железоокисного щлама в предлагаемом техническом рещении g воздухе рабочей зоны содержание вредных веществ не превышает 0,05 мг/м. Отходы, образующиес  при нанесени  стекловидного электроизол ционного покрыти  электротехнических сталей, представл ют собой отработанный фосфатный раствор. Основной отличительной характеристикой отходов стекловидного покрыти  электротехнической стали от известных фосфатиых растворов (ортофосфорной кислоты и фосфатных св зок)  вл етс  содержание в них талька и борной кислоты. При смешивании железоокисного шлама с отходами стекловидного покрыти  электротехнической стали происходит взаимодействие окислов железа и. анилина с ортофосфорной кислотой с образованием феррифосфатных кристаллогидратов и ашшинофосфатной соли, обеспечивающих повьпиение живучести св зующего. Содержаща  в отходах стекловидного покрыти  электротехнической стали бедна  кислота , с одной сторошл, : вследствие адсорбции молекул бора на окислах железа, повышает живучесть, а с доугой стороны, при применении св зующего в огнеупорных издели х (футеровках ) облегчает процесс их спекани  - (за счет пониженной температуры плавлени  борного ангидрида). В процессе экошуатации св зующего, например при нагревании, анилии и хром наход тс  в св занном состо нии в виде металлических производных анилина и хромосиликатных соединений , за счет чего применение желечоокисного шлама не приводит к ухудшению сани- ч тарно-гигиенических условий труда.

Снижение содержани  железоокисного шлама ниже нижнего предела приводит к увеличению живучести с одновременным снижением 5 прочности стержней, форм и огнеупорных изделий , а при повышении содержани  железоокисного шлама выше верхнего предела настолько снижаетс  живучесть, тго практически трудно ос)Ш1ествить формообразование.О

Аналогично, при снижении содержани  отходов стекловидного покрыти  электротехнической стали в св зующем ниже нижнего предела живучесть уменьшаетс  до величинь, когда практическое применение св зуюшего затрудни- тельно, а при увеличении их содержани  выше верхнего предела значительно снижаетс  темп твердени  и прочность отвержденных стержней, форм и огнеупорных изделий.

Предлагаемое холоднотвердеющее св зующее 20 дл  изготовлени  литейных стержней и форм, а также огнеупорных изделий может быть использовано как в чистом виде, так и в составе смеси.

Изобретение иллюстрируетс  следующими 5 примерами.

Дл  получени  предлагаемого св зующего в чистом виде были приготовлены три состава, отличающиес  друг от друга содержанием железоокисного шлама и отходов стекловидного по- 30 крыти  злектротехнической стали.,

Каждый состав приготовл лс  в открытой емкости путем смещивани  железоокисного щлама с отходами стекловидного покрыти  электротехнической стали. Полнота смещивани  контро-з5 лировалась визуально до получени  состава, однородного по цвету.

ОбразЩ) дл  испытаний прочности при ежа- . тии получали заполне1ш  металлических разборных гильз (диаметром 50 мм к высотой-цд 50 мм). Термостойкость св зующего определ лась путем нагрева образца до 1000 С с последуго- щИм охлаждением в воде с температурой 12-15 С и определением числа теплосмен до потери веса обобразца , равной 30%.«4

Составы и технологические характеристики предлагаемого и известного св зующего приведе-; ны в табл. 1 и 2.

Как следует из табл. 1 и 2, врем  .схватывани  (живучесть) и термостойкость предлагае- мого св зующего значительно превышает те же . величины известного св зующего.

В случае использовани  предлагаемого св зующего в смеси его содержание находитс  в

пределах от 3 до 25 вес.% (остальное - огнеупорный наполнитель). В качестве наполнител  рекомендуютс  формовочные пески на кварцевой основе, молотые доломит, хромит, циркон магнезит, шамот, корунд, бой огнеупорных отработанных кирпичей - магнезитовых, магнезитохромитовых .

Составы предлагаемых и известных смесей и их свойства приведены соответственно в табл. 3 и 4.

Как видно из табл. 3 и 4, живучесть смесей с предлагаемым св ззтощим значительно выше , а выбив аемоств лучще, чем те же показатели, при использовании смесей с и:звестным св зующим ( следует сравнивать составы 2 и 4 с одинаковым содержанием св зующего).

Вместе с тем остаточна  влажность и стоимость у предлагаемого св зующего значительно ниже, чем у известного. Пониженна  остаточна  влажность смеси св зана с меньшим расходом жидкой составл ющей у св зующего, а более низка  себестоимость ее определ етс  тем, что в качестве св зующего использованы отходы которые до насто щего времени выбрасывались в отвал.

Таким образом, предлагаемое св зующее может перерабатыватьс  более длительное врем  ввиду увеличени  сроков его cxвatывaни  (соответственно , холоднотвердеющие смеси с предлагаемым св зующим обладают повышенной живучестью), оно сообщает издели м (стержн м , формам, огнеупорам) более высокзто термостойкость , а себестоимость его  вл етс  уменьшенной (по сравнению с известным).

Изобретение позвол ет прекратить выброс в отвал ценного сырь  - железоокисного шлама и отходов стекловидного покрыти  электротехнических сталей в св зи с использованием их дл  приготовлени  холоднотвердеющих св зуто,щих и смесей.

ч

Предлагаемое св зующее рекомендуетс  дл  изготовлени  лнте11ных стержней и форм, твердею1цих в оснастке, как дл  чугунного, так и стального лить . Формы и стержни легко выбираютс  на решетках, а отЛивки получаютс  чистыми, без {фигара. ,

Кроме того, предлагаемое св зующее может быть использовано также и дл  изготовлени  огнеупорных изделий, в частности дл  выполненн  высокоогаеупорных (1 утеровок в разли т вочных ковшах, плавильных и нагревательных печах. Железоокисный шлам Отходы стекловидного покрыти  электротехнической стали Крокус Ортофосфорна  кислота Технологические свойства Живучесть (длительность схватывани ), мин Прочность при сжатии, кгс/см, через: 0,5 ч Прочность при сжатии, кгс/см, после отверждени  и нагрева в течение, двух часов при температуре 1000°С Огнеупорность, С Термостойкость, число водных теплосмен 32108 1400:3iiiiizi±izi 5,0060,080,05 ,040,020,0- 0 ---30 . Содержание ингредиентов, св зующих вес.% предлагаемыхизвестного Таблица 2 Состав св зующихj предлагаемыхизвестного Ингредиенты смеси Предлагаемое св зующее (65% железо окисного шлама и 35% отходов стекловидного покрыти  электротехнической стали) Извес тное св зующее (55% крокуса и 45% ортофосфорной кислоты) Кварцевый песок , Технологические свойства

Живучесть (продолжительность формообразовани ), мин

Остаточна  влага, % Газопроницаемость, ед. Осыпаемость, %

Прочность при сжатии, кгс/см, через: 1 ч

4ч .24 ч .

Остаточна  прочность смеси, кгс/см, после прогрева ее в течение двзх часов при 1000° С, характеризующа  выбиваемость форм и стержней

Claims (5)

1. Формула изобретени  1. Холоднотвердеющее св зующее да  изготовлени  литейных стержней и форм, а также огнеупорных изделий, включающее материал на основе окислов железа и фосфорнокислое соединение , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  сроков его схватывани , повышени  термостойкости и снижени  себестоимости , оно содержит в качестве материала

   2,0

   5,0

   9,0 5,0 2,6

   2,0 180 200

   230

   0,09 0,05 0,1

   4б,0

   6,7

   27,0

   . 35,0 20,0 57,0 24,0 63,0 42,0

   0,8

   0,7

   оа

   0,1

   на основе окислов железа отход анилинового производства в виде железоокисиого шлама, а в качестве фосфорнокислого соединени  - отходы от нанесени  стекловидного электроизол ционного покрыти  электротехнических сталей при следующем соотношении, ингредиентов, вес.%:

   Отход анилинового

   производства в виде

   железоокисного шлама35-80 Содержание ингредиентов смесей, вес.% предлагаемыхизвестиой ITIIEZIIIirri . 31225 - ---.12 978875.88 . .V Таблица Состав смесей предлагаемыхизвестной

   11959

   Отходы от нанесени  стекловидного электроизол ционного покрыти  электротехнических сталей20-65
2. 2.Св зующее по п. 1, о т л и ч а ю щ ,ее с   тем, что отход анилинового производств в виде железоокисного шлама имеет следующий состав, вес.%:.

   Окислы железа75,00-97,00

   Анилин0,05-0,40

   ВодаОстальное
3. 3.Св зующее по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что отходы от нанесени  стекловидного электроизол ционного покрыти  электротехнических сталей имеют следующий состав , вес.%:

   Фосфорный ангидрид40,00-60,00

   Тальк3,50-9,00

   12

   Хромовый ангидрид Борна  кислота Азотнокислый хром Вода

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Патент Аш-лии If 1291022, кл. С 3 N, опублик. 1971.

   2.Авторское свидетельство СССР N 477135, кл. С 04 В 31/20, опублик. 1972.

   3,,Авторское свидетельство СССР N 464552, кл. С 04 В 7/26, опублик. 1972.
4. 4.Авторское свидетельство СССР по за вке N 2836264/22-02, кл. В 22 С 1/18, опублик. 1979.
5. 5.Авторское свидетельство. СССР по за вке W 2723591, кл. В 22 С 1/18, опублик. 1979.