Смесь для изготовления литейных керамических форм и стержней теплового отверждения Советский патент 1984 года по МПК B22C1/18 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей, используемых для изготовл ния керамических стержней и форм теплового отверждения. Известна смесь для получения спекаемых форм, содержащая пылевидный кварц, окись алюминия и буру. Прочность данной смеси формируетася за счет высокотемпературного вэ имодействия окиси алюминия и буры Ш Однако ввиду ограниченного взаимодействия окиси алюминия .и буры данная смесь не обладает легкой ci eкаемостью. Кроме того, в процессе спекания происходит усадка смеси, сопровождающаяся деформацией форм образованием трещин.j Известна смесь для изготовления литейных форм, содержащая огнеупорньтй наполнитель, водный раствор фосфата алюминия и гематитовую руду. Такие смеси позволяют получать формы путем спекания при повышенных температурах Ш Однако использование гематитовсй руды требует дополнительных опера1;ий по ее подготовке (размоле и классифи кации) . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигн то мурезультату является смесь дпяИзготовления литейных керамических форм и стержней теплового отверждения, которая имеет следующий состав, мас.%: Крокус - побочный продукт анилино-красочного производства на основе оксидов железа .0,5-2,0 Тетраборат натрия 2,0-8,0 Вода0,3-2,0 Огнеупорньй наполнительОстальноеТакая смесь позволяет при температурах спекания 200-500°С получать формы, обладающие повьщгенными мехаг ническими свойствами, газопроницаеН мостью, термостойкостью, пониженно осыпаемостью. Использование такой смеси дает возможность значительно сократить энергозатраты при изгото лении форм и стержней sj . Однако в состав этой смеси вход дорогостоящий и дефицитный продукт тетраборат натрия () ,содерж 1ние которого в значительной степени определяет себестоимостью смеси. Цель изобретения - утилизация отходов производства, запшта окружающей среды от загрязнения упомянутыми отходами и снижение себестоимости смеси. Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления литейных керамических форм и стержней теплового отверждения, включающая огнеупорный наполнитель, крокус - побочный продукт анилино-красочного производства на основе оксида железа, воду и борсодержащее соединение, содержит в качестве упомянутого борсодержащего соединения шлам эмалирования при изготовлении сантехнического оборудования в виде продукта с содержанием 17-21 мас.% борного ангидрида при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Крокус.0,5-2,0 Вода0,5-2,0 Шлам эмалирования с 17-21 мас.% борного ангидрида 6,0-18,0 Огнеупорный наполнительОстальноеШлам эмалирования представляет собой бельй порошок с удельной поверхностью 1500-2000 и имеет следующий состав, мас.%: ,0-21,0 Ti0215,0-20,0 ,0-13,0 3NaF--AlF 5,0-7,0 ,4-3,5 ,4-3,0 ,02-0,08 Остальное Снижение содержания шлама эмалирования ниже 6% приводит к резкому разупрочнению форм, а повышение содержания шлама Bbmie 18% приводит к понижению газопроницаемости форм. При использовании шлама эмалирования его вводят в смесь без предварительной подготовки в виде порошка. Приготовление смеси производят перемешиванием исходных компонентов в смесителях каткового, лопастного или шнекового типа, продолжительность перемешивания составляет 13 мин. Температура спекания, обеспечивающая необходимые технологические свойства, составляет 500-600°С. Снижение температуры спекания ниже приводит к значительному снижению прочностных свойств форм. Увеличение температуры спекания вьпи не дает существенного увеличе ния прочности. П р и м е р. Смесь готовят перем шиванием исходных компонентов в теч ние 3 мин. В качестве огнеупорной основы используют кварцевый песок 1К02А. В табл.1 приведены составы смесе предлагаемые (1-4) и по прототипу ( Образцы для определения технологических свойств смеси готовят в стандартных гильзах. Испытание технологических свойств проводят по стандартным методикам. Термостойкость определяют охлажд нием предварительно нагретых до 1000°С образцов смеси в воде. За показатель термостойкости при нимают число циклов нагрева и охлаж дения, за которое масса образца уменьшаетс я на 30%. Результаты измерений технологических свойств смеси приведены в табл.2. Ингредиенты Содержание Как видно из табл. 2, использование в предлагаемых составах смесей побочного продукта в виде шлама эмалирования позволяет получить керамические формы, технологические, свойства которых практически близки варианту по прототипу. Однако при этом вместо дорогостоящего и дефицитного тетрабората натрия используется побочньш продукт эмалирования, являющийся отходом. Утилизация указанного отхода предотвращает загрязнение им окружающей среды, а за счет низкой его стоимости способствует снижению себестоимости смеси. Предлагаемая смесь обладает высокими прочностными свойствами, низкой гигроскопичностью, высокой термостойкостью и может использоваться для изготовления разовых и полупостоянных керамических форм и стержней, изготавливаемых тепловым отверждением, а также для изготовления футеровок. плавильных и нагревательных агрегатов. Таблица 1 ингредиентов, мае. %, в смесях

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ТЕПЛОВОГО ОТВЕРВДЕНИЯ, включающая огнеупорный наполнитель, крокус побочный продукт анилино-красочного производства на основе оксидов железа, воду и борсодержащее соединение, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения утилизации отходов производства, защиты окружающей среды от загрязнения упомянутыми отходами и снижения ее себестоимости, смесь содержит в качестве борсодержащего соединения шлам эмалирования при изготовлении сантехнического оборудования в виде продукта с содержанием 17-21 мас.% борного ангидрида при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: § Крокус0,5-2,0 Вода0,5-2,0 Юлам эмалирования с 17-21 мас.% борного ангидрида 6-18 Огнеупорный наполнитель - Остальное

Кварцевый песок 1К02А

Крокус

Шлам эмалирования

Свойства

.Прочность на сжатие в сыром состоянии кгс/см

Прочность на сжатие, кгс/см, после спекания в течение 30 мин при, С

86

82

78

88 2

2 2

2

14

18 10

Таблица 2

Смеси

0,10 0,10 0,13 0,10

0,07

500

600

Осыпаемость после спекания, / Газопроницаемость, ед. Гигроскопичность, % Термостойкость, число циклов

Продолжение табл. 2

43,0

6,0

68,0

100,0

74,0

5,0 .

93,0

112,0

137,0

100,0

,03

0,01

0,01

0,00

0,00

270

230

270

190

,01

0,01

0,01

0,01

0,01

10

14

10

12