Противопригарный материал для литейного производства

 

Применение продуктов сгорания технологических газов титано-магниевого производства состава, мас.%: Двуокись кремния 15-20 Окись алюминия 1-2 Закись железа 0,6-1,5 Закись марганца. 0,3-1,0 Окись хрома 0,1-0,5 Двуокись титана Остальное в качестве противопригарного материала для литейного производства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

O% (11) 3(5f) В 22 С 3 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаесномм се щетильстви (21) 3431845/22-02 (22) 23.04.82 (46) 15.01.84. Бюл. В 2 (72) Л.А.Большаков, М.Н.Сосновцев, l0.Â;Ôèëèïïîâ, Н.Н .Варава, Д.Н.Диденко и A.A.Рогаткин (71) Ждановский металлургический институт (53) 621.744.079(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 507393, кл. В 22 С 3/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 353781, кл. В 22 С 3/00, 1964.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 662237, кл. В 22 С 3/00, 1977.

"(54 ) ПРОТИВОПРИГАРНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ

ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА. (57) Применение продуктов сгорания технологических газов титано-магниевого производства состава, мас.%:

Двуокись кремния 15-20

Окись алюминия 1-2

Закись железа 0,6-1,5

Закись марганца О, 3-1,0

Окись хрома 0,1-0,5

Двуокись титана Остальное в качестве противопригарного материала для литейного производства.

1066718

Изобретение относится к литейному гтроиэнодству, а именно к противопригарным материалам для изготовления формовочных и стержневых смесей, противопригарных покрытий.и паст.

Известно применение в качестве 5 противопригарного материала для покрытий литейных форм и стержней вулканического пепла, состоящего иэ окислов кремния, алюминия, титана и железа t1J .

Данное покрытие не обес печивает получение отливок с чистой поверхностью, так как вулканический пепел имеет низкую температуру плавления и невысокую огнеупорность.

Известен противопригарный материал, содержащий окислы алюминия, железа, кальция, магния, титана и воду E2).

Указанный противопригарный материал содержит большое количество окислов железа (4-16Ъ), что приводит

| к снижению его химической инертности и огнеупорности, вследствие чего снижаются его п, отинопригарные свойства. Кроме того, противопригарный материал не позволяет получить стальные отливки с чистой поверхностью, особенно при использовании легиронанных марок сталей.

Известен также противопригарный материал — гранат (3, содержащий, мас.%

Двуокись кремния 33,05

Окись алюминия 17,96

Окись железа 33,05 35

Двуокись титана 3,57

Окись марганца 5,60

Окись хрома 0,26

Окись магния 3,74

Окись кальция 2,50 4О

Окись натрия+ окись калия 0,10

Однако данный противопригарный материал имеет низкую огнеупорность, а большое количество содержащихся н нем окислон железа и марганца (38,65%) приводит к повышению его химической активности, вследствие чего на поверхности отливок из углеродистых и легированных марок сталей образуется трудноотделимый химичес.кий пригар. Окислы кальция и магния, содержащиеся в гранате, усиливают пригарообразование на стальных отливках.

Цель изобретения — повышение хи- 55 мической инертности противопригарных покрытий, формовочных и стержневых смесей, улучшение их противопригарных свойств и качества поверхности отливок, а также расширение ассорти- 60 мента противопригарных материалов для литейного производства.

Указанная цель достигается применением продуктов сгорания технологических газов титано-магниевого производства состава, мас.З:

Двуокись кремния 15-20

Окись алюминия 1 — 2

Закись железа . 0,6-1,5

Закись марганца 0,3-1,0

Окись хрома 0,1-0,5

Двуокись титана Остальное н качестве противопригарного материала для литейного производства.

Продукты сгорания технологических газов титано-магниевого производства (ПСТГ) получают н виде золы фракцией до 20 мм при сжигании в печи технологических газов, материал не агрессивен, хранится и поставляется в бумажных мешках.

IICTI, содержащие около 80% двуокиси титана и около 15-20% двуокиси кремния, имеют температуру плавления около 1840 С. В системе двуокись титана — окись кремния не образуются химические соединения, способствующие образованию химического пригара.

При взаимодействии с жидкой сталью возможно образование химических соеТ образующих энтектики с температурой плавления 1580-1630 К. Температура плавления эвтектик, содержащих окислы титана и железа, на 423-473 К выше, чем температура плавления образующегося фаялита в системе

Fe0-Hi0Z при применении маргалитовых покрытий, содержащих большое количество Sinz.

Фаялит, способствующий образованию химического пригара при применении обычных маршалитовых покрытий, образует две легкоплавкие эвтектики: одну с вюститом, температура плавления которой 1450 К, а другую с тридимитом, темпера. тура плавления которой 1451 К.

)3 системе Fen-ring â Hinz тройных химических соединений нет. Следовательно, при нзаимодейстнии жидкой стали с протинопригарным материалом— о

ПСТГ, не образуются сложные химические соединения, способстнующие образованию химического пригара.

Таким образом, ПСТГ могут использовать в противопригарных красках, формовочных смесях и сухих сыпучих покрытиях.

13 качестве связующего н покрытии, содержащем ПСТГ, могут использоваться: сульфитно-дрожжевая бражка, сульфитный щелок, а также крахмалит, декстрин, патока, различные смолы и другие известные связующие материалы. В качестве стабилизатора могут применяться бентониты и формоночные глины различных марок, групп, сортов и классов, а также высокомолекулярные стабилизаторы: корбоксиметилцеллюлоза, полининилоный спирт, ",полининилбутираль, полиакриламид.

1066718

Измельченные ПСТГ могут использоваться в составе формовочных и стержневых смесей с различными связующими материалами: сланцевой смолой, сульфитно-дрожжевой бражкой, жидким стеклом и др.

Составы и свойства смесей с использованием добавок противопригарного материала по изобретению (1) и известного (2) приведены в табл. 5 и 6.

Как видно иэ табл. 6, предлагаемый материал обеспечивает лучшие технологические и противопригарные свойства смеси.

Тонкоизмельченные ПСТГ можно использовать в качестве сухого противопригарного покрытия стержней.

Для нанесения покрытия используют виброкипящий слой. Стержни на подвеске опускают в контейнер, закреплен" ный на электромеханическом вибростенде, с тонкоизмельченными,ПСТГ, затем контейнер закрывают крышкой.

Время обработки составляет 2 мин, амплитуда колебания — 1,2 мм, частота — 80 Гц.

Реализация изобретения позволяет повысить противопригарные свойства формовочных и стержневых смесей, противопригарных покрытий и паст, улучшить качество поверхности отливок и расширить ассортимент противопригарных материалов для литейного производства. Экономическая эффективность составляет 2-3 р. на 1 т литья, Т а б л и ц а 1

Ингредиенты

1 2

50,5

Молотые продукты сгорания технологических газов титано-магниевого производства

52,0

2,0

2,0

4,0

4,0

Техническое мыло 0,5

0,5

41,5

43,0

Вода

Составы и свойства противопригарных покрытий, полученных с противопригарным материалов (1) и с известным (2), приведены в табл. 1 и 2.

Как видно иэ табл. 2, противопригарное покрытие, в котором использованы ПСТГ с высоким содержанием двуокиси титана (до 80%), удовлетворяют требованиям, предъявляемым к противопригарным покрытиям. Противопригарное покрытие на основе

ПСТГ обладает хорошей седиментационной устойчивостью, кроющей способностью и прочностью на истирание.

На поверхности окрашенных форм и стержней не образуется подтеков, 15 получается равномерный слой достаточной толщины.

Предлагаемое покрытие с противопригарным материалом обладает высокими противопригарными свойствами.

Качество поверхности отливок, полученных с применением форм и стержней окрашенных этим покрытием, лучше, чем окрашенных покрытием с гранатом.

ПСТГ хорошо сочетается с другими противопригарными материалами: обеэжелезненным цирконовым Концентратом марки Ц 54 (РСТ УССР 655-70), порошкообразным дистен-силлиманитовымконцентратом марки КДС-П (ТУ-4824-30774), пылевидным кварцем .и др.

Составы и свойства противопри- гарных покрытий, в которых в качестве противопригарных материалов использованы ПСТГ в сочетании с порошкообраэнымдистен-силлиманитовым (1) 35 и цирконовым (2) концентратами, приведены в табл. 3 и 4.

Как видно из табл. 3 и 4, технологические и противопригарные свойства покрытий с комбинирован- . 40 ными огнеупорными материалами соответствуют требованиям производства при изготовлении отливок стального литья.

Таким образом, предлагаемый 45 противопригарный материал может применяться в сочетании с другими огнеупорными материалами.

Молотый гранатовый концентрат

Бентонит

Сульфитно-дрожжевая бражка

Для этих испытаний подобраны

ПСТГ, включающие, по возможности, нижние, средние и верхние значения составляющих ингредиентов.

Глубина проникновения предлагаемого сухого противопригарного материала вглубь стержня составляет при указанных параметрах 3,4-3,6 мм.

С применением этих стержней изготовлены чугунные отливки, поверхность которых чистая, беэ пригара.

Состав покрытия, мас.Ъ

1066718

Т а б л и ц а

Я !

Свойства

Плотность, г/см

Я

Вязкость по В3-4, с

1,6

1,6

26

10,0

22,0

Удовлетворительная, есть подтеки

Хорошая, подтеков нет

Кроющая способность

1,0-1,1

0,5-0,7

Пригара нет

Химический пригар по всей поверхности

300-400

150-200

Таблиц а

Ингредиенты

28,5

29,5

30i0

28,0

2,0

2;0

4,0

0,5

0 5

37,0

Вода

34,0

Свойства

Плотност ь, г/cM

1,7

1,82

Вязкость по Р3-4, с

Кровщая способность

22

Хорошая

Подтеков нет

5,0

7 5

Пригара нет

460 .

Пригара нет

440

Седиментационная устойчивость через

7 ч, В

Толщина покрытия; мм

Противопригарные свойства

Стойкость к истиранию, r

Иолотые продукты сгорания технологических газов титана-магниевого производства

Цирконовый концентрат

° Дистеи-силлиманитовый концентрат

Бентонит

Сульфитно-дрокжевая бражка

Техническое жило

Селиментационная устойчивость через

7 ч, %

Противопригарные свойства

Прочность покрытия к истиранию, Составы (по табл. 1)

«аЬа:аВ %be г

Состав покрытия, мас.Ъ

Таблица 4 состав по табл. 3) (2

1066718

Та блица 5

Состав смеси, мас.Ж

1 (Ингредиенты

82,6

82,6

1,8

1,8

10,0

Молоиый гранатовый концентрат

10,0

3,6

3,6

Сланцевая смола (ГГФ) 2,0

2,0

Таблица 6

Состав (по табл. 5)

1 ) Свойства

Предел прочности на скатке по сырому, кгс/см

0,20

0,17

70

3,6

3,6

Предел прочности на разрыв по сухому, кгс /см

6,7

6,0

Противопригарные свойства

Пригара нет

Составитель И. Кузьмин

Редактор Т. Митейко Техред Л. Микеш Корректор И. Ууска

Заказ 11104/13 Тирах 779 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

nо делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ухгород, ул. Проектная, 4

Кварцевый песок К 20

Глина молотая

Молотые продукты сгорания технологических газов и титаномагниевого производства

Сульфитно-дроюкевая браака (IQUK) Газопроницаемость, ед.

Влажность, Ъ

Пригар и стеклообразная колющаяся пленка