Теплоизолирующая смесь для прибылей отливок

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<11> 679312

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) заявлено 200577 (21) 2487084/22-02 . с присоединением заявки 11о (23) Приоритет—

Опубликовано 15,0879. Бюллетень М 30 (51)М. Кл.

В 22 D 27/06

Государственный комитет

СССР

II0 делам изобретений и открытий (53) УДК 669 18: 621

746 586 (088 8) Дата опубликования описания 15.08.79 (72) Авторы из обретен и я

В.Г. Горенко и Я.Д. Яновер (71) Заявитель институт проблем литья дн украинской ссР (54) ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИБЫЛЕЙ ОТЛИВОК

1О

35,0-84,0

1,0-10,0

25

Изобретение относится к литейному производству, в частности к вопросу утепления прибылей отливок теплоиэоляционными смесями.

Известна теплоиэолирующая смесь для утепления прибылей отливок, содержащая, вес. 4!

Вспученный перлит 10,0-45,0

Вспученный пористый материал 10 0-80 0

Огнеупорн ая глина 0,1-15 0

Жидкое стекло Остальное (1) .

Используемые в указанноЯ смеси в качестве основных наполнителей материалы представляют собой искусственные вспученные материалы, для получения которых требуется создание специализированных цехов с оборудованием для дробления исходного сырья и его вспучивания при высоких температурах.

Кроме того, смесь имеет низкую температуру плавления и не обеспечивает значительного повышения выхода годного при ее использовании для утепления прибылей большого размера. Повышенное онлавление смеси также объясняется отсутствием в ее составе органических материалов типа опилок или отходов древесины.

Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является теплоизолирующая смесь для утепления прибылей отливок, содержащая, вec.Ъ:

ВолокнистыЯ минеральный материал . 6,0-35,0

Легковесный заполнитель — вспученный перлит 0 — 10,0

Тяжелый огнеупорныЯ наполнитель — кварцевый песок

Вспучивающаяся глина

ФлокулирующиЯ агент для глины 0,01-2,0

Смоляное связующее 1,0-10,0(2), В качестве волокнистого минерального материала могут быть использованы алюмо- илн кальциевые силикаты, шлаковая вата, минеральное илн стекловолокно.

Смесь указанного состава имеет большую теплопроводность, малую газопроницаемость и склонна к растрескнванио прн сушке.

Целью изобретения является повышение прочностных и теплоизоляционных свойств смеси, а также увеличение выхода годного литья.

679312

Цель достигается тем, что теплоиэолирующая смесь н качестве минерального волокнистого материала содержит асбестин, н качестве огнеупорного наполнителя — аглоперитовый песок на основе кремнистых опаловых пород и дополнительно содер" жит древесные опилки, обработанные квасцами, при следующем соотношении ингредиентов, вес ° Ъ:

Вспученный перлит 12,5-25,0

Асестин 3,0-10,0

Аглоперитовый песок на основе кремнистых опаловых пород 1,5-12,5

Древесные опилки, обработанные кв асцами

Глина

Св яз ующее

2,5-10,0

5,0-10,0

Остальное

В качестве связующего н смеси используют жидкое стекло модуля

И 2,6-2,7 и плотности )- 1,22

1,52 r/ñì

Вспученный перлит является основным теплоиэоляционным компонентом смеси. Пределы по его содержанию н смеси 12,5-25,0Ъ с целью получения.высоких физико-механических свойств смеси в сыром и сухом состоянии, оптимальных теплофизических свойств и неполного оплавления стенок оболочек н процессе их контакта с жидким металлом.

Асбестин представляет собой черную породу .чвляющуюся раэновид-* ностью тальковых руд. Эта порода кроме талька содержит до 25Ъ коротковолокнистого тремолита и карбонатов. БлагодаРя волокнистому строению асбестин позволяет получать повышенную прочность изготовляемых теплоиэолирующнх оболочек. Объемный вес измельченного асбестина 300

600 кг/и . Огнеупорность около

1500 С.

Наличие в составе смеси абсестина способствует повышению ее огнеупорности и уменьшению оплавления, при одновременном повышении прочностных свойств утепляющих оболочек, изготовленных из предлагаемой смеси . При содержании в смеси меньше З,ОЪ асбестина его влияние на прочностные свойства смеси и на уменьшение ее оплавления незначительно. Если содержание асбестина, больше 10,0Ъ, то уменьшается формуемость смеси и это затрудняет получение оболочек с небольшой толщиной стенок.

Лглоперитовый песок на осноне кремнистых опаловых пород, в частности на основе диатомита, представляет собой черную породу, состоящую преимущественно из полых панцирей микроскопических (диаметром 1-10мкм) органиэмон (диатомитовых водорослей) гидратнокремнеземистого состава, содержащего в качестве примесей глинистые и песчаные материалы. Потери веса при прокаливании до 800 С 5,87,2Ъ, Объемный нес аглоперитового песка 350-950 кг/м . Пористость материала 92,0Ъ. Теплопронодность его в кусках 0,08-0,12 ккал/матч»град; в измельченном виде 0,07—

0,11 ккал/мкчкград. Температура начала плавления материала 1150—

1200 С.

Имея теплопроводность меньшую, чем вспученный перлит, аглоперитовый песок обеспечивает лучшие теплоиэоляционные свойства оболочек, используемых для уменьшения прибылей отливок, особенно, если температура заливаемого металла не превышает

1250 С. При содержании н смеси меньше 1,5Ъ аглоперитоного песка не обнаруживается его влияние на свойства смеси, а при его содержании больше 12;5Ъ наблюдается снижение прочностных свойств иэделий, что объясняется меньшей прочностью зерен агло25 перитоного песка, чем прочность эереэ вспученного перлита.

Древесные опилки вводят в состав смеси для уменьшения ее оплавления и сохранения высоких теплоизоляционных свойств оболочек в период кристаллизации металла в прибыли. Для улучшения действия древесных опилок их предварительно высушинают и обра батывают раствором квасцов. Это

35 уменьшает гигроскопичность QTJIHBoK и предотнращает растрескивание оболочек н процессе их сушки. Кроме того, пропитка опилок квасцами .значительно уменьшает скорость их горения при высоких температурах и обеспечивает высокие теплоизоляционные свойства смесей оболочек с жидким мет аллом.

При содержании в смеси меньше

2,5Ъ опилок их действие на свойстна смеси незначительно, а при их содержании выше 10,0Ъ значительно снижаются прочностные свойства оболочек и затрудняется процесс их изготовления и сушки.

50 В качестве связующего в смеси можно использовать жидкое стекло или сульфитную барду.

Пределы по содержанию огнеупорной глины определяются необходимостью получения оптимальной сырой прочности при сохранении высоких теплоизоляционных свойств смеси.

При содержании огнеупорной глины меньше 5,0Ъ сырая прочность смеси получается низкой, а при увеличении количества глины больше 10,0Ъ снижаются теплоизоляционные свойства смеси и увеличивается ее оплавлеиие.

Исследование свойств смесей и из-. менения выхода годного литья при их использовании для утепления прибылей

679312 проводят в условиях литейного цеха

ОП ИПЛ AH УССР и в лабораториях института и СКТБ.

Составы смесей и их теплофизические и физико-механические свойства

Таблица l

Кв арцевый песок

50,0

Вспученный перлит

8,0 25,0 25,0 22,0 20,5 17,5 15,0 12,5 15,4

2,0 . 6,0 4,5

Флокулирующий агент

1t0

70 7,5

7,0 10,0 10 3

6,0

5,0

5,0 5,8

Глина

Шлаковая вата 2

Асбестин

8,0

l0 0 10,5

5,0 6,5

3,0

9,0

2,8

Аглоперитовый песок

8,0

1,5

1,4

33,9 63,0 55,5 51,5

Таблица 2

Составы смесей по табл. 1

Свойства

II III IV V VI VII VIII IX

Объемный вес, кг/м

300

390 290

690 360 350 340 360 345

Теплоемкость, кДж/кг град

0,728 0,699 0,687

0,712

0,746 0,737

Теплопроводность, Вт/м град

0,109 0,095 0,113

0,232 0,120 - 0,112

Температуропров очность, ам 10 M 2/с

0,470 0,489 0,546

0,461

0,528 0,453

Коэффициент теплоаккумуляции l1 2—

Вт/с м к град 358,3

151,3 135,3 149,8

162,1

175, 9

0,750,80

О, 750,85

0,70- 0,75- 0,750,70 0,80 0,85

0,70- 0,650,75 0,80

0,650,70

0,620,72

Древесные опилки, обработанные квасцами

Жидкое стекло (натриевоф;

М 2,6-2,7;

У l,ãã1,52 г/см

Прочность на сжатие в сыром состоянии, KIc/см приведены соответственно в табл. 1 и 2 (смесь 1 — известная; смеси IIIVIII — предлагаемые1 смеси II u IX содержат меньше и больше заявленных диапазонов асбестнна и аглоперитового песка).

2.,5 7 5 7,0 10,0 10,2

5,0 7,5 10,0 12,5 12,6

60,0 53,5 53,0 45,5 41,4

679 312

Продолжение таблицы 2 смесей по табл . 1

III XI

Прочность на сжатие в сухом состоянии, кгс/см 2

5,46,0

5,35,8

5,86,6

5,45,8

5,56,0

5,86,3

5,66,1

5,4—

6,2

5,4—

5,7

Прочность на разрыв в сухом состоянии кгс/см

5,25,6

5,66,1

5,25,9

5,25,8

5,66,2

5,35,9

5,26,0

5,05 6

5,35,9

Газопроницаемость в сухом состоянии,ед.

500650

500600

450550

350400

400450

4004 5.0

400500

350450

180230

Степень оплавления сте- 43,9нок оболочек,% 62,5

33, 549,5

31,046,5

45,5- 33,0- 32,558,5 51,5 50,0

36,5- 32,057,0 47,5

37i059,0

Выход годного литья при использовании оболочек для утеплени я прибылей, %

73,074,0

74,072,5

68,072,5

69, О- 7076,5 76,5

67,0- 66,566,5 73,0

64, О68,5

6068

1,5-12,5

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 4685/8 Тираж 945 Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная,4

Из табл. 1 и 2 следует, что предлагаемая смесь (составы I II-VIII) по сравнению с известной смесью (состав I) позволяет снизить объемный вес с 690 †5 до 290-360 кг/м э уменьшить теплоемкость с 0,748 до

0,699-0,728 кДж/кгкград; теплопроводность с О, 232 до О, 095-0, 120Вт/м» град; коэффициент теплоаккумуляции с 358, 3 до 135, 3-162, 1 Вт/c t< м град. Одновременно наблюдается повышение прочности на сжатие в сыром состоянии с О, 62 — О, 72 до О, 700,85 кгс/см ; прочности на сжатие в сухом состоянии с 5,4-5,7 до 5,4 б,б кгс/см ; прочности на разрыв

2, в сухом состоянии с 5, 3 — 5,9 до 5,2б, 2 кгс/см и гаэопроницаемости с

180-230 до 400 — 600 ед. Также снижается оплавление стенок оболочек с

43,9-62,5 до 31,0-58,5% и повышается выход годного литья с 60-66 до

66,5-76,5%.

Экономическая эффективность от применения предлагаемой смеси 3,75,6 р. на 1 т годного стального углеродистого литья.

1. Теплоиэолирующая смесь для прибылей отливок, включающая вспученный перлит, минеральный волокнистый материал, огнеупорный наполнитель, глину, связующее, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьыения прочностных и теплоизоляционных ее свойств, а также увеличения выхода годного литья, она в качестве минерального волокнистого

35 материала содержит асбестин, в качестве огнеупорного наполнителя— аглоперитовый песок на основе кремнистых опаловых пород и дополнительно содержит древесные опилки, обра40 ботанные квасцами, при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Вспученный перлит. 12,5-25,0

Асбестин 3,0-10,0

Аглоперитовый песок

45 на основе кремнистых опаловых пород

Древесные опилки, обработанные квасцами 2,5-10,0

Глин а 5,0-10,0

Связующее Остальное.

2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве связующего она содержит жидкое стекло модуля 2,6-2,7, плотности 1,221,52 г/см 2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

М 501828 кл, В 22 D 7/10, 1974, 2. Патент Англии М 1410043, 60 кл. С 3 N, 1975.