Покрытие для стержней

 

1. ПОКРЫТИЕ J СТЕРЖНЕЙ, используемых преимущественно при получении металлокерамического слоя на изложницах, включающее кварцевый песок, борную кислоту, поверхностно-активное вещество на основе натриевых солей алкиларилсульфокислот и воду, отличающееся тем, что, с целью повышения огнеупорности покрытия и улучшения смачиваемости его расплавом, покрытие дополнительно содержит датолитовый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: 60-65 Кварцевьш песок 5-7 Борная кислота Датолитовый кон8-10 центрат Поверхностно-активное вещество i на основе натриевых солей алкиларилсульфо (Л 0,15-0,25 кислот Остальное. Вода 2. Покрытие по П.1, отличающееся тем, что оно содержит датолитовый концентрат и борную кислоту в соотношении

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И)

3(51) В 22 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

8-10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3573983/22-02 (22) 05.04.83 (46) 07.08.84. Бюл. ¹ 29 (72) Г.Ш.Кирия, В.И.Кирсанов, Н.В.Сабанский, Э.ИеУрбанский

А.В.Соценко и А.И.Поюровский (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И.Брежнева (53) 621.744.079(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР №551100, кл. В 22 С 3/00, 1975.

2. Киселей В.Н., Головкова Л.В..

Изложницы с металлокерамическим покрытием. Реф. сб."Технология, организация и механизация литейного производства", ЦНИИТЭИТЯЖИАШ, сер.9-82-16, M., 1982, с,!2. (54)(57) 1. ПОКРЫТИЕ qPa СТЕРЖНЕЙ, используемых преимущественно при получении металлокерамического слоя на изложницах, включающее кварцевый песок, борную кислоту, поверхностно-активное вещество на основе натриевых солей алкиларилсульфокислот и воду, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения огнеупорности покрытия и улучшения смачиваемости его расплавом, покрытие дополнительно содержит датолитовый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:

Кварцевый песок 60-65

Борная кислота 5-7 Датолитовый концентрат

Поверхностно-активное вещество на основе натриевых

9 солей алкиларилсульфокислот О, 15- 0,25

Вода Остальное.

2. Покрытие по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно содержит датолитовый концентрат и борную кислоту в соотношении (1,4-1,6):1.

1106574

0,08

Остальное 23gg

Недостатком известного покрытия является его низкая огнеупорность и недостаточная смачиваемость расплавом. Пропитка жидким расплавом этого покрытия происходит только за счет ®0 металлостатического давления, поскольку угол смачивания покрытия расплавом составляет более 900.

Целью изобретения является повышение огнеупорности покрытия и улучшение смачиваемости его расплавом.

Поставленная цель достигается тем, что покрытие для стержней, используе- .

Изобретение относится к литейному производству, в частности к покрытиям для стержней, используемых преиму щественно при получении металлокерамического слоя на изложницах. 5

Известно пакрытие для стержней,, содержащее электрокорунд, датолитовый концентрат, асбест, сульфитнодрожжевую 6Ражку и воду. Это покрьггие обеспечивает получение слоя на ра- 10 бочей поверхности изложниц, который содержит огнеупорные включения внутри металлической матрицы (1 ). е

Однако применение указанного покрьггия не обеспечивает стабильных ре- 15 зультатов по однородности слоя и его

I толщине из-за недостаточной смачиваеМости жидким металлом (6 f 90 ) . Не:достаточная смачиваемость объясняется выделением сажи на поверхности зерен 40 покрытия всЛедствие сгорания сульфитно-дрожжевой бражки при нагреве. Кроме того, хлопья асбеста, образующиеся при набухании порошка асбеста в воде, закупоривают- поры пакрытия и препятст- вуют как полной пропитке покрытия расплавом, так и массопереносу модифицирующего компонента (бора) в пропитывающий расплав.

Наиболее близким по технической 30 сущности и достигаемому эффекту является покрьггие для стержней, включающее в мас. :

Кварцевый песок 55,7

Борную кислоту 15,3

Поверхностно-активное вещество на основе натриевых солей алкиларилсульфокислот (ДС-PAC) ОьЗ 40

Пеногаситель на основе аммиачных солей суль" фокислот (НЧК)

Воду мых преимущественно при получении металлокерамического слоя на изложницах, включающее кварцевый песок, борную кислоту, поверхностно-активное вещество на основе натриевых солей алкиларилсульфокислот и воду, дополнительно содержит датолитовый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, мас. .:

Кварцевый песо;— 60-65

Борная кислота 5-7

Датолитовый концентрат 8-10

Поверхностноактивное вещество на основе натриевых солей алкиларилсульфокислот 0,15-0,25

Вода Остальное

При этом покрытие содержит датолитовый концентрат и борную кислоту в соотношении (1,4-1,6): 1.

Кварцевый песок используется в качестве огнеупорного наполнителя.

Для выполнения этой функции в покрь1тии по изобретению могут использоваться также электрокорунд, дистенсиллиманит и другие зернистые тугоплавкие материалы фракции О, 1-0, 5 мм.

Огнеупорный наполнитель формирует каркас металлокерамического слоя на рабочей поверхности изложницы и способствует массопереносу бора в ме.талл отливки термофильтрационными силами.

При содержании кварцевого песка в покрытии менее 60 мас. увеличивается время нанесения покрытия требуемой толщины, а при содержании более 65 мас., увеличивается время высыхания покрытия.

Борную кислоту вводят в состав покрьггия в виде тонкодисперсного порошка (фракция 0,05-0,001 мм),который плакирует зерна огнеупорного наполнителя. При формировании покрытия, в процессе нанесения и при нагреве, борная кислота выполняет роль связующего, а при взаимодействии с пропитывающим расплавом — роль модифицирующего компонента. Уменьшение содержания борной кислоты ниже 5 мас. пркводит к ухудшению прочности сцепления покрьггия с подложкой и снижению механической прочности. При увеличе. нии ее содержания выше 7 мас. . происходит снижение огнеупорности формирующего покрытия.

1106574

Поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе натриевых солей алкиларилсульфокислот (ДС-РАС, КЧРН) улучшает седиментационную устойчивость и кроющую способность покрытия. При введении ПАВ менее О, 15 мас.7 наблюдается снижение седиментационной устойчивости и кроющей способности, что приводит к расслоению и стеканию покрытия при нанесении на окрашивае- 1О мую поверхность. При увеличении содержания ПАВ более 0,25 мас.Е уменьшается толщина слоя покрьггия и ухудшается качество его поверхности.

Датолитовый концентрат (фракция 15

0,05-0,001 мм) плакирует каналы покрытия и частично заполняет их. Такое распределение датолитового концентрата в покрытии обеспечивает необходимую огнеупорность покрытия, 20 т.е. предупреждает разупрочнение покрытия при.взаимодействии с расплавом. Кроме этого датолитовый концентрат служит источником модифици— рующего компонента (бора) для про" . 25 питывающего расплава.

Граничные содержания датолитового концентрата в покрытии определены из условия необходимости постоянного отношения содержаний датолитового концентрата и борной кислоты. Оптимальное отношение датолитового концентрата и борной кислоты определено из условий необходимости обеспечения максимальной смачиваемости и огнеупор"

35 ности, т. е. наиболее полной пропитки покрытия расплавом и стабильного формирования металлокерамического слоя заданной толщины. Определяющим в соотношении содержаний датолито40 вого концентрата и борной кислоты является содержание датолитового концентрата. Эмпирическим путем определено, что зто отношение должно находиться в пределах от 1,4 до 1,6. 45

При соотношении содержаний датолитового концентрата и борной кислоты менее,1,4 увеличивается плотность и вязкость покрытия, что ухудшает кроющую способность покрытия, снижается огнеупорность и смачиваемость, а при соотношении более 1,6- снижается седиментационная устойчивость, увеличивается время нанесения покрытия, ухудшается смачиваемость покры- 5S тия расплавом.

B покрьггии по изобретению использовался датолитовый концентрат сле-. дуюшего химического состава, .мас.у.Г окись кальция 33,5, окись кремния

43,4; окись магния 0,3; окись железа 2,4; закись железа 1,0; борный ангидрид 15,4, окись алюминия 1,7, углекислота 3,3.

В таблице 1 приведены составы покрытий по изобретению (Рt- 3), прототипа (Ф4) и для сравнения <11 5,96), а в табл.2 — их свойства.

Анализ свойств покрытий показывает, что введение только борной кислоты (состав -5) или только датолитового концентрата (К -6) не обеспечивает необходимого уровня комплекса свойств (смачиваемость, огнеупорность и прочность на истирание) для стабильного формирования металлокерамического слоя заданной толщины.

Совместное введение в состав покрытия датолитового концентрата и борной кислоты обеспечивает улучшение смачиваемости покрытия расплавом, а следовательно приводит к появлению капиллярного давления, которое совместно с металлостатическим напором способствует активной пропитке покрытия расплавом. Кроме того, повышается огнеупорность и прочность покрытия.

Покрытие по изобретению приготавливается следующим образом.

В емкость краскомешалки со смесителем пропеллерного типа заливают необходимое количество воды и ПАВ.

Содержимое емкости перемешивают в течение 5...8 мин. Затем последовательно загружают борную кислоту, датолитовый концентрат и огнеупорный наполнитель и перемешивают в течение 30...35 мин. Покрытие наносят пульверизатором поверх противопригарного покрытия на высушенные горячие стержни форм для излож— ниц с температурой поверхности

80...120 С. Толщина слоя покрытия составляет 2,8...3,0 мм. Высыхание покрытия происходит. за счет тепла, аккумулированного стержнем во время сушки. Через 50...60 мин. после нанесения покрытия форму заливают чугуном следующего химического состава, мас.7: 3,9....4,2 углерода;

0,7...1,4 кремния;.0,6...1,2 марганца, не более 0,07 серы, не более 0,17 фосфора, Реализация изобретения позволит повысить огнеупорность покрытия

1 l 06574 и смачиваемость его расплавом, чтс

1 обеспечит повышение стойкости изложения, снижение на 1,14 кг их

Ингредиенты

Состав покрытия, мас.X

1 I 1 j (60 62,5 65

55,7 62,5 62,5

15,3 6

5 6

0,08

Вода

Отношение содержания датолитового концентрата и борной кислоты

1,6 1,5 1,4.

Таблица 2

Показатели свойств для составов табл.1

Свойства

Плотность,г/смЗ

Вязкость по ВЗ-4,с

66 48 31 49

46 63

Седиментационная устойчивость (через 1 час),X

82 84 53 62

80 87

1,43 1,25 0,98 1,15

1,29 1,4

72 97 89 78

65

Составитель H. Кузьмин

Редактор Л. Лосева Техред М.Йадь Корректор E. Снрохман

Заказ 5663/7 rHp 775

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Моск я...-35, Раушская наб., д.

Подписное

4/5

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

Кварцевый песок

Борная кислота

Датолитовый концентрат

ДС-РАС

Стойкость к истиранию, г/мм

Кроющая способность, мм

Огнеупорность, С

Смачиваемость, град расхода на 1 т слитков, экономическую эффективность на 1 т изложниц в размере 3,2 рубля.

Таблица 1

1 2 3 4 5 6

8 9 10 9

015 02 025 03 02 02

26,85 23,3 17,75 28,62 31,3 28,3

1 2 3 4 5 6

1 34 1,3 1,27 1,55 1,16 1 22

1500 1570 1540 1460 1450 1240

1260 1255 1250 870 1050 1280