Смесь для изготовления стержней в производстве плавленолитых огнеупоров

 

СМКСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛАВЛЕНОЛИТЫХ ОГНЕУПОРОВ, включающая углеродсодержащий огнеупорньй наполнитель, огнеупорную добавку на основе оксида алюминия и связующее, отличающаяся тем, что, с целью повышения антипригарных свойств смеси при получении отливок из плавленолитых огнеупоров и улучшения ее выбиваемости из отливок, смесь содержит в качестве углеродсодержащего огнеупорного наполнителя графитоцирконовые отходы на основе графита при хлорировании в производстве двуокиси циркония , в качестве огнеупорной добавки на основе оксида алюминия - технический глинозем и в качестве связующего - натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 3,01-3,50 при следующем соотношении ингредиентов, нас.%: Технический глинозем 3-10 (Л Натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 3,01-3,50 8-15 Графитоцирконовые отходы на основе графита при хлорировании в производстве двуел окиси циркония Остальное О) 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С00ИАЛИСТИЧЕСК ИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄ SUÄÄ 1156804

g(sl) В 22 С 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ния антипригарных свойств смеси при получении отливок из плавленолитых огнеупоров и улучшения ее выбиваемости из отливок, смесь содержит в качестве углеродсодержащего огнеупорного наполнителя графитоцирконовые отходы на основе графита при хлорировании в производстве двуокиси цир- . кония, в качестве огнеупорной добав- . ки на основе оксида алюминия — технический глинозем и в качестве связующего — натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 3,01-3,50 нри следующем соотношении ингредиентов, мас.7:

3-10

8-15

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3657603/22-02 (22) 28. 10.83 (46) 23 . 05. 85. Бюл. № 19 (72) С.Д.Иванов, Ю.С.Токарев, В.П.Рыбалкин, О.Н.Попов и В.А.Соколов (71) Щербинский завод электроплавленных огнеупоров и Государственный научно-исследовательский институт стекла (53) 621.742.4(088.8) (56) 1. Галдина Н.М. и др. Электроплавленные огнеупоры для стекловаренных печей. М., Стройиздат, 1975, с. 25-40.

2. Авторское свидетельство СССР № 670374, кл. В 22 С 1/22, 1975. (54) (57) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

СТЕРЖНЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛАВЛЕНОЛИТЫХ ОГНЕУПОРОВ, включающая углеродсодержащий огнеупорный наполнитель, огнеупорную добавку на основе оксида алюминия и связующее, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышеТехнический глинозем

Натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 3,01-3 50

Графитоцирконовые отходы на основе графита при хлорировании в производстве двуокиси циркония

1 l 156804 г

Изобретение относится к производству отливок из плавленолитых огнеупоров, а именно к составам смесей для из гот овления ст ерж ней при получении фасонных огнеупорных изделий иэ расплава тугоплавких окислов.

Отверстия и полости в отливках плавленолитых огнеупоров оформляют стержнями, которые изготавливают путем механической обработки блоков 1б электродного графита или трамбовкой ,формовочной смеси на основе кварцевого песка с органической или минеральной связкой с добавкой порошкоЬбразиого графита, повышающего огне- 15 упорность смеси и .

Сквозные отверстия круглой формы сравнительно небольших диаметров 20—

50 мм высверливаются в отливках огнеупоров алмазным инструментом,.что зп требует значительного расхода природных алмазов

Основным недостатком стержней из электродного графита является высокая трещиноватость отливок, связанная с 25 низкой податливостью материала (модуль упругости графита 1500 мн/м е сохраняется до 2000 С). Кроме того, дефицитность блоков и сложность изготовления стержня исключительно с помощью механической обработки представляют существенные трудности для его широкого применения.

Недостатком стержневых смесей иа основе кварцевого песка является их низкая огнеупорность. Температура

5 заливки плавленолитых огнеупоров

2000 С, а температура формирования отливок достигает 1800 С . При таких жестких условиях стержни на основе кварцевого песка практически сплавляются с отливкой.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления стержней в производстве плавленолитых огнеупоров (2), содержащая углеродсодержащий огнеупорный наполнитель, огнеупорную добавку на основе оксида алюминия (электрокорунд), связующее (фенолофурановую или фено» лоформальдегидную смолу) при следую" щем соотношении ингредиентов, мас.7.!

Углеродсолержащий, 55 наполнитель 18,0-69,0

Электрокорунд 18,0-75,0 н.е связующее 7,0-13,0

Существенным недостатком этой смеси является низкая чистота поверхности отверстия или полости при изготовлении бадделеитокорундовых огнеупоров, характеризующихся температурой заливки расплава 1800-1850 С.

Сравнительно хорошая податливость материала, обусловленная применением органического связующего, позволяет резко снизить трещинообразование при формировании отливки плавленолитого огнеупора, однако при разрушении стержней смеси зерна электрокорунда, смачиваясь стекловидной фазой огнеупора (количество стеклофазы в бадделеитокорундовых огнеупорах достигает 15-207), прилипают к поверхности изделия, образуя трудноотделимый пригар, и соответственно существенно ухудшают чистоту поверхности отверстия или полости. Кроме того, обладая высокой жидкотекучестью, стеклофаза проникает в поры, образующиеся при выгорании .органического связующего, увеличивая степень пригарообразования и снижая чистоту поверхности отверстия или полости. В результате этого для удовлетворения требованиям действующего стандарта (полиое отсутствие пригара) отверстия и полости подвергаются дополнительной механической обработке. Прк выполнении отверстий и полостей в. крупногабаритных изделиях массой 400-500 кг данная смесь спекается, что существенно затрудняет ее выбиваемость.

Применение стержневой смеси указанного состава в производстве корундовых и хромсодержащнх огнеупоров, характеризующихся температурой заливки расплава 2000 С и выше, практически невозможно из-за размывания стержня струей расплава в процессе заливки формы.

Целью изобретения является повышение антипригарных свойств смеси при получении отливок из плавленолитых огнеупоров и улучшение ее выбиваемости из отливок.

Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления стержней в производстве плавленолитых огнеупоров, включающая углеродсодержащий огнеупорный наполнитель, огнеупорную добавку на основе оксида алюминия и связующее, содержит в качестве б углеродсодержащего огнеупорного наполнителя графитоцирконовые отходы

1156804

15 на основе графита при хлорировании в производстве двуокиси циркония, в качестве огнеупорной добавки на основе оксида алюминия - технический глинозем и в качестве связующего— натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 3,01-3,50 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Технический глинозем 3-10

Натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 3,01-3,50 8-15

Графитоцирконовые отходы на основе графита при хлорировании в производстве двуокиси циркония Остальное

Графитоцирконовые отходы при хлорировании в производстве двуокиси циркония представляют собой мелкокристаллический порошок с зернистостью фракции 0,08 мм следующего химического состава, мас.%: графит 50-75, двуокись циркония 10-20 и кремнезем 15-30. 2$

Необходимость ввода в состав смеси технического глинозема в количестве 3-10% обусловлена его высокой огнеупорностью и величиной зернистости (фракции 0,05 мм), сопоставимой с зернистостью графитоцирконовых огходов. С одной стороны, добавка технического глинозема затрудняет выгорание графита из смеси при формировании отливки, что приводит к меньшей загазованности отливки со стороны стержня, а с другой стороны способствует большей прочности стержня в высушенном состоянии, что уменьшает величину осыпаемости материала и в конечном счете способствует получению высокой чистоты поверхнос. ти отверстия или полости в отливке.

При содержании технического глинозема ниже 3% указанные положительные эффекты проявляются недостаточно, а при содержании его свыше 10% не наблюдается дальнейшего улучшения прочности и снижения осыпаемости.

Использование предлагаемой смеси для изготовления стержней в производстве плавленолитых огнеупоров, кроме возможности получения отверстий или полостей в отливках огнеупоров с высокой частотой поверхности, является экономически целесообразньм из-за низкой стоимости и недефицптности материалов.

При содержании натриевого жидкого стекла ниже 8% не достигается требуемой прочности стержней в высушенном состоянии, а при содержании его более

15% ухудшается выбиваемость стержней из отливок.

В табл. 1 приведены составы 1-6 предлагаемой смеси и состав 7 известной.

При изготовлении стержневой смеси использованы технический глинозем (ГОСТ 6912-74), графитоцирконовые отходы при хлорировании в производстве двуокиси циркония, содово-сульфатное жидкое стекло марки "В", плотностью 1,45 г/см .

Приготовление формовочной смеси осуществляется в лабораторных бегунах при величине замеса 3 кг, затем вручную в деревянной оснастке изготавливались стержни диаметром 50 мм и рабочей длиной 150 мм. Сушка стержней

О производится в печи СНОЛ при 150 С в течение 1-2 ч. Стержни устанавливаются горизонтально в форму с внутрен-. ними размерами 250 180 .150 мм. Заливку опытных форм со стержнями производят в печи ОКБ-2130 расплавом бакорового огнеупора при температуре о струи 1800 С. Отжиг отливок осуществляется в течение 2 сут в термоящике с диатомитовой засыпкой.

Для определения выбиваемости стержневой смеси параллельно с изготовлением стержней на лабораторном копре формуются образцы диаметром 50 и вы" сотой 50 мм, которые затем подвергаются сушке одновременно с стержнями.

Прочность материала определяется на полуавтоматическом приборе мод.

084М2. Обжиг образцов при 1500 С осуществляют в лабораторной печи на силитовых нагревателях в течение 1 ч.

Оценка чистоты поверхности отверстия или полости определяется по величине пригара следующим образом: на контролируемую поверхность накладывается проволочная сетка с квадратом 1 ° 1 см, и по количеству квадратов, где величина пригара составляет не менее 80%, подсчитывается площадь поверхности с пригаром.

Для сравнения определяется чистота поверхности и выбиваемость известной стержневой смеси.

Результаты сравнительных испытаний смесей 1-7 приведены в табл. 2.

1156804

Ингредиенты

Состав стержневой смеси, мас.Ж

1 2 3 4 5 6 7

Технический глинозем 3 5 6 7 8 10

Графитоцирконовые отходы при хлорировании в производстве двуокиси циркония

86

82

79 76

Жидкостекольная связка

13 14

18-69

18-75

Графит молотый

Электрокорунд

Смола марки ФФ-18

7-13

Та блица 2

Значения показателей для смесей

l 1 1 Г 1

Показатели

3 4 5 6

Чистота поверхности отливок бакоровых огнеупоров (величина пригара), Х. 10 15 5-10 5-10 5-10 6-12 10-15 30-50

Прочность о бр аз цо в при сжатии и высушенном состоянии, кгс/см 100 .90 80-90 . 90

90-100 90-100 50-70

Прочность образцов при сжатии после обжига при 1500 С, кгс/см

2-3 10-30

1-2 2-3

2-3 1-2 1-2

ВНИИПИ Заказ 3236/10 Тираж 747 ° Подписное

Филнал ШШ "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4

Из табл. 2 видно, что предлагаемая смесь обладает более высокими антипригарными свойствами (повышается чистота поверхности отливок) и облегченной выбиваемостью из отли- S вок (низкая остаточная прочность после обжига).

При изготовлении иэ предлагаемой стержневой смеси отверстий или полостей в отливках плавленолитых огнеупо-16 ров отмечена их высокая чистота поверхности и легкая выбиваемость, использованные стержни практически высыпаются из отливок без применения какого-либо усилия.

Экономический эффект от использования предлагаемой смеси для изготовления стержней в производстве плавленолитых огнеупоров ожидается за счет снижения брака отливок по трещиноватости и пригару.

Т а б л и ц а 1