Способ приготовления шлакомагнезиальной сырьевой смеси

 

Использование: в металлообрабатывающей промышленности. Сущность: способ приготовления шлакомагнезиальной сырьевой смеси для изготовления державок резцов токарных станков включает получение раствора шестиводного хлорида магния плотностью 1,3 г/см смешением шестиводного хлорида магния с раствором, отходом производства капроновых волокон, образующимся на стадии промывки свежевытянутых капроновых воло кон, с последующим затворением этим раствором сухой смеси тонкомолотых каустического магнезита и основного гранулированного доменного шлака при следующем соотношении компонентов в мас.%: тонкомолотый основной гранулированный доменный шлак 47,6- 50,00; шестиводный хлорид магния (в пересчете на MgCl2) 10,00-12,44; указанный раствор 8,9-10,8; тонкомолотый каустический магнезит остальное. Полученный материал имеет прочность при сжатии 118,8 МПа, водопоглощение 1,06%; усадка отсутствует . 1 табл. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 04 В 28/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (с

СO (л ((Я

1( (21) 4874229/33 (22) 19,07.90 (46) 15,10.92. Бюл, М 38 (71) Тульский политехнический институт (72) С,А.Васин, Л.А,Васин, Г.Е.Мишунина и Н.Н.Бородкин (56) Авторское свидетельство СССР

N - 601392, кл. Е 21 В 33/138, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ь 870673, кл. E 21 В 33/138, 1978, (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШЛАКОМАГНЕЗИАЛЬНОЙ СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ (57) Использование: в металлообрабатывающей промышленности. Сущность: способ приготовления шлакомагнезиальной сырьевой смеси для изготовления державок рез-цов токарных станков включает получение раствора шестиводного хлорида магния

Изобретение относится к способу приготовления шлакомагнезиальной сырьевой смеси и может найти применение для изготовления державок резцов токарных станков взамен металлических, Известен способ приготовления шлакомагнезиальной смеси путем затворения концентрированным водным раствором хлористого магния сухой смеси, включающей оксид магния и молотый кислый гранулированный шлак.

Известный способ имеет недостатки: низкая прочность затвердевшей смеси (Rcx < 80мпа); низкая коррозий ная стойкость в растворах хлористых солей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, который заключается в предвариЯЛ 1768553 А1 плотностью 1,3 г/см смешением шестиводного хлорида магния с раствором, отходом производства капроновых волокон, образующимся на стадии промывки свежевытянутых капроновых волокон, с последующим затворением этим раствором сухой смеси тонкомолотых каустического магнезита и основного гранулированного доменного шлака при следующем соотношении компонентов в мас. ; тонкомолотый основной гранулированный доменный шлак 47,650,00; шестиводный хлорид магния (в пересчете на М9С!2) 10,00 — 12,44; указанный раствор 8,9 — 10,8; тонкомолотый каустический магнезит остальное, Полученный материал имеет прочность при сжатии 118,8

МПа, водопоглощение 1,067; усадка отсутствует, 1 табл. тельном растворении гидроксихлорида магния (Mg Clz 6Н20) в воде из расчета получения плотности раствора хлористого магния

1,3 г/м и затворения этим раствором сухой смеси, включающей каустический магнезит и молотый основной гранулированный доменный шлак при следующем соотношении компонентов, мас,%; каустический магнезит 9,5 — 25 молотый основной гранулированн ый доменный шлак 37 — 53

Mg CI2 12-12,5 вода Остал ьное

Известным способом получена сырьевая шлакомагнезиальная смесь, которая хорошо противостоит действию хлорсодержащих солей, 1768553

10,10 — 12,44

Известный способ получения шлакомагнезиальной сырьевой смеси имеет недостатки, лимитирующие его применение для изготовления державок резцов токарных станков: недостаточная прочность при изгибе и сжатии (йст < 80 Mfla Визг "5 мпа) повышенное водопоглощение (4-5%); наличие объемной влажностной усадки (2-2.5 ) в процессе схватывания.

Цель данйогб" изобретения — повышен ние прочйОсти, движение вбдопоглощения, исключение усадки.

Поставленйая цель достигается тем, что способ приготовления шлакомагнезиальной сырьевой смеси для изготовления державок резцов токарных станков, включающий получение шестиводного хлорида магния раствора плотностью 1,3 г/см з с последующим затворением этим раствором сухой смеси, тонкомолотых каустического магнезита и основного гранулированного доменного шлака, при этом раствор шестиводного хлорида магния плотностью 1,3 г/см получают смешением з шестиводного хлорида магния с рс творомотходом производства капроновых волокон, образующимся на стадии промывки свежевытянутых капроновых волокон при следующем соотношении компонентов, мас.%: молотый основной гранулированный доменный шлак 47,60 — 50,00 шестиводный хлорид магния в расчете на MgClz раствор от промывки свежевытянутых капроновых волокон 8,90-10,80 каустический магнезит Остальное

Для приготовления шлакомагнезиальной смеси используют следующие компоненты: каустический магнезит MgG — оксид магния белого цвета (без серы) с удельной поверхностью 6000 см2/г. Предел прочности при сжатии 63 МПа (M 600), содержание

98%; доменный гранулированный основной шлак с удельной поверхностью 2800 см /г.

Модуль основности 1,05-1,08, Химический состав шлака, мас.%:

SizO 38,47 — 39,38

АЬОз 7,50 — 9,05

СаО 42,26 — 43,36

Mg0 7,27 — 7,90

FeO 0,31 — 0,35

МпО 0,23 — 0,26

Я 1,74-1,92

55 шестиводный хлорид магния Mg Clzx

x6HzO. В эксперименте принята общеизвестная соль магния (бишофит); раствор от промывки свежевытянутых волокон капрона — отход производства капроновых волокон. Представляет коллоидный, слабомутный раствор без .запаха, Получается как попутный отход в процессе промывки горячей водой свежевытянутых капроновых волокон при их производстве.

Этот водный раствор имеет рН 9,5 — 10 и содержит, мас % моющее средство

ПΠ— 10 0,2-0,36 капролактам 0,0215 — 0,044 машинное масло (замасл и вател ь) ° 0,01-0,013 вода Остальное

Способ приготовления шлакомагнезиал ьной смеси осу ществля ют и ри следующем соблюдении выполнения отдельных операций, В специальныхемкостях приготавливают затворитель, т.е. в емкость с температурой не менее 5 С и не выше 20 — 25 С подают раствор, полученный от промывки свежевытянутых воловон капрона, В эту же емкость загружают гидроксихлорид магния (MgCIz 6H20) из расчета получения раствора плотностью 1,3 г/см . Одновременно в другой емкости (растворомешалке) перемешивают 0,5 — 1 мин отдозированные каустический магнезит и молотый гранулированный шлак. Смесь сухих компонентов "àòâîðÿþò предварительно приготовленным раствором, имеющим плотность

1,3 г/см, и перемешивание продолжают еще 1-1,5 мин. Из полученной суспензии методом литья с вибрированием формуют в металлических разъемных формах державки для резцов токарных станков. Формы помещают в тепловой агрегат, выдерживают при температуре 55 +5 С до конца схватывания, а затем формы распалубливают и изделия твердеют при нормальных условиях в течение 28 суток с момента формования.

Пример 1, Взвешивают 3 кг 840 r (29,16 мас.%) каустического магнезита, 6 кг

270 г (47,6 мас.%) молотого гранулированногс шлака с модулем основности 1,065 и удельной поверхностью 2800 см2/г. Отдозированные компоненты перемешивают в сухом состоянии 0,5 мин. Одновременно в другой мешалке готовят затворитель 1,3 г/см, путем растворения 4 кг Mg CI2 .6Н20, содержащего 12,44 мас.% хлористого магния, в 1 кг 624 г (10,88% от массы смеси) раствора, полученного от промывки свеже1768553 вытянутых волокон капрона. Смесь сухих компонентов перемешивают с этим количеством затворителя в течение 1,5 минуты.

Полученную смесь формуют методом литья с вибрированием в виде образцов с размерами 16 х 4 х 4 см. Сформованные образцы в формах помещают в сушильный шкаф и при температуре 55й 2 С выдерживают в течение 15 ч, т.е, до наступления конца схватывания, а затем формы распалубливают и образцы выдерживают в условиях нормального твердения на воздухе в течение 28 сут, Готовые образцы изделий испытывают на прочность, водопоглощение и величину объемной усадки, так как эти свойства для изготовляемых державок резцов являются основными. Результаты испытаний способа приготовления шлакомагнезиальной сырьевой смеси, приготовленной известным способом (опыт 6) и предлагаемым (опыты 2-4) даны в таблице. Результаты испытаний приведены в таблице (опыт 2). Аналогичным способом приготовляют и другие шлакомагнезиальные смеси (опыты 3 и 4), в том числе и запредельные (1 и 5), в которых изменено водотвердое отношение и качественное соотношение компонентов.

Пример 2. Известный способ (прототип) приготовления шлакомагнезиальной смеси осуществляется из материалов, которые применяют и в заявляемом способе, причем при одинаковом В/Т = 0,276. Отдозированный в количестве 3 кг 849 г(25,61 ) каустический магнезит перемешивают с отдозированным шлаком, взятом в количестве

6 кг 270 r (41,81 ). Смесь сухих компонентов затворяют концентрированным водным раствором хлористого магния с плотностью

1,3 г/см, взятом в количестве 3,770 л з (10,91/ М9С(и 21,66 вода). Затворенную смесь перемешивают дополнительно 1,5 мин. Из полученной композиции формуют методом вибрирования образцы — балочки, размером 16 х 4 х 4 см. Через 32 ч с момента затворения в процессе предварительного нагревания композиция схватывается и образцы изделий распалубливают, а затем помещают их в условия естественного твердения (воздушно-сухие) при температуре 20+. 2 С на 28 суток. Готовые образцы испытывают на прочность, водопоглощение и объемную усадку. Результаты испытаний приведены в таблице (опыт 6).

Образцы из шлакомагнезиальной смеси, приготовленной предлагаемым способом, в сравнении с известным, имеют: более высокую прочность при сжатии и изгибе, соответственно в 1,4 — 1,56 и в 1,46 — 1,9 раза выше; уменьшается водопоглощение на 3,2—

4 04 ; исключается объемная усадка при твер5 дени и.

Достижение цели объясняется следующими физико-механическими процессами, протекающими в смеси, приготовляемой предложенным способом:

10 шлакомагнезиальная смесь обладает повышенными тиксотропными свойствами при формовании методом литья с вибрированием, что способствует лучшему вытеснению воздуха из смеси при формовании, а

15 следовательно, уплотнению, снижению пористости и, в конечном счете, снижению водопоглощения, повышению прочности; коллоидные частицы капролактама томпонируют дополнительно пары и, тем са20 мым, способствуют повышению плотности, прочности, снижению водопоглощения и исключению усадки; промывная вода капроновых волокон обладает щелочной средой (рК вЂ” 9,5 — 10,11), 25 что способствует активизации основного гранулированного доменного шлака, а следовательно, и повышенйю прочности," Активизированный шлак щелочной средой в присутствии магнезиального вяжущего не

55 дает усадки при твердениц.

Предлагаемый способ имеет следующие технико-экономические преимущества; утилизируется целенаправленно попутный отход производства капрона — промывной раствор свежевытянутых капроновых волокон, содержащий комплексное поверхностно-активное вещество (ПВА) и имеющий щелочную среду, способствующую активизации гранулированного .шлака; заменяются дефицитные традиционные материалы (сталь, чугун), используемые для державок, менее дефицитными — шлакомагнезиальной сырьевой смесью; простой способ формования державок— литье с вибрированием.

Предлагаемый способ изготовления шлакомагнезиальной смеси в сравнении с изготовлением металлических державок позволяет снизить себестоимость материала на 80 .

Формула изобретения

Способ приготовления шлакомагнезиальной сырьевой смеси п.реимущественно для изготовления державок резцов токарных станков, включающий приготовление раствора шестиводного хлорида магния плотностью 1,3 г/см с последующим затворением этим раствором сухой смеси тонкомолотых каустического магнезита и основного гранулированного доменного шлака, отличающийся тем, что, с целью

1768553 тонкомолотый основной гранулированный доменный шлак 47,6 — 50,00 шестиводный хлорид магния (в пересчете на MgCI2) указанный раствор тон комолотый каустический магнезит Остальное повышения прочности, снижения водопог-. лощения и ликвидации усадки, раствор шестиводного хлорида плотностью 1,3 г/см з готовят смешением шестиводного хлорида магния с раствором- отходом производства капроновых волокон, образующимся на стадии промывки свежевытянутых капроновых волокон, при следующем соотношении компонентов, мас. :

10,00 — 12,44

8,9-10,8

Состав шлакомагнезиальной сырьевой смеси, мас.%

Опыт

Водотвер" дое отно" шение, О/т

Водопоглощение, мас.%

Прочность, МПа, при

Объемная усадка, %

Г1Вс1 х х 6Н20 в пересчете на Г1вс12

Вода

Каустический магие" зит изгибе сжатии (Г1ВО) 2,7

1;3

1,06

0,66 литьем

0,56

0

0 с вибрированием

13,13

10,80

10,70

8,9

8,82

0,33

О, 276

0,277

0,227

0,18

21366 0,276

4,5

2,5

40

50

Составитель С. Васин

Техред М.Моргентал Корректор В. Петраш

Редактор

Заказ 3618 Тираж 341 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственйо-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Домен" ный ос" новной гранулированный шлак (моло" тый) 1 285 456

2 29, 16 47,6

3 30,00 48,00

4 31,00 50,00

5 31,13 50,15

6 25,61 41,81

12,77

12,44

11,30

10,10

9 90 t 0,91

Раствор от про" мывки свежевытянутых волокон капрона

16 76

21 105

27,42 118,8

24,60 104,0

8е формуется

14,3 76,00