ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ СМЕСЬ ДЛЯ УТЕПЛЕНИЯ ПРИБЫЛЕЙ ОТЛИВОК
HEAT-INSULATING MIXTURE FOR HEAT INSULATION OF HEAD OF CASTING

Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям, используемым для теплоизоляции прибылей отливок.
Известна теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок, содержащая, мас.%: порошок алюминия 10-15; древесные опилки 25-23; каолинитова глина 15-20, фосфатное связующее 7-15, кварцевый песок - остальное. RU 2093306. 6 B22D 27/06, 1997.10.20.
Однако смесь указанного состава содержит много компонентов и имеет неудовлетворительные физико-механические и теплофизические свойства, а также является экзотермической смесью, так как она содержит в своем составе порошок алюминия, который является легковоспламеняющимся.
Известна теплоизолирующая смесь для утепления прибылей отливок, содержащая мас.%: фосфатное связующее 10-15, отход ваграночного производства чугуна 85-90. Заявка №99108000, 7 B22D 27/06, 2001.01.20.
Однако смесь указанного состава имеет неудовлетворительные физико-механические и теплофизические свойства.
Изобретение направлено на улучшение физико-механических свойств теплоизолирующей смеси.
Технический результат заключается в улучшении формуемости смеси, физико-механических характеристик, в улучшении окружающей среды за счет утилизации отхода ваграночного производства, снижается стоимость за счет использования промышленных отходов и природного сырья - трепела.
Это достигается тем, что теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок, содержащая фосфатное связующее и отход ваграночного производства чугуна согласно изобретению, смесь дополнительно содержит трепел, а в качестве фосфатного связующего - алюмохромфосфатное связующее при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Алюмохромфосфатное связующее
8-12
Трепел
5-10
Отход ваграночного производства чугуна
остальное
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый состав отличается от известного введением в смесь трепела, который за счет порошкообразной структуры совместно с алюмохромфосфатным связующим образует массу, которая как бы обволакивает частицы отхода ваграночного производства чугуна, обеспечивает хорошую формуемость смеси и термостабильность при уменьшенном расходе связующего.
Подобранная совокупность компонентов и их количественное соотношение обеспечивает увеличение теплоизолирующего эффекта смеси при достаточных физико-механических свойствах, необходимых для изготовления теплоизоляционной оболочки.
Такие свойства улучшаются за счет порошкообразной структуры трепела и содержания в нем оксидов кремния и металлов, которые хорошо совместимы с оксидами, содержащимися в отходах ваграночного производства, и способствуют повышению теплостойкости смеси. Также улучшается охрана окружающей среды за счет утилизации отхода ваграночного производства и снижается стоимость за счет использования промышленных отходов и природного алюмосиликатного сырья, а также решается экологическая проблема, так как утилизируется отход производства.
Теплоизоляционная смесь готовят следующим образом: отход ваграночного производства, алюмохромфосфатное связующее и трепел в указанных по изобретению количествах загружают в смеситель и перемешивают. Отверждение проводят в печи при температуре 150-200°С в течение 20-40 минут.
Аналогично готовили смесь по составу прототипа.
Для приготовления смеси использовали следующие материалы:
Алюмохромфосфатное связующее ТУ 6-18-166-83.
Трепел Первомайского месторождения Алатырского района Чувашской Республики содержит, мас.%: оксиды кремния 60,3-72,5; железа 2,8-4,2; алюминия 8,4-10,1; кальция 2,6-12,3; магния 0,9-1,3; натрия 0,18-0,29; калия 1,4-1,5.
2
2
3
Ваграночный шлак - отход металлургического производства чугуна - содержит мас.%: SiO 40-50, CaO 18-25, AlO 9-18, FeO 4-8, MnO 2-5, MgO 1-4, S 0,05-0,1 Тяжелые металлы (мышьяк, кадмий, ртуть) не содержатся.
Составы смесей приведены в табл.1, свойства смесей приведены в табл.2
Таблица 1.
№
Ингредиенты
Содержание ингредиентов, мас.%
1
2
3
прототип
1
Алюмохромфосфатное связующее
10
8
12
-
2
Фосфатное связующее
-
-
-
10-15
3
Трепел
5
10
10
-
4
Отход ваграночного производства чугуна
85
82
78
85-90
Таблица 2.
Свойства
Показатели
1
2
3
прототип
1
Прочность на растяжение в сухом состоянии, МПа
0,44
0,42
0,40
0,355
2
Прочность на сжатие в сыром состоянии МПа
0,044
0,043
0,043
0,04
3
Коэффициент теплопроводности при 1300°С, Вт/м°С
0,25
0,27
0,26
0,29
4
Осыпаемость, %
0,45
0,5
0,55
1,3
Из таблицы 2 следует, что теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок предлагаемого состава обладает более низкой осыпаемостью, пониженным коэффициентом теплопроводности и значительно большей прочностью на растяжение и на сжатие.
Таким образом, полученная смесь для утепления прибылей отливок обладает повышенной формуемостью и улучшенными физико-механическими показателями, а также улучшается охрана окружающей среды за счет утилизации отхода ваграночного производства и снижается стоимость за счет использования промышленных отходов и природного трепела, а также решается экологическая проблема, так как утилизируется отход производства.