теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок

Формула изобретения

Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок, содержащая фосфатное связующее и отход ваграночного производства чугуна, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит трепел, а в качестве фосфатного связующего - алюмохромфосфатное связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%:

алюмохромфосфатное связующее	8-12
трепел	5-10
отход ваграночного производства чугуна	остальное

Описание изобретения к патенту

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.

Ваграночный шлак - отход металлургического производства чугуна - содержит мас.%: SiO₂ 40-50, CaO 18-25, Al ₂O₃ 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.