SU1097425A1 - Mixture for making ceramic moulds and cores of heat hardening - Google Patents

Abstract

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ТЕПЛОВОГО ОТВЕРВДЕНИЯ, включающа  огнеупорный наполнитель, крокус побочный продукт анилино-красочного производства на основе оксидов железа , воду и борсодержащее соединение, отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  утилизации отходов производства, защиты окружающей среды от загр знени  упом нутыми отходами и снижени  ее себестоимости, смесь содержит в качестве борсодержащего соединени  шлам эмалировани  при изготовлении сантехнического оборудовани  в виде продукта с содержанием 17-21 мас.% борного ангидрида при следующем соотношении ингредиентов , мас.%: § Крокус0,5-2,0 Вода0,5-2,0 Юлам эмалировани  с 17-21 мас.% борного ангидрида 6-18 Огнеупорный наполнитель - ОстальноеMIXTURES FOR MANUFACTURING CASTING CERAMIC FORMS AND THERMAL REVERSING RODS, including a refractory filler, crocus by-product of aniline-dye production based on iron oxides, water and a boron-containing compound, for the purpose of recycling, the waste material. knowledge of these wastes and reducing its cost, the mixture contains, as a boron-containing compound, enameling sludge in the manufacture of sanitary equipment in the form of Kta with a content of 17-21 wt.% boric anhydride with the following ratio of ingredients, wt.%: § Crocus 0.5-2.0 Water 0.5-2.0 Yulam enameling from 17-21 wt.% boric anhydride 6-18 Refractory filler - the Rest

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к составам смесей, используемых дл  изготовл ни  керамических стержней и форм теплового отверждени . Известна смесь дл  получени  спекаемых форм, содержаща  пылевидный кварц, окись алюмини  и буру. Прочность данной смеси формируетас  за счет высокотемпературного вэ имодействи  окиси алюмини  и буры Ш Однако ввиду ограниченного взаимодействи  окиси алюмини  .и буры данна  смесь не обладает легкой ci eкаемостью . Кроме того, в процессе спекани  происходит усадка смеси, сопровождающа с  деформацией форм образованием трещин.j Известна смесь дл  изготовлени  литейных форм, содержаща  огнеупорньтй наполнитель, водный раствор фосфата алюмини  и гематитовую руду. Такие смеси позвол ют получать формы путем спекани  при повышенных температурах Ш Однако использование гематитовсй руды требует дополнительных опера1;ий по ее подготовке (размоле и классифи кации) . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигн то мурезультату  вл етс  смесь дп Изготовлени  литейных керамических форм и стержней теплового отверждени , котора  имеет следующий состав, мас.%: Крокус - побочный продукт анилино-красочного производства на основе оксидов железа .0,5-2,0 Тетраборат натри  2,0-8,0 Вода0,3-2,0 Огнеупорньй наполнительОстальное Така  смесь позвол ет при температурах спекани  200-500°С получать формы, обладающие повьщгенными мехаг ническими свойствами, газопроницаеН мостью, термостойкостью, пониженно осыпаемостью. Использование такой смеси дает возможность значительно сократить энергозатраты при изгото лении форм и стержней sj . Однако в состав этой смеси вход дорогосто щий и дефицитный продукт тетраборат натри  () ,содерж 1ние которого в значительной степени определ ет себестоимостью смеси. Цель изобретени  - утилизаци  отходов производства, запшта окружающей среды от загр знени  упом нутыми отходами и снижение себестоимости смеси. Поставленна  цель достигаетс  тем, что смесь дл  изготовлени  литейных керамических форм и стержней теплового отверждени , включающа  огнеупорный наполнитель, крокус - побочный продукт анилино-красочного производства на основе оксида железа, воду и борсодержащее соединение, содержит в качестве упом нутого борсодержащего соединени  шлам эмалировани  при изготовлении сантехнического оборудовани  в виде продукта с содержанием 17-21 мас.% борного ангидрида при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Крокус.0,5-2,0 Вода0,5-2,0 Шлам эмалировани  с 17-21 мас.% борного ангидрида 6,0-18,0 Огнеупорный наполнительОстальное Шлам эмалировани  представл ет собой бельй порошок с удельной поверхностью 1500-2000 и имеет следующий состав, мас.%: ,0-21,0 Ti0215,0-20,0 ,0-13,0 3NaF--AlF 5,0-7,0 ,4-3,5 ,4-3,0 ,02-0,08 Остальное Снижение содержани  шлама эмалировани  ниже 6% приводит к резкому разупрочнению форм, а повышение содержани  шлама Bbmie 18% приводит к понижению газопроницаемости форм. При использовании шлама эмалировани  его ввод т в смесь без предварительной подготовки в виде порошка. Приготовление смеси производ т перемешиванием исходных компонентов в смесител х каткового, лопастного или шнекового типа, продолжительность перемешивани  составл ет 13 мин. Температура спекани , обеспечивающа  необходимые технологические свойства, составл ет 500-600°С. Снижение температуры спекани  ниже приводит к значительному снижению прочностных свойств форм. Увеличение температуры спекани  вьпи не дает существенного увеличе ни  прочности. П р и м е р. Смесь готов т перем шиванием исходных компонентов в теч ние 3 мин. В качестве огнеупорной основы используют кварцевый песок 1К02А. В табл.1 приведены составы смесе предлагаемые (1-4) и по прототипу ( Образцы дл  определени  технологических свойств смеси готов т в стандартных гильзах. Испытание технологических свойств провод т по стандартным методикам. Термостойкость определ ют охлажд нием предварительно нагретых до 1000°С образцов смеси в воде. За показатель термостойкости при нимают число циклов нагрева и охлаж дени , за которое масса образца уменьшаетс   на 30%. Результаты измерений технологических свойств смеси приведены в табл.2. Ингредиенты Содержание Как видно из табл. 2, использование в предлагаемых составах смесей побочного продукта в виде шлама эмалировани  позвол ет получить керамические формы, технологические, свойства которых практически близки варианту по прототипу. Однако при этом вместо дорогосто щего и дефицитного тетрабората натри  используетс  побочньш продукт эмалировани ,  вл ющийс  отходом. Утилизаци  указанного отхода предотвращает загр знение им окружающей среды, а за счет низкой его стоимости способствует снижению себестоимости смеси. Предлагаема  смесь обладает высокими прочностными свойствами, низкой гигроскопичностью, высокой термостойкостью и может использоватьс  дл  изготовлени  разовых и полупосто нных керамических форм и стержней, изготавливаемых тепловым отверждением, а также дл  изготовлени  футеровок. плавильных и нагревательных агрегатов. Таблица 1 ингредиентов, мае. %, в смес хThe invention relates to foundry, in particular, to compositions of the mixtures used to make ceramic rods and heat curing forms. A known mixture for obtaining sintered molds, containing powdered quartz, alumina and borax. The strength of this mixture is formed due to the high-temperature resistance of alumina and borax III. However, due to the limited interaction of alumina and the borax, this mixture does not have easy ci emaciation. In addition, during the sintering process, the mixture shrinks, which is accompanied by the deformation of the forms by the formation of cracks. J A known mixture for the manufacture of casting molds, containing a refractory filler, an aqueous solution of aluminum phosphate and hematite ore. Such mixtures make it possible to obtain forms by sintering at elevated temperatures. However, the use of hematite ore requires additional steps for its preparation (grinding and classification). The closest to the proposed technical essence and achieved the result is a mixture dp Production of casting ceramic molds and heat-curing rods, which has the following composition, wt.%: Crocus is a by-product of aniline-dye production based on iron oxides .0,5- 2.0 Sodium tetraborate 2.0-8.0 Water 0.3-2.0 Refractory filler The remaining Such mixture allows, at sintering temperatures of 200-500 ° C, to obtain forms with superior mechanical properties, gas permeability, heat resistance, reduced but crumbling. The use of such a mixture makes it possible to significantly reduce the energy consumption during the manufacture of sj forms and rods. However, the input of this mixture is an expensive and scarce product sodium tetraborate (), the content of which largely determines the cost of the mixture. The purpose of the invention is the disposal of industrial waste, the environment from contamination with said waste and the reduction of the cost of the mixture. The goal is achieved in that the mixture for the manufacture of casting ceramic molds and heat-curing rods, including a refractory filler, crocus, a by-product of aniline-dye production based on iron oxide, water and a boron-containing compound contains, as mentioned boron-containing compound, enamelling sludge during production sanitary equipment in the form of a product with a content of 17-21 wt.% boric anhydride with the following ratio of ingredients, wt.%: Crocus 0.5-2-2.0 Water 0.5-2.0 Enamel sludge Neither from 17 to 21 wt.% of boric anhydride 6.0-18.0 Refractory filler. The remaining enamelling sludge is laundry powder with a specific surface of 1500-2000 and has the following composition, in wt.%:, 0-21.0 Ti0215.0 -20.0, 0-13.0 3NaF - AlF 5.0-7.0, 4-3.5, 4-3.0, 02-0.08 Else A decrease in the enameling sludge content below 6% leads to a sharp softening of the forms, and an increase in the Bbmie sludge content of 18% leads to a decrease in the gas permeability of the forms. When enameling sludge is used, it is introduced into the mixture without prior preparation in the form of a powder. The mixture is prepared by mixing the starting components in mixers of the roller, paddle or screw type, the duration of mixing is 13 minutes. The sintering temperature, which provides the necessary technological properties, is 500-600 ° C. Lowering the sintering temperature below leads to a significant decrease in the strength properties of the molds. An increase in the sintering temperature of the top gives no significant increase in strength. PRI me R. The mixture is prepared by mixing the initial components for 3 minutes. Quartz sand 1K02A is used as a refractory base. Table 1 shows the mixtures proposed (1-4) and the prototype (Samples for determining the technological properties of the mixture are prepared in standard sleeves. Testing the technological properties is carried out according to standard methods. Temperature resistance is determined by cooling samples heated to 1000 ° C mixtures in water. The number of cycles of heating and cooling, for which the sample mass is reduced by 30%, is taken as an indicator of heat resistance. The results of measurements of the technological properties of the mixture are given in Table 2. Ingredients Contents As can be seen Table 2, the use in the proposed compositions of mixtures of a by-product in the form of enamelling sludge, allows to obtain ceramic forms whose technological properties are almost similar to the prototype. However, instead of expensive and scarce sodium tetraborate, an enamel byproduct is used that is a waste. Disposal of this waste prevents it from contaminating the environment, and at the expense of its low cost helps reduce the cost of the mixture. The proposed mixture has high strength properties, low hygroscopicity, high heat resistance, and can be used to make single and semi-permanent ceramic molds and rods manufactured by heat curing, as well as to make linings. melting and heating units. Table 1 of ingredients, May. % in mixtures

Кварцевый песок 1К02АQuartz sand 1K02A

КрокусCrocus

Шлам эмалировани Enameling sludge

СвойстваProperties

.Прочность на сжатие в сыром состо нии кгс/см. Compressive strength in wet condition kgf / cm

Прочность на сжатие, кгс/см, после спекани  в течение 30 мин при, СCompressive strength, kgf / cm, after sintering for 30 min at, С

86 86

8282

7878

88 288 2

2 2 2 2

22

1414

18 1018 10

Таблица 2table 2

СмесиMixes

0,10 0,10 0,13 0,100.10 0.10 0.13 0.10

0,070.07

500500

600600

Осыпаемость после спекани , / Газопроницаемость, ед. Гигроскопичность, % Термостойкость, число цикловThe precipitation after sintering, / Gas permeability, units Hygroscopicity,% Heat resistance, number of cycles

Продолжение табл. 2Continued table. 2

43,043.0

6,06.0

68,068.0

100,0100.0

74,074.0

5,0 .5.0.

93,093.0

112,0112.0

137,0137.0

100,0100.0

,03, 03

0,010.01

0,010.01

0,000.00

0,000.00

270270

230230

270270

190190

,01, 01

0,010.01

0,010.01

0,010.01

0,010.01

10ten

1414

10ten

1212

Claims (1)

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ТЕПЛОВОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ, включающая огнеупорный наполнитель, крокус побочный продукт анилино-красочного производства на основе оксидов железа, воду и борсодержащее соединение, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения утилизации отходов производства, защиты окружающей среды от загрязнения упомянутыми от-¹· ходами и снижения ее себестоимости, смесь содержит в качестве борсодержащего соединения шлам эмалирования при изготовлении сантехнического оборудования в виде продукта с содержанием 17-21 мас.% борного ангидрида при следующем соотношении ингредиентов , мае. %:MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF CASTING CERAMIC FORMS AND THERMAL CURING BARS, including refractory filler, crocus by-product of aniline-dye production based on iron oxides, water and a boron-containing compound, characterized in that, in order to ensure the disposal of production waste, it is environmentally protected from pollution by ¹ · waste and reducing its cost, the mixture contains enamel sludge as a boron-containing compound in the manufacture of sanitary equipment in the form of a product with a content of 17-21 wt.% boric anhydride in the following ratio of ingredients, May. %: Крокус 0,5-2,0Crocus 0.5-2.0 Вода 0,5-2,0Water 0.5-2.0 Шлам эмалирования с 17-21 мас.% борного ангидрида Огнеупорный наполнительEnamel sludge with 17-21 wt.% Boric anhydride Refractory filler 6-186-18 Остальное аИ· ^упорный фосфатаElse ai · ^ resistant phosphate