PL171969B1

PL171969B1 - The method of obtaining ceramic, heat-insulating coverings of risers

Info

Publication number: PL171969B1
Application number: PL29995893A
Authority: PL
Inventors: Adam Gierek; Aleksander Smolinski; Franciszek Binczyk; Tomasz Mikuszewski
Original assignee: Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1993-08-04
Publication date: 1997-07-31
Also published as: PL299958A1

Abstract

Sposób otrzymywania ceramicznych, termoizolacyjnych otulin nadlewów, znamienny tym, ze formuje się je bezpośrednio w formie odlewniczej wlewając ciekle samopęczniejące suspensję ceramiczne w odpowiednio ukształtowaną wnękę gniazda otuliny, po czym następuje ich ekspandowanie pozwalające na zapełnienie całej objętości w/w wnęki i samorzutne utwardzenie chemiczne, przy czym jako ciekłe suspensję ceramiczne wprowadza się intensywnie wymieszany sproszkowany wypełniacz zawierający od 40 do 100% Al2O3 w ilości do 60% wagowych z kwaśnym fosforanem glinu stabilizowanym chromem, rozcieńczonym wodą od 5 do 10% wagowych w ilości od 15 do 40% wagowych, oraz samorozpadowym proszkiem stopu Fe-Al zawierającym od 35 do 40% wagowych Al, w ilości od 5 do 25% wagowych.A method of obtaining ceramic, thermally insulating riser sleeves, characterized in that they are formed directly in a casting mould by pouring a liquid self-swelling ceramic suspension into a suitably shaped cavity of the sleeve socket, followed by their expansion allowing for filling the entire volume of the aforementioned cavity and spontaneous chemical hardening, wherein the liquid ceramic suspension is an intensively mixed powdered filler containing from 40 to 100% Al2O3 in an amount of up to 60% by weight with chromium-stabilized acidic aluminum phosphate, diluted with water from 5 to 10% by weight in an amount of 15 to 40% by weight, and a self-decomposing Fe-Al alloy powder containing from 35 to 40% by weight of Al in an amount of 5 to 25% by weight.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania termoizolacyjnych otulin nadlewów z samopęczniejących, wiążących chemicznie na powietrzu ceramicznych mas o strukturze porowatej.The subject of the invention is a method of obtaining thermal insulation lagging of risers from self-swelling, chemically air-binding ceramic masses with a porous structure.

Znane sposoby przedłużania czasu zasilania odlewów ciekłym metalem poprzez stosowanie otulin termoizolacyjnych polegają na stosowaniu: wkładek ceramicznych zawierających wypełniacze krzemionkowe, szamotowe, keramzytowe, ze spęczonych glinokrzemianów, np perlitu, mikrosferowe i inne oraz spulchniacze takie jak np. trociny, plewy zbozowe i wiele innych, oraz przez formowanie otulin z krzemionkowych samoutwardzalnych mas ciekłych (CMS), charakteryzujących się dość znaczną jak na masy formierskie i rdzeniowe porowatością.Known methods of extending the time of supplying castings with liquid metal by using thermal insulation coatings consist in the use of: ceramic inserts containing silica, chamotte, keramzite fillers, made of swollen aluminosilicates, e.g. perlite, microspheres and others, as well as loosening agents such as sawdust, grain chaff and many others, and by forming coatings from silica self-curing liquid masses (CMS) characterized by quite significant porosity for molding and core sand.

Dotychczas znane sposoby otrzymywania otulin termoizolacyjnych nadlewów charakteryzują się tym, ze maksymalną porowatość można było uzyskać dzięki zastosowaniu drogich wypełniaczy jak np. perlit czy mikrosfery, których niewielka wytrzymałość uniemożliwiała formowanie metodą zagęszczania bardziej złożonych ich kształtów, również intensywne mieszanie mas z tymi drogimi wypełniaczami jest utrudnione, gdyż nie może doprowadzić do ich rozkruszenia.The methods of obtaining heat-insulating covers of risers known so far are characterized by the fact that the maximum porosity could be obtained thanks to the use of expensive fillers, such as, for example, perlite or microspheres, the low strength of which made it impossible to form more complex shapes by compacting them, also intensive mixing of the masses with these expensive fillers is difficult. because it cannot crush them.

Sposób według wynalazku polega na tym, że ceramiczne termoizolacyjne otuliny nadlewów, formuje się bezpośrednio w formie odlewniczej wlewając ciekłe samopęczniejące suspensję ceramiczne w odpowiednio ukształtowaną wnękę gniazda otuliny, po czym następuje ich ekspandowanie pozwalające na zapełnienie całej objętości w/w wnęki i samorzutne utwardzenie chemiczne, przy czym jako ciekłe suspensję ceramiczne wprowadza się intensywnie wymieszany sproszkowany, wypełniacz zawierający od 40 do 100% AI2O3 w ilości do 60% wagowych z kwaśnym fosforanem glinu stabilizowanym chromem, (Glifos) rozcieńczonym wodą od 5 do 10% wagowych w ilości od 15 do 40% wagowych oraz samorozpadowym proszkiem typu Fe-Al zawierającym od 35 do 40% wagowych Al, (Alfer 35) w ilości od 5 do 25% wagowych.The method according to the invention consists in the fact that ceramic heat-insulating coverings of risers are formed directly in the casting mold by pouring a liquid, self-swelling ceramic suspension into a suitably shaped cavity of the cover socket, followed by their expansion, allowing for filling the entire volume of the above-mentioned cavity and spontaneous chemical hardening, whereby, as the liquid ceramic suspension, an intensely mixed powdered filler containing from 40 to 100% by weight of Al2O3 in an amount of up to 60% by weight with a chromium-stabilized acid aluminum phosphate (Glyphos) diluted with water from 5 to 10% by weight in an amount of 15 to 40 is introduced % by weight and self-disintegrating powder of the Fe-Al type containing from 35 to 40% by weight of Al, (Alfer 35) in an amount of 5 to 25% by weight.

W sposobie według wynalazku w pierwszym etapie wytwarzania jest ciekła suspensja poprzez zmieszanie trzech podstawowych składników z sproszkowanego (ziarnistość 0,04-0,2 mm) wypełniacza bogatego w AI2O3 w ilości do 60%, np. z palonki mulitowej lub z materiałów odpadowych zawierających 30-40 i więcej % wagowych kaolinu, z amorficznego spoiwa-kwaśnego fosforanu glinowego stabilizowanego chromem (Glifos) w ilości 15-40% wagowych w stosunku do składników sypkich rozcieńczonego wodą w ilości 5 do 10% oraz z 5 do 25% wagowych sproszkowanego w rezultacie samorozpadu, stopu Fe-Al (Alfer 35) o uziarnieniu 0,02 do 0,2 mm.In the method according to the invention, the first production step is a liquid suspension by mixing the three basic components with powdered (grain size 0.04-0.2 mm) filler rich in Al2O3 in an amount up to 60%, e.g. from mullite log or from waste materials containing 30 -40 and more% by weight of kaolin, from amorphous binder-acid aluminum phosphate stabilized with chromium (Glyphos) in the amount of 15-40% by weight in relation to the loose ingredients, diluted with water in the amount of 5 to 10% and from 5 to 25% by weight of the resulting powder self-decomposition, Fe-Al alloy (Alfer 35) with grain size 0.02 to 0.2 mm.

W drugim etapie procesu następuje zalanie powyższej suspensji do wnęki stanowiącej w formie odlewniczej gniazdo odtwarzające kształt otuliny. Gniazdo otuliny może być uszczelnione dzięki wyłożeniu foremką papierową. Kształt otuliny może być dowolny, poprzez zastosowanie pneumatycznego modelu gumowego, (pustego w środku) możliwe jest otrzymanie nadlewu kulistego.In the second stage of the process, the above-mentioned suspension is poured into the cavity, which in the casting mold is a cavity that recreates the shape of the cover. The socket of the cover can be sealed thanks to the lining with a paper mold. The shape of the cover can be any shape, by using a pneumatic rubber model (hollow inside) it is possible to obtain a spherical feed.

Trzeci etap - to ekspendowanie suspensji wskutek wydzielania się gazów (głównie wodoru), będących produktami reakcji kwaśnego fosforanu glinowego ze składnikami metalicznymi stopu rozpadowego Alfer 35 i jej równoczesne utwardzanie. Powstaje w efekcie obojętny, nierozpuszczalny w wodzie fosforan glinu wiążący ze sobą cząstki wypełniacza i tworzący jako produkty stałą masę oraz wspomiany produkt gazowy będący przyczyną znacznej porowatości zawierającej się objętościowo w przedziale 25 do 60%.The third stage is the expansion of the suspension due to the evolution of gases (mainly hydrogen), which are the products of the reaction of aluminum acid phosphate with the metallic components of the Alfer 35 decomposition alloy and its simultaneous hardening. As a result, an inert, water-insoluble aluminum phosphate binds the filler particles together and forms a solid mass as products, and the said gas product, which causes a significant porosity in the range of 25 to 60% by volume.

Procesem utwardzania, a jednocześnie porowatością można sterować stosując m in. podgrzewanie do temperatury 110°C.The hardening process and, at the same time, the porosity can be controlled by using, among others, heating to 110 ° C.

Ceramiczna masa porowata kształtująca otulinę termoizolacyjną nadlewu powinna być podsuszona lub, co jeszcze korzystniejsze, wysuszona.The ceramic porous mass shaping the heat-insulating cover of the riser should be dried or, even more advantageously, dried.

Przykład. Poprzez intensywne mieszanie wykonywana jest ciekła suspensja (gęstwa), w skład której wchodzi:Example. Through intensive mixing, a liquid suspension (slurry) is made, which includes:

Palonka wysokoglinowa -100 cz ęści wagowycy proszek metalowy Alfer 35 - 30 cczści wcggwcch spoiwo fosforanowe Glifos C - 30 3czści wf^g^c^o^j^c^ti woda - 20 części wagowych.High-alumina binder - 100 parts of a weight of metal powder Alfer 35 - 30 parts of a total of Glyphos C phosphate binder - 30 parts of a total of 30 parts by weight and water - 20 parts by weight.

Po zalaniu do gniazda otuliny w formie następuje proces ekspendowania i utwardzania ceramicznej masy porowatej, która jest następnie suszona przez 4 godziny na powietrzu celem uzyskania odpowiednich właściwości. Kształtują się one następująco:After pouring the cover into the mold, the process of expanding and hardening the ceramic porous mass, which is then dried for 4 hours in the air in order to obtain the appropriate properties. They are as follows:

gęstość pozorna - p_p = 0,p5 gCcm³, współczynnik przewodnictwa cieplnego w temperaturze 1000°C - λ = 0,36W/m K wytrzymałość na ściskanie - R_c = 0,98 - 1,30 MPaapparent density - p _p = 0, p5 gCcm ³ , thermal conductivity coefficient at 1000 ° C - λ = 0.36W / m K Compressive strength - R _c = 0.98 - 1.30 MPa

171 969171 969

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 2,00 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies Price PLN 2.00

Claims

Patent claim

The method of obtaining ceramic, heat-insulating coverings of risers, characterized by forming them directly in a casting mold by pouring liquid, self-swelling ceramic suspensions into a suitably shaped cavity of the cover socket, and then expanding them, allowing for the filling of the entire volume of the above-mentioned cavity and spontaneous chemical hardening, wherein as the liquid ceramic suspension is introduced an intensely mixed powdered filler containing from 40 to 100% Al2O3 in an amount up to 60% by weight with a chromium stabilized acid aluminum phosphate diluted with water from 5 to 10% by weight in an amount from 15 to 40% by weight, and self-disintegrating powder of Fe-Al alloy containing from 35 to 40% by weight of Al, in an amount of from 5 to 25% by weight.