Способ регенерации огнеупорных материалов на основе оксида алюминия и алюмосиликатов из отхода оболочковых форм и стержней

/СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 19(563,1. Литье.по выплавляемым моделям. Под ред.йкленника Я.И. и Озерова В.А., изд. 2, М., "Машинострое- . ние", 1971, с.185-263.2. Сб."Повышение качества и тивности литья по выплавляе делям". Материалы семинара им. Дзержинского. М., 1981, с.136-142.3. Авторское свидетельство СССР У 996053, кл. В 22 С 5/00, 1981.(54)(57) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ И АЛЮМОСИЛИКАТОВ ИЗ ОТХОДА ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ и 80 1134281 СТЕРЖНЕЙ, преимущественно получаемых по удаляемым моделям, включающий дезинтеграцию отходов оболочковых форм на исходные зерна, оттирку с зерен свободной двуокиси кремния в вибрационной мельнице с последующим рассевом по фракциям и отделением пылевидной фракции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, , с целью повышения выхода годного . регенерата, в отходы оболочковых форм перед их дезинтеграцней вводят на каждый один массовый процент свободной двуокиси кремния 0,5-1,0 мас.й глинозема и по.0,06-0,1 маф.Х углерода, оксида бора, оксида титана, оксида хрома и углекислого кальция в виде мела, а пылевидйую фракцию прокаливают при 1350-1400 фС.11342Изобретение относится к литейно-,му производству, в частности клитью по удаленным моделям в оболовковые формы при изготовлении формиз электрокорунда, дистен-силлиманита, муллита и других алюмосилика 5тов.В производстве высокочастотных - отливок из жаропрочных сталей исплавов и тонкостенных отливок изалюминиевых и магниевыхсплавов по удаляемым моделям оболочковые формы изготавливаются из шлифпорошков и микропорошков определенной дисперсности электрокорунда илиалюмосиликатов и кремнийорганичес 15кой связки, из которой при прокаливании образуется двуокись кремния,которая связывает зерна огнеупоров. Содержание двуокиси кремнияв керамической оболочке колеблетсяот 3 до 8% в зависимости от режимовсушки огнеупорного покрытия, Пос-ле заливки отработанные Формы, разрушенные при извлечении отливок,подвергаются регенерации с целью25повторного использования дорогих идефицитных огнеупорных материалови устранения отходов 11.Однако при регенерации удаляетсякерамическая связка свободная двуокись .ремния) и порошки после дезинтеграции рассеиваются по фракциям. Удаление свободной двуокиси кремния прогодится с целью повышения термостойкости и снижения реакционной способности огнеупорного материала, так как свободная двуокись кремния уже при 1200 С способна вступать во взаимодействие с углеродом и некоторыми легирующимн элементами спла фО вов, вызывая повреждение поверхностных слоев отливок. Оксид алюминия и двуокись кремния при 1350-1750 С способны образовывать сложные соединения, дистен-силлиманит45 (А 10 810) и муллит (ЗА 1 уО" 2810)р которые в условиях прогрева керамических оболочковых форм до 1350-1750 С более инертны, чем соответствующие свободные .окислы. 50Известен способ регенерации порошков электрокорунда, основанный на оттирке двуокиси кремния с поверхности зерен электрокорунда в воднойсреде в вибрационной мельнице 55 с последующей гидроклассификацией. Процесс оттирки и гидроклассификации повторяется для разных фракций. 81 2Затем пульпа фильтруется и сушится.Полученные порошки электрокорундарассеиваются по фракциям 23.Недостатками известного способаявляются высокая энергоемкость наоттирку и сушку регенератора, большое количество технологических операций, высокий расход воды, большиекапитальные вложения и относительно узкая область применения (толькодля регенерации отходов на основечистого электрокорунда ).Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является :способрегенерации огнеупорных материаловна основе оксида алюминия и алюмосиликатов из отхода оболочковых форм,получаемых по удаляемым моделям,включающий дезинтеграцию отходовоболочковых форм на исходные зерна,оттирку с зерен свободной двуокисикремния в вибрационной мельнице споследующим рассевом по фракциям и,отделением пылевидной фракции 13,1.Недостатками данного способа являются узкое его применение (толькодля регенерации отходов из чистогоэлектрокорунда) и некоторые потеримикропорошков, которые удаляютсяс пылью,Цель изобретения - повышение выхода годного регенерата,Цель достигается тем что согласно способу регенерации огнеупорныхматериалов на основе оксида алюминия и алюмосиликатов из отходаоболочковых форм и стержней, преимущественно получаемых по удаляемым моделям, включающему дезинтеграцию отходов оболочковых форм на исходные зерна, оттирку с зерен свободной двуокиси кремния в вибрационной мельнице с последующим рассевомпо Фракциям и отделением пылевиднойФракции, в отходы оболочковых формперед их дезинтеграцией вводят накаждый один массовый .процент свободной двуокиси кремния 0,5-1,0 мас,7.глинозема и по 0,06-0,1 мас.У. углерода, оксида бора, оксида титана,оксида хрома и углекислого кальцияв виде мела, а пылевидную фракциюпрокаливают при 1350-1400 С.Введение перечисленных веществс указанными расходными характеристиками обеспечивает снижение температуры минерализации, т.е. температуры взаимодействия свободных двуо113киси кремния и окиси алюминия, до1350-1400 С с образованием алюмосиликатов типа муллита или дистенсиллиманита,П р и м е р 1. В вибрационнуюмельницу загружают отходы электрокорундовых форм с содержанием свободной двуокиси кремния 6 мас.Х,глинозема 6 мас.Х, " графита, мелаи окислов бора, хрома и титана по0,6 мас.каждого. Проводят дезинтеграцию на исходные зерна, оттиркудвуокиси кремния с зерен электрокорунда свободной двуокиси кремния иразделение регенерата по фракциям:400-600, 250-400, 100-250 и менее100; В первых трех фракциях содержание двуокиси кремния не превышает 1 мас. , поэтому они не требуютдополнительной обработки. Фракцияменее 100 мкм содержит 5, 6 мас. двуокиси кремния и подвергнута прокаливанию при 1350 С в течение 1 ч.После прокаливания содержание свободной двуокиси кремния снижается до 1, 5 мас.Х. После дополнительного измельчения в вибрационноймельнице фракция полностью исполь зуе.гся в суспензии для изготовлениякерамических. форм.П р и м е р 2. Бой оболочковыхформ, изготовленных из шлифпорошков электрокорунда и микропорошковдистен-силлиманита, загружают в вибрационную мельницу, Добавляют глинозем 5,2 мас.Х, графит, мел, окислыбора, титана и хрома по 0,8 мас. каждого. Проводят дезинтеграцию наисходные зерна, оттирку двуокисикремния с зерен электрокорунда иразделение порошков по фракциям:400-630, 250-400, 100-250 и менее 100. В первых трех фракцияхсодержание двуокиси кремния, как ив первом случае, не превышает1 мас.Х. Фракция менее 100 мкм содержит 6,3 мас.свободной двуокиси 4281 4кремния. На полученных порошках изготовлены керамические формы. Приэтом общее содержание свободнойдвуокиси кремния поднимается за счетновой кремнийорганической связки до10,4 мас.Х. Формы загружены в печьна прокаливание при 900 С, Послепрогрева форм температура в печиподнята до 1350 С и формы выдерживают при температуре в течение 1 ч.После вторичной дезинтеграциии разделения по фракциям свободнаядвуокись кремния в количестве14 мас.Х обнаружена только во фракции менее 100 мкм. Практически огне упорные материалы приведены в исходное состояние по химическому составу.Прочность образцов керамическихформ, изготовленных иэ свежих и реге",нерированных огнеупорных материалов,представлена в табл.1.Баланс материалов до регенерациии после представлен в табл. 2.25 Как Видно из приведенных примероврмеханические свойства оболочковыхформ, изготовленных из регенерата,ни в чем не уступают по механическим свойствам формам, изготовленным 30из свежих огнеупорных материалов,а выход регенерата превышает 100 Хи примерно на 25 выше, чем при осу-.ществлении способа по прототипу.Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа определя-.ется как разница в стоимости свежих огнеупорных материалов и регенерата и составляет 200-800 руб/т в за"висимости от зернистости и маркиогнеупорных материалов, снижениятранспортных расходов на завоз свежих материалов и вывоз отработанныхформ в отвал.Предлагаемый способ экономитостродефицитные материалы и позволяет создать безотходное производствокерамических оболочковых форм.6 1134281 Таблица Электрокорунд свежий 100-120 160-190 Электрокорунд регенерированный с выделением свободной двуо-.киси кремния (прототип 1 105-118 174-185 Электрокорунд регенерированный по предлагаемому способу 20 165-190 100-115 Электрокорунд шлифпорошок, дистен-,силлиманит (свежие 1; 62-85 40-55 Электрокорунд шлиф- порошок, дистен"силлиманит, регенерируемые предлагаемым способом 40-57 62-85 Т а б л и ц а 2 Баланс материала Предлагаемыйспособ, Х Известныйспособ,Х До регенерацииОтходы оболочек 100 100 Добавки 1 минерализаторы )После регенерацииНерегенерируемыеотходы 6-10 1-2 15-20Удаляемая пыль Угар Выход регене- рата 1-3 л104-105 84-74 ВНИИПИ Заказ 10002/8 Ткраа: 746 Подписное Филиал ШШ фПатаат", г.Уагород, ул,Проектная, 4