202139. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2000 fokc-nál magasabb hőmérsékleten alkalmazható öntőforma előállítására és az öntőforma anyagának felhasználás utáni regenerálására
HU 202139B Találmányunk tárgya eljárás 2000 °C-nál magasabb hőmérsékleten alkalmazható öntőforma előállítására, és az öntőforma anyagának felhasználás utáni regenerálására. A magas hőmérsékletű fémoxid olvadékok öntőformái szerves vagy szervetlen anyagokból készülnek. A szerves alapú formázóanyagok közül legelterjedtebben alkalmazott formázóanyag a grafit, különböző vastagságú lapok formájában. A grafit formázóanyag előnye, hogy könnyen megmunkáytatót többsz9r felhasználható, hátránya, hogy öntés közben mérgező szénmonoxid keletkezik, mely a munkalégtérbe kerül, továbbá az öntvény felületén karbidok képződnek, melyek a további felhasználás során zavaróak. Hátránya még a grafit formázóanyagnak, hogy bármilyen gondos szigetelés ellenére is a levegővel kisebb-nagyobb mértékben érintkezve folyamatosan oxidálódnak, a kötőanyagváz kiég, a szemcsék kiperegnek, ezért részben az öntvény felülete a forma felhasználási számának növekedésével romlik, részben a formázóanyag gyorsabban elhasználódik. Az elhasználódott formázóanyag regenerálása költséges, berendezés és energiaigényes. További hátrány, hogy csak sík lapokkal határolt felületek formázására alkalmas, és rendkívül magas az ára. A szervetlen alapú formák döntő részben tűzálló oxidokból készülnek, kötőanyag felhasználásával, valamilyen szilárdítási eljárással. Az 159.459.1ajstromszámú „Öntőforma és öntőmag 2000 °C vagy ennél magasabb hőmérsékletű olvadék befogadására és eljárás az öntőmag előállítására" tárgyú magyar szabadalom kvarchomok alapú vízüveg kötésű, széndioxiddal keményített öntőformák és magok előállítására vonatkozik. A találmány szerint előállított fonnák legfeljebb 1850 *C-os fémoxid olvadék befogadására alkalmasak úgy, hogy az öntvényt ne szennyezzék. A formák elsősorban kis tömegű öntvények előállításánál használhatók fel. Viszonylag alacsony szüárdságuk és rossz gázáteresztőképességük miatt csak részben biztosítják öntéskor a gázok elvezetését, így a műszakilag elérhetőnél lényegesen alacsonyabb az öntvény látszólagos regenerálása során a kötőanyag feldúsul és annak tűzállóságát oly mértékben rontja, hogy fémoxid olvadék befogadására alkalmatlanná válik. Az „Eljárás öntőformák, elsősorban nagyméretű formalapok előállítására" tárgyú, 45423/88 közzétételi számú magyar szabadalmi bejelentés a nagyméretű, kvarchomok alapú fenol-formaldehid műgyanta kötésű, nagyfrekvenciás erőtérben kötött formalapok előállítására vonatkozik. Az így előállított formalapok legfeljebb 2000 *C hőmérsékletű fémoxid olvadék befogadására alkalmasak, azonban 1850 °C felett csak a kvarchomoknál tűzállóbb formázóanyag alkalmazása esetén biztosított az öntvények megkívánt felületi tisztasága és a formák regenerálása a visszamaradó átalakult kötőanyagtartalom miatt műszakilag nem megoldott. A forma és az öntvény 2000 ’C feletti hőmérsékleten összeég • Ismertek olyan megoldások, melyek a tűzállóanyagból és nátriumaluminátból állítanak elő tűzál1 ló anyagot. Dyenek pl. a 8.019.462. lajstromszámú japán szabadalom, az 1.379.067. lajstromszámú szovjet szabadalom, vagy az IMONO1980.52.344. folyóiratban (CA. 93 154 243 p) szerplő publikáció. Ezek a megoldások megegyeznek abban, hogy a forma keményítését C02-dal, vagy karbonát tartalmú anyaggal (jpl. propüén-karbonáttal) végzik. A CO2 vagy a karbonát tartalmú anyagok a nátriumaluminátot megbontják, így abból nátriumkarbonát és alumíniumhidroxid gél képződik. A tűzállóanyag gyártó üzemekben a fentiek miatt jelentős mennyiségben keletkezik regenerálhatatlan formázóanyag maradék, melynek környezetszennyező hatása van a kötőanyag maradék miatt. Ennek elhelyezése az egyre szigorodó környezetvédelmi szabályok miatt mind nagyobb problémát jelent a tűzállóanyag gyártók számára. Találmányunk azon a felismerésen alapszik, hogy egy megkívánt tűzállóságú, meghatározott szemcseeloszlású tűzálllóanyag és nátriumaluminát mint kötőanyag felhasználásával, az anyagkeverék CO2 mentes atmoszférában történő megszárításával olyan formázóanyag készíthető, amely alkalmas 2200 "C hőmérsékletű fémoxid olvadékokból öntött tűzállóanyagok gyártásához szükséges öntőformák előállítására. Felismertük azt, hogy a megfelelően homogenizált, majd formába döngölt formázóanyagot nagyfrekvenciás erőtérben, vagy más hőközlő berendezésben CO2 mentes atmoszférában 250-500 'C-ra felmelegítve a nátriumaluminátból annak annak kémiai bomlása nélkül képződik olyan szilárd váz, amely az öntőformáknak megfelelő szilárdságot biztosít és az öntőforma rendelkezik a megkívánt gázáteresztő képességgel is. Felismertük továbbá a nátriumaluminát azon jellegzetességét is, hogy így az öntés alatti magas hőmérséklet ellenére továbbra is vízoldható marad. A nátriumaluminát ezen kedvező tulajdonságát kihasználva dolgoztuk ki a használt öntőforma anyagának regenerálásának eljárást. Ennek megfelelően az öntvény kibontása után az anyagot ismert berendezésekbne az eredeti szemcseméretre őröljük, majd a kapott szemcsehalmazt teljes tömegére vonatkoztatva 3-8 tömegszázalék ivóvíz minőségű vízzel nedvesítjük. Az anyagkeveréket kémiai elemzésnek vetjük alá és annak eredményétől függően az anyag Na20 tartalmát nátriumaluminát oldat hozzáadásával pótoljuk. Az anyag a felhasználás során óhatatlanul szennyeződik különböző anyagokkal, melyek közül több is ronthatja az öntőforma hőállóságát. Ezért a regenerált szemcsehalmaz kémiai elemzése során meg kell vizsgálni a szennyezettség mértékét, és annak függvényében lehet eldönteni, hogy az adott fémoxid olvadékhoz továbbra is alkalmas-e öntőformák előállítására. Ha a fémoxid olvadékhoz szükséges kritériumokat nem elégíti ki, úgy az anyagkeveréket tűzálló döngölőmassza gyártásához használhatjuk fel. Találmányunk ennek megfelelően eljárás 2000 °C-nál magasabb hőmérsékleten is alkalmazható öntőforma előállítására szemcsés tűzállóanyagból és nátriumaluminát oldatból úgy, hogy 0,2-1 mm szemcseméretű szemcsés tűzállóanyagot, célszerűen kvarchomkot, nemeskorundot, mullitot, 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
