Условная вязкость жидкостекольной суспензии
Исследовано влияние плотности жидкого стекла, температуры и наполненности жидкостекольной суспензии пылевидным кварцем или золой-уносом тепловой электростанции на величину условной вязкости. Досліджено вплив щільності рідкого скла, температури і наповненості рідкоскляної суспензії пилоподібним кварц...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2011
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104416 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Условная вязкость жидкостекольной суспензии / А.А. Жегур, С.И. Репях, Р.В. Усенко // Металл и литье Украины. — 2011. — № 4. — С. 29-32. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-104416 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Жегур, А.А. Репях, С.И. Усенко, Р.В. 2016-07-09T10:10:12Z 2016-07-09T10:10:12Z 2011 Условная вязкость жидкостекольной суспензии / А.А. Жегур, С.И. Репях, Р.В. Усенко // Металл и литье Украины. — 2011. — № 4. — С. 29-32. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104416 621.74.04 Исследовано влияние плотности жидкого стекла, температуры и наполненности жидкостекольной суспензии пылевидным кварцем или золой-уносом тепловой электростанции на величину условной вязкости. Досліджено вплив щільності рідкого скла, температури і наповненості рідкоскляної суспензії пилоподібним кварцем або золою-віднесенням теплової електростанції на умовну в’язкість. Influence of closeness of liquid glass is investigational, temperature and gap-fillingness of suspension on the basis of liquid glass by a pulverulent silex or ash-taking away of thermal power-station on the size conditional viscidity. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Условная вязкость жидкостекольной суспензии Умовна в’язкість рідкоскляної суспензії Conditional viscosity of suspension of a liquid stack Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Условная вязкость жидкостекольной суспензии |
| spellingShingle |
Условная вязкость жидкостекольной суспензии Жегур, А.А. Репях, С.И. Усенко, Р.В. |
| title_short |
Условная вязкость жидкостекольной суспензии |
| title_full |
Условная вязкость жидкостекольной суспензии |
| title_fullStr |
Условная вязкость жидкостекольной суспензии |
| title_full_unstemmed |
Условная вязкость жидкостекольной суспензии |
| title_sort |
условная вязкость жидкостекольной суспензии |
| author |
Жегур, А.А. Репях, С.И. Усенко, Р.В. |
| author_facet |
Жегур, А.А. Репях, С.И. Усенко, Р.В. |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Металл и литье Украины |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Умовна в’язкість рідкоскляної суспензії Conditional viscosity of suspension of a liquid stack |
| description |
Исследовано влияние плотности жидкого стекла, температуры и наполненности жидкостекольной суспензии пылевидным кварцем или золой-уносом тепловой электростанции на величину условной вязкости.
Досліджено вплив щільності рідкого скла, температури і наповненості рідкоскляної суспензії пилоподібним кварцем або золою-віднесенням теплової електростанції на умовну в’язкість.
Influence of closeness of liquid glass is investigational, temperature and gap-fillingness of suspension on the basis of liquid glass by a pulverulent silex or ash-taking away of thermal power-station on the size conditional viscidity.
|
| issn |
2077-1304 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104416 |
| citation_txt |
Условная вязкость жидкостекольной суспензии / А.А. Жегур, С.И. Репях, Р.В. Усенко // Металл и литье Украины. — 2011. — № 4. — С. 29-32. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT žeguraa uslovnaâvâzkostʹžidkostekolʹnoisuspenzii AT repâhsi uslovnaâvâzkostʹžidkostekolʹnoisuspenzii AT usenkorv uslovnaâvâzkostʹžidkostekolʹnoisuspenzii AT žeguraa umovnavâzkístʹrídkosklânoísuspenzíí AT repâhsi umovnavâzkístʹrídkosklânoísuspenzíí AT usenkorv umovnavâzkístʹrídkosklânoísuspenzíí AT žeguraa conditionalviscosityofsuspensionofaliquidstack AT repâhsi conditionalviscosityofsuspensionofaliquidstack AT usenkorv conditionalviscosityofsuspensionofaliquidstack |
| first_indexed |
2025-11-26T11:41:22Z |
| last_indexed |
2025-11-26T11:41:22Z |
| _version_ |
1850619750713917440 |
| fulltext |
2� 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’20112� 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011
casting-box, casting container, lost foam, designing, PTIMA NAS of Ukraine, vacuumKeywords
Doroshenko V., Berdyev K.
Current trends of designing the molding boxes for lost foam process
Experience of construction of vacuum molding boxes for lost foam casting with sand
molds and its workability in the existing foundries are described. Usage of lost foam casting and molds’ evacuation during
modernization of foundry will impruve technological and environmental culture of industry.
Summary
Поступила 03.06.10
УДК 621.74.04
А. А. Жегур, С. И. Репях*, Р. В. Усенко*
ООО «Научно-техническое предприятие „Новые машины и технологии“», Днепропетровск
*Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск
Условная вязкость жидкостекольной суспензии
Исследовано влияние плотности жидкого стекла, температуры и наполненности жидкостекольной суспензии
пылевидным кварцем или золой-уносом тепловой электростанции на величину условной вязкости.
М
ногообразие технологий изготовления кера-
мических оболочковых форм (КО) в литье по
выплавляемым моделям предполагает в ря-
де случаев использование жидкостекольных
суспензий, приготовленных на основе кварца пыле-
видного и натриевого жидкого стекла с величиной
силикатного модуля МSiO2
= 3,0…3,2. Слои КО, выпол-
ненные на жидком стекле, либо составляют основу
КО, либо частично заменяют внешние этилсиликат-
ные слои и используют, преимущественно, для по-
вышения прочности и снижения себестоимости КО,
либо применяют для выполнения лицевого слоя
КО с целью стабилизации чистоты поверхности
отливок. Для производства КО, помимо низкомо-
дульного жидкого стекла, используют высококрем-
неземное жидкостекольное связующее, которое при-
готавливают в условиях литейного цеха из сухого
концентрата марки НСК (натриевый сухой концент-
рат) с МSiO2
до 30 либо применяют кремнезоль (жид-
кое стекло) с МSiO2
= 45…90.
Из числа перечисленных жидких стекол наибо-
лее дешевым, доступным и стабильным по своим
свойствам является стекло с МSiO2
= 3,0…3,2. Су-
щественными недостаткоми такого жидкого стекла
Ключевые слова: суспензия, жидкое стекло, кварц, зола-унос, вязкость
как связующего материала для КО являются невы-
сокая термостойкость КО, а также чувствительность
свойств КО (прочность, термостойкость, газопрони-
цаемость и т. п.) к изменению параметров состоя-
ния жидкостекольной суспензии.
Условная вязкость, оцениваемая по вискозиметру
ВЗ-4 в секундах, – один из критериев оценки состо-
яния жидкостекольной суспензии в литейных цехах.
Вязкость суспензии, в свою очередь, зависит (при
постоянном модуле жидкого стекла) от плотности
используемого жидкого стекла, температуры и на-
полненности (m) суспензии пылевидным наполните-
лем. Наполненность суспензии – масса пылевидно-
го наполнителя в 1 дм3 ее жидкой составляющей, в
данном случае – жидкого стекла, разбавленного до
требуемой плотности, от которого во многом зави-
сит условная вязкость суспензии. При этом условная
вязкость самого жидкого стекла мало зависит от его
плотности и температуры, о чем свидетельствует за-
висимость, представленная на рис. 1.
В соответствии с рис. 1 условная вязкость жид-
кого стекла определяется, в основном, его силикат-
ным модулем, с увеличением которого она понижа-
ется [1]. Применительно к огнеупорным суспензиям
30 31МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’201130 31МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011
данная закономерность не сохраняется, о чем сви-
детельствует изменение зависимостей на рис. 2 для
жидкостекольных суспензий, наполненных кварцем
пылевидным марки КП-1.
В настоящей работе исследовали влияние типа
пылевидного наполнителя жидкостекольной суспен-
зии, ее наполненности пылевидным наполнителем,
температуры и плотности применяемого натриевого
жидкого стекла на условную вязкость суспензии.
Исследования проводили на суспензиях, при-
готовленных на основе содового натриевого жид-
кого стекла (ГОСТ 13078-81) с величиной модуля
МSiO2
= 3,0…3,2, плотностью ρ при 20 °С от 1,15 до
1,30 г/см3.
В исследованиях использовали жидкостеколь-
ные суспензии с температурой (t) от 20 до 50 °С, на-
полненные кварцем пылевидным марки КП-1 или
золой-уносом Приднепровской тепловой электро-
станции (ТЭС) из расчета от 1 до 2 кг на 1 дм3 жидко-
го стекла при температуре 20 °С. Условную вязкость
суспензий (τ) определяли по вискозиметру ВЗ-4 в се-
кундах. Длительность истечения суспензии из виско-
зиметра фиксировали по секундомеру.
По результатам обработки проведенных экспе-
риментальных исследований изменений ρ (1,15-
1,30 г/см3), m (1-2 кг/дм3) и t (20-50 °С) для жидкосте-
кольной суспензии, наполненной кварцем пылевид-
ным, получили следующую эмпирическую зависи-
мость:
τ = 8,67468ρ2m2t 2 – 19,6061ρm2t 2 + 11,26m2t 2–
– 12,8689ρ2mt 2 + 28,04408ρmt 2 – 15,68624mt 2 +
+ 4,266ρ2t 2 – 8,60652ρt 2 + 4,52574t 2 –
– 1535,1754ρ2m2t + 3566,6185ρm2t – 2088,50935m2t +
+ 3149,7664ρ2mt – 7285,509ρmt + 4254,91478mt –
– 1616,244ρ2t + 3721,7936ρt – 2167,6333t +
+ 59710,70625ρ2m2 – 139122,329ρm2 + 81509,99m2 –
– 135630,8663ρ2m + 315689,7224ρm – 184865,77m +
+ 75993,8195ρ2 – 176701,4635ρ + 103426,5833,
где τ – время истечения суспензии из вискозиметра,
с; ρ – плотность жидкого стекла, г/см3; m – наполнен-
ность суспензии, кг/дм3; t – температура жидкосте-
кольной суспензии, °С.
Зола-унос Приднепровской ТЭС – порошкооб-
разный материал серого цвета плотностью 2200-
2450 кг/м3, удельная поверхность материала – 4000-
7000 см3/г. Минеральный состав золы-уноса пред-
ставлен, в основном, двуокисью кварца (β-SiO2),
муллитом (2Al2O3·3SiO2) и маггемитом (γ-Fe2O3) [2].
Химический состав золы-уноса приведен в таблице,
гранулометрический состав использованной в иссле-
дованиях золы-уноса представлен в виде гистограм-
мы на рис. 3.
Анализ данных таблицы показывает, что зола-унос
состоит, в основном, из окислов кремния, алюминия,
железа и углерода. При этом (см. рис. 3) подавля-
ющая часть золы-уноса представляет собой час-
тицы округлой и кубической форм с размерами
0,063 мм и менее. То есть, зола-унос может быть
успешно использована в качестве пылевидного на-
полнителя жидкостекольной суспензии, используе-
мой для выполнения в КО второго и последующих,
Химический состав золы-уноса Приднепровской ТЭС
Вещество SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 FeO R2O TiO2 П. П. П.
Содержание, %мас. 47,8-48,2 23,0-23,5 7,1-7,3 2,2-2,5 0,9-1,1 0,6-0,7 0,8-1,0 2,2-2,7 ~0,5 12,9-13,3
Примечание: П. П. П. – потери после прокаливания при 1000 °С
Рис. 1. Изменение условной вязкости натриевого жидкого стекла (МSiO2 = 3,0…3,2) от его плотности
( ) и температуры (t)
Рис. 1. Изменение условной вязкости натриевого жидкого стек-
ла (МSiO2
= 3,0…3,2) от его плотности (ρ) и температуры (t)
Рис. 2. Изменение условной вязкости по вискозиметру ВЗ-4
жидкостекольной суспензии при температуре 20…21 °С и плот-
ности жидкого стекла 1,17 г/см3 от наполненности пылевидным
кварцем (m) для МSiO2
= 3,0…3,2 (1) и МSiO2 = 45…50 (2)
Рис. 3. Гистограмма гранулометрического состава золы-уноса
Приднепровской ТЭС после просеивания через сито с величиной
стороны ячейки 0,2 мм
С
од
ер
ж
ан
ие
, %
ма
с.
Размер частиц, мм
�0 �1МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011�0 �1МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011
а также закрепляющих слоев взамен кварца пыле-
видного.
Зависимость условной вязкости жидкостекольной
суспензии, наполненной пылевидными частицами
золы-уноса, от ее температуры, наполненности сус-
пензии и плотности жидкого стекла описывается сле-
дующей эмпирической зависимостью:
τ = 5,18526ρm2t 2 – 1,82351ρ2m2t 2 – 3,53m2t 2 +
+ 3,48649ρ2mt 2 – 9,84267ρmt 2 + 6,66972mt 2 –
– 1,64284ρ2t 2 + 4,60894ρt 2 – 3,1105t 2 + 15,675ρ2m2t –
– 113,936ρm2t + 107,9934m2t – 35,8908ρ2mt +
+ 223,4159ρmt – 205,2954mt + 19,5434ρ2t –
– 108,1294ρt + 96,6061t + 5645,296ρ2m2 –
– 11612,68ρm2 + 5951,56m2
– 10049ρ2m + 20706ρm –
– 10630,6m + 4761,752ρ2 –
– 9922,395ρ + 5173,418.
Адекватность полученных фор-
мул оценивали путем вычисле-
ния относительной погрешности
между расчетными значениями
и экспериментальными данны-
ми. Установлено, что полученные
формулы удовлетворительно опи-
сывают зависимость τ = f (ρ, m, t),
о чем свидетельствуют данные,
представленные на рис. 4 и 5, на
которых точки – эксперименталь-
ные данные, кривые – зависимо-
сти, рассчитанные по формулам.
При этом величина наибольшей
относительной погрешности меж-
ду расчетными и пределами изме-
нения экспериментальных данных
не превышает 4 %.
Анализ зависимостей на рис. 4
и 5 показывает, что условная вяз-
кость жидкостекольной суспензии
возрастает с понижением ее тем-
пературы, увеличением плотности
используемого жидкого стекла и
наполненности суспензии пыле-
видным кварцем. Исходя из безо-
пасности использования, а также
незначительного понижения ус-
ловной вязкости жидкостекольной
суспензии при ее температуре бо-
лее 50 °С, для производства КО
целесообразно использование
жидкостекольных суспензий с тем-
пературой 47…52 °С.
Для приближенного определе-
ния условной вязкости жидкосте-
кольной суспензии по приведен-
ным выше формулам построены
соответствующие номограммы,
представленные на рис. 6 и 7.
В литье по выплавляемым мо-
делям для изготовления первого
слоя КО обычно используют жид-
костекольную суспензию с величи-
ной условной вязкости 55…60 с и
ρ ≅ 1,15 г/см3, приготовленную на
основе натриевого жидкого стекла, с силикатным
модулем 3,0…3,2; для второго и последующих сло-
ев КО – жидкостекольную суспензию с условной
вязкостью 30…35 с и ρ ≅ 1,225 г/см3.
Используя номограмму на рис. 5 несложно
определить, что при температурах суспензии 20 и
50 °С величина ее наполненности для первого слоя
составляет m20 = 1,8…1,82 и m50 = 1,95…1,97 кг/дм3
соответственно. Для суспензии, приготовленной
на жидком стекле с плотностью ρ ≅ 1,225 г/см3, с
целью выполнения второго и последующих слоев
КО при 20 °С m20 = 1,54…1,58 кг/дм3 , а при 50 °С –
m50 = 1,69…1,73 кг/дм3. Оставив условную вязкость
Рис. 4. Изменение условной вязкости жидкостекольной суспензии с кварцем пылевид-
ным от плотности жидкого стекла при m = 1,5 кг/дм3 (а), относительной массы пылевидного
кварца в суспензии при ρ = 1225 кг/м3 (б), температуры суспензии (в) при ρ = 1115 кг/м3,
m = 2 кг/дм3 (1) и ρ = 1225 кг/м3, m = 1,82 кг/дм3 (2)
а б в
Рис. 6. Номограмма для определения условной вязкости (по вискозиметру ВЗ-4) суспен-
зии на основе жидкого натриевого стекла (МSiO2
= 3,0…3,2) и кварца пылевидного
Рис. 5. Изменение условной вязкости жидкостекольной суспензии с золой-уносом При-
днепровской ТЭС от плотности жидкого стекла при m = 1,5 кг/дм3 (а), относительной массы
пылевидного кварца в суспензии при ρ = 1225 кг/м3 (б), температуры суспензии (в) при
ρ = 1225 кг/м3 и m = 1,5 кг/дм3
а б в
�2 ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011�2 ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (215) ’2011
жидкостекольной суспензии неизменной, следу-
ет, что за счет повышения температуры суспензии
можно существенно увеличить ее наполненность
пылевидным кварцем, и, следовательно, изменить
свойства жидкостекольной КО или ее жидкостеколь-
ных слоев.
Рис. 7. Номограмма для определения условной вязкости (по вискозиметру ВЗ-4) суспен-
зии на основе жидкого натриевого стекла (МSiO2
= 3,0…3,2) и золы-уноса Приднепровской
ТЭС
Выводы
Результаты проведенных ис-
следований позволили установить
закономерности изменения ус-
ловной вязкости жидкостекольной
суспензии, наполненной кварцем
пылевидным или золой-уносом
Приднепровской ТЭС, от темпе-
ратуры, плотности жидкого стекла
и наполненности суспензии пыле-
видным материалом. Установлено,
что с повышением температуры
суспензии содержание пылевид-
ного материала в ней может быть
увеличено без изменения величины ее условной
вязкости, которую она имела при более низкой тем-
пературе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Репях С. И. Технологические основы литья по выплавляемым моделям. – Днепропетровск: Лира, 2006. – 1056 с.
2. Исследование основных технологических свойств железофосфатных холоднотвердеющих смесей при использо-
вании в качестве компонента золы-уноса Приднепровской ТЭС / В. Е. Хрычиков, В. Ю. Селиверстов, Ю. В. Доценко
и др. // Металлургическая и горнорудная пром-сть. – 2006. – № 6 (240) – С. 27-28.
Жегур О. А., Реп’ях С. І., Усенко Р. В.
Умовна в’язкість рідкоскляної суспензії
Досліджено вплив щільності рідкого скла, температури і наповненості рідкоскляної
суспензії пилоподібним кварцем або золою-віднесенням теплової електростанції на умовну в’язкість.
Анотація
suspension, liquid glass, quartz (flint), fly ash, viscosityKeywords
Zhegur A., Repyakh S., Usenko R.
Conditional viscosity of suspension of a liquid stack
Influence of closeness of liquid glass is investigational, temperature and gap-fillingness
of suspension on the basis of liquid glass by a pulverulent silex or ash-taking away of thermal power-station on the size
conditional viscidity.
Summary
Поступила 07.10.10
суспензія, рідке скло, кварц, зола-віднесення, в’язкістьКлючові слова
|