ИЗОЛИРУЮЩАЯ ЗАСЫПКА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЗЕРКАЛА РАСПЛАВА СВИНЦА Российский патент 1994 года по МПК C22B13/02 B22D7/10 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изолирующим материалам для защиты зеркала жидкого легкоплавкого металла, например свинца, его соединений и сплавов, и может быть использовано при подготовке расплавов жидкого свинца и его расплавов из свинцовых чушек для последующей отливки деталей типа аккумуляторных решеток, типографических шрифтов, оболочек кабеля, дроби, при отливке деталей из баббитов, штампов для листовой штамповки и т.д.

Для защиты зеркала жидкого свинца (расплава) известны различные изолирующие смеси, засыпки. Известно, например, для защиты зеркала жидкого свинца использование серебристого графита (Физико-химические и теплофизические процессы кристаллизации стальных слитков. М.: Металлургия, 1967, с. 353-356).

Известно применение порошковой сажи в качестве изолирующей засыпки для защиты зеркала расплава свинца (а.с. N 931280, кл. В 22 D 7/10, 1980).

Сажа хорошо защищает поверхность жидких ванн от испарений свинца. Однако недостатком такой изолирующей засыпки является то, что она легко воспламеняется (температура воспламенения сажи - 180 - +210^оС, температура плавления свинца - 327,4^оС). Кроме того, оседая в вентиляционных системах, сажа может самовозгораться.

Известно применение белой сажи (двуокиси кремния SiO₂) в качестве изолирующей засыпки для защиты зеркала испарения расплава свинца.

Белая сажа защищает поверхность расплавленного свинца от испарений, пожаробезопасна. Однако недостатком такой изолирующей засыпки является то, что она токсична для организма человека и вызывает силикоз легких. (Вредные вещества в промышленности. Кн.3. Неорганические и элементоорганические соединения. Справочник/ Под.общ.ред. Н.В.Лазарева и И.Д.Годаскиной. Л.: Химия, 1977).

Цель изобретения - достижение пожаробезопасности работ и снижение токсичности изолирующей засыпки при сохранении качества защиты зеркала расплава свинца.

Поставленная цель достигается применением порошка гипса в качестве изолирующей засыпки для защиты зеркала расплава свинца.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить его соответствие критерию "новизна". При изучении известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Используемый обычно в строительстве для скульптурных работ, изготовления литейных форм, в цементной промышленности, в медицине гипс является продуктом, получаемым из природного ангидрида CaSO₄ или отходов химического производства, например фосфогипса. Средний размер ультрадисперсных частиц гипса - около 5 мкм. Структура кристаллической решетки гипса относится к слоистой. Двойные слои состоят из тетраэдров (SO₄) и связанных через кальций. Кристаллы пластинчатые, столбчатые, игольчатые или волокнистые. Твердость по минералогической шкале равна 1,5. Плотность порошка гипса - около 2,4 г/см³.

Гипс наносится непрерывным слоем на поверхность зеркала расплава жидкого свинца в количестве 0,06-0,1 г на 1 см² площади зеркала расплава, что практически исключает испарение металла через изолирующую засыпку. Низкая температура плавления свинца (327,4^оС) и его химическая инертность по отношению к гипсу не позволяют ему вступать во взаимодействие с материалом засыпки. Высокий удельный вес свинца (11,3 г/см³) и образующаяся между ним и гипсом разделительная пленка исключают попадание гипса в его нижние слои.

Действие порошка гипса в качестве изолирующей засыпки для защиты зеркала жидкого свинца происходит за счет эффекта образования плотносвязанной диффузионной микропленки толщиной около 120-160 120-160 на границе между зеркалом жидкого металла и порошком гипса, что практически исключает испарение металла с зеркала расплава и проникновение гипса в глубинные слои жидкого свинца (за пределы диффузионной пленки толщиной около 120-160 120-160 и плотностью 6,6- 6,8 г/см³).

Применение порошка гипса в качестве изолирующей засыпки для защиты зеркала жидкого свинца по сравнению с прототипом позволяет сэкономить до 2% свинца от массы переплавляемого металла за счет снижения потерь (угара) свинца в процессе плавки вследствие испарения, улучшить экологическую обстановку на рабочем месте, снизить вредное влияние свинца на человека за счет защиты жидких ванн от испарения, сократить число профзаболеваний за счет улучшения условий труда, повысить пожаробезопасность работ.

Использование: в цветной металлургии при переплавке свинца, его соединений и сплавов. Сущность: для защиты зеркала расплава свинца от испарения используют порошок гипса.

Применение порошка гипса в качестве изолирующей засыпки для защиты зеркала расплава свинца.