Экзотермическая смесь для обогрева литейных прибылей Советский патент 1978 года по МПК B22D27/06 

1

Изобретение относится к области литейно1-0 производства, а именно к составам экзотермических смесей дли обогрева литейных нрноылей.

Наиболее близкой к изобретеиию по технический сущности и достигаемому результату является экзотермическая смесь для обогрева литейных прибылей, включающая алюминиевый порошок, материал на основе окислов железа, марганцевую руду, глину огпеуиориую, огнеупорный наполнитель и связующее,1.

Указанная смесь содержит небольшой избыток алюминиевого порошка и недостаточное количество окислителей: железной окалины и марганцевой руды. 1-1оэтому, частичное окисленп( алюминиевого порошка происходит за счет кислорода воздуха, что способствует уменьшению линейной скорости иротекания термохимических реакций и приводит к повышейному расходу алюминиевой крупки и увеличению стоимости смеси.

Цель изобретения - ловьш1е 1ие стабильности протекаиия термохимических процессов, улучшение питания металлом прибыли и повышение выхода годного литья.

Для достижения поставленной цели экзотермическая смесь для обогрева литейных прибылей, включающая алюминиевый порошок, материал на основе окислов железа,

марганцевую р)ду, глииу ошеупориую, огнеупорный наполнитель и связующее, дополнительно содержит хромовую руду и материал на основе углерода при следующем количественном соотношении ингредиентов, вес. %; Алюминиевый порошок10,5-18,0 Материал на основе

окислов железа25,0-50,0

Марганцевая руда3,0-15,0

Хромовая руда5,0-25,0

/лина огнеупорная5,0-10,0

Огнеупорный наполнитель3,0-25,0 Материал на основе

углерода5,0-12,0

Связующее 5,0-10,0

Хромовая руда повышает температуру плавления продуктов реакции, сохраняет первоначальную форму втулок, чем обеспечивает более длительное затвердевание металла в прибыли и лучшее питание иодприбыльной части отливки.

При содержании хромовой руды более 25,0% тормозятся экзотермические реакции и сиижается эффективность смеси. Количество руды менее 5,0% не оказывает существенного влияния на свойства смеси.

В смесь вводят углеродсодержащий материал, содержащий 75 и более процентов углерода. В. качестве углеродсодержащего материала используют молотый древесный уголь (С 79-88%), коксовую пыль (С 95,5%), каменноугольную пыль (С 75-93%), мазут (С 84,0-87,8%).

Введение углеродсодержащего материала в обусловленном количестве замедляет термохимические реакции, повышая температуру начала реакций, связывая кислород, и тем самым обеспечивая оптимальный ход экзотермического обогрева прибыли. Углеродсодержащий материал в количестве менее 5,0% не оказывает практического воздействия на реакцию, содержание же его более 12% сильно замедляет ход реакции, что ослабляет эффект разогрева прибылей.

Алюминий вводят в смесь в виде порошка (возможно также введение его в виде дробленой стружки). Количество алюминия обусловлено размерами прибылей. Чем больше прибыль, тем больше обеспечивается первоначальный прогрев смеси за счет металла прибылей, и тем меньше необходимо алюминия.

Кузнечную окалину и железную руду применяют как раздельно, так и совместно. Для заводов, имеющих кузнечное производство, целесообразно использовать в смеси кузнечную окалину.

Процентное содержание кузнечной окалины и железной руды, обусловлено стехиометрическим количеством окислов, необходимых

для полного окисления алюминия во время экзотермической реакции.

Марганцевую руду вводят для снижения температуры начала термохимических реакций за счет более низкой температуры разложения окислов марганца, что обеспечивает полное усвоение алюминия в процессе реакции.

Применение в экзотермической смеси в качестве наполнителя кварцевого песка снижает удельную теплопроизводительность смеси, которая не должна превышать 520 ккал/кг. Кроме того, кварцевый песок способствует сохранению первоначальной конфигурации оболочки.

Огнеупорная глина в смеси наряду с кварцевым песком является наполнителем и одновременно связующим. В качестве другого связующего целесообразно одновременное введение жидкого стекла.

Ввод в смесь кузнечной окалины, железной, марганцевой и хромовой руд, а также кварцевого песка в качестве огнеупорного наполнителя, Б широком диапазоне позволяет применять ее для прибылей любых диаметт ров в пределах 90-300 мм.

Пример. Путем механического смешивания всех ингредиентов приготавливают составы 1-4, а 5 - прототип. Из гото: -1х смесей известными способами изготавливают экзотермические втулки (оболочки),

Составы смесей 1-5 приведены в табл. 1.

Таблица 1

Свойства предлагаемой и известной смеси приведены в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что смесь предлагаемого состава имеет более высокие прочностные свойства в сухом состоянии и более низкую температуру начала про- екания термохимических реакций. Кроме того, она имеет меньший инкубационный период до начала протекания термохимических реакций при одинаковой температуре. Так при 1000°С в смеси по прототипу протекание реакций начинается через 3,2 мин, в то время как в смеси предлагаемого состава оно сокращается

до 2,4 мин. Все это способствует повышению стабильности протекания термохимических реакций.

Повышение выхода годного при использовании смесей предлагаемого состава получается благодаря почти полному сохранению первоначальной формы оболочек после «ротекания в них термохимических реакций, что достигается за счет введения в состав смеси

хромовой руды и углеродсодержащего вещества.

Формула изобретения

Экзотермическая смесь для обогрева литейных прибылей, включающая алюминиевый норошок, материал на основе окислов железа, марганцевую руду, глину огнеупорную, огнеупорный наполнитель и связующее, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности протекания термохимических реакций, улучшения питания металлом прибыли и повышения выхода годного литья, она дополнительно содержит хромовую руду и материал на основе углерода при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Таблица 2

Алюминиевый порошок10,5-18,0

Материал на основе окислов железа25,0-50,0

Марганцевая руда3,0-15,0

Хромовая руда5,0-25,0

Глина огнеупорная5,0-10,0

Огнеупорный наполнитель3,0-25,0

Материал на основе углерода5,0-12,0

Связующее5,0-10,0

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №470356, кл. В 22D 7/10, 13.02.74, 1975.