Экзотермическая смесь для прибылей отливок и слитков Советский патент 1979 года по МПК B22D27/06 

1

Изобретение относится к литейному производству, а более точно к составам порошкообразных экзотермических смесей для обогрева открытых прибьалей стальных и чугунных отливок и стальных слиткоз.

Известна экзотермическая смесь, содержащая алюминиевый порошок, окись алюминия, плавикр ый шпат, азотнокислый :натриЛ, окись железа, асбест 1.

Значительная величина отрицательного кислородного баланса состава смеси приводит к тому, что в продуктах сгорания ее имеется неокисленный алюминий, следствием чего является невысокая эффективность применения указанной смеси для обогрева прибылей отливок и слитков.

Наиболее близкой по техническому существу и достигаемому результату к предлагаемой является экзотермическая смесь, используемая для изготовления, например, оболочек прибылей стальных и чугунных отливок, которая содержит алюминиевый порошок, марганцевую руду, окислы желез криолит, огнеупорную глину и связующее 2. Смесь указанного состава может быть использована для засыпки

2

открытой поверхности отливок и слитков.

Однако она имеет недостаточно высокие теплоизолирующие свойства и применение ее экономически невыгодно.

С целью повышения теплоизолирующих свойств предлагаемая экзотермическая смесь содержит алюминиевый порошок, окислы железа, криолит, огн.:упорную глину при следующем соотношении, вес.ч:

Алюминиевый порошок 9,0-11,0 Окислы железа7,0-9.,О

Криолит .2,0-4,0

Огнеупорная глина Остальное Введение в состав экзотермической смеси огнеупорной глины 76-82 вес.ч. обеспечивает неспекаемость смеси в процессе ее горения, благодаря способности глины расширяться при нагреве. Это создает условия для более эффективного окисления алюминия посредством кислорода воздуха, поступающего в зону горения смеси. Кремнезем, входящий Б состав огнеупорной глины, при повышенной температуре окисляет часть избыточного алюминия, что способствует бол е эффективному его использованию. Кроме того, введение в состав экзотермической смеси молотой огнеупорной глины в указанном количестве обеспезчивает получение высоких теплоизолирующих свойств исходной смеси и продуктов ее сгорания. Следствием рассмотренного влияния молотой огнеупорной глины будет повышение температуры и замедление скорости горения при минимальном содержании алюминия в составе исходной смеси и продуктах ее сгорания, что способствует повышению эффективности предлагаемой экзотермической смеси. Для приготовления смеси используют алюминиевый порошок с содержанием .активного алюминия не менее 90% и величиной зерна менее 0,5 мм. В качестве окислов железа используют молотые железную окалину кузнечного или прокатного производства или гематитовую, или магнетитовую ; железные руды Величина Зерна окислов железа должна быть менее 0,5 мм предпочтительно 0,2 мм. Содержание окислов железа не долж но превышать 9 вес,.ч При большем со держании указанных компонентов в сос таве смеси продукты ;её сгорания име ют повьниеиную теплопроводность вследствие восстановления окислов металла. Кроме того, увеличение содержания окислов приводив к повышению CKO рости горения смеси и менее зффектий ному использованию алкминия, так как этом уменьшается его часть окисляемая за счет кислорода воздуха При содержании окислов железа менее 4 вес.ч. процесс протекания эк3отерг ических рёакцйй затрудняется, так как для начала экзотермической реакции требуетсл значительный прогрев смеси за счет тепла металла прибыли. Для приготовления экзотермической смеси в качестве катализатора процесса ее горения используют фторсодержащее соединение - криолит 24 вес.ч. При содержа{{ии криолита .менее 2 вес.ч. смесь воспламеняется при высокой температуре (1000°С), а процесс ее горения протекает с большой скоростью. Увеличение содержания криолита в составе смеси более 4 вес.ч. не оказывает влияния на характеристики ее горения. Составы предлагаемой и известной смесей приведены в табл.1, а.свойства их - в табл.2. Т а б л и ц а 1 Алюминиевый порошок Марганцевая руда (Для оценки теплофизических характеристик сопоставляют остатки смесей после протекания в них экзотермических реакций). Таблица2 Теплопроводность, ккал а,, тёпл оак кумул ирукяца я способность,ккалм ч . Проведение исследования теплофизических свойств по изобретению, дают следующие, результаты: высота опускания уровня металла (Ндр) и запас плотного металла (н„) при засыпке его экзотермической смесью по изобретению в прибыли. Сравнительные испытания экзотермических смесей производят на цилиндрических отливках диаметром 250 мм, высотой 400 мм. Для состава 18 мм Нп 80 мм 20 мм Н„ 85 3 мм Нп Отсюда следует, что при применении составов смесей 1-3 обеспечивается большее опускание уровня ., металла в прибыли и больший запас плотного металла в прибыли. Технико-экономические преимущества экзотермической смеси заключаются в следующем: экономический эффект предположительно составит не менее 5 млн-руб.; из-за низкого содержания алюминиевого порошка в смеси ее стоимость невысока; малое количество составляющих смеси упрощает технологию ее приготовления;отсутствует опасность воздействия смеси и продуктов ее сгорания на химический состав еталла прибыли в подприбыльной части отливки или слитка. 5 65928 Формула изобрете.:ия Экзотермическая смесь для прибылей отливок и слитков, включающая алюминиевый порошок, окислы железа, крислит, огнеупорную глину, о т А и чающаяся тем/ что, с целью повышения ее теплоизолирующих свойств5 она содержит указанные ингредиенты при следующем соотношении, вес.ч: Алюминиевый порошок 9,0-11,0 Окислы железа 7,0-9,0 1в Крирлит 2,0-4,0 Огнеупорная глина Остальное Источники информации, принятые „ «° внимание- при экспертизе 1. Патент Англии 1335Ь83, кл,- С 5G 1973. 2, Заявка 2437970/02, М./кл.В 22D7/10, 1976, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.