Экзотермическая смесь для обогрева прибылей чугунного литья Советский патент 1980 года по МПК B22D27/06 

1

Изобретение касается литейного ч производства, в частности составов экзотермических смесей для обогрева прибылей чугуннЕлх отливок.

Известна экзотермическая смесь, 5 содержащая алюминиевый порошок, марганцевую руду, окислы железа, криолит, глину огнеупорную, связующее 1 .

Данная экзотермическая смесь характеризуется высокой температурой воспламенение (850-900°С) и горения (1450-1600 С) , поэтому она не может применяться при изготовлении отливок из .чугуна с шаровидным графитом. Кроме того, высокое содержание огне- 15 упорной глины в экзотермической смеси затрудняет ее формуемость при изготовлении обогревающих втулок, а также полное протекание химических реакций.20

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является экзотермическая смесь ДЛЯ обогрева литейных при- 25 былей, включающая алюминиевый порошок, железную руду, криолит, углеродосодержащую добавку в виде моло,того кокса, глину огнеупорную, огнеупорный наполнитель в виде Шссмотного порошка и связующее в виде сульфитного щелока И

Указанная экзотермическая смесь так же имеет высокую температуру горения и воспламенения, из-за чего ее нельзя использовать при изготовлении отливок из чугуна с шаровидньом графитом, так как температура заливки чугуна значительно выше, чем для стали.

Цель изобретения - снижение температуры воспламенения и горения и сохранение шаровидной формы графита в подприбыльной зоне чугунных отливок.

Поставленная цель достигается тем, что экзотермическая смесь для обогрева прибылей чугунного литья, включающая алюминиевый порошок, железную руду, криолит, углеродсодержащую добавку, глину огнеупорную, огнеупорный наполнитель и связующее, содержит в качестве углеродсодержащей добавки графит при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Алюминиевый порошок 15-20 Железная руда8-16

Криолит2-4

Графит0,5-4,0 Глина огнеупорная 7-10 Связующее8., 5-11,5 Огнеупорный наполнительОстальноеВ качестве связующего экзотермическая смесь додержит 4,0-6,0 вес.% декстрина и 4,5-5,5 вес.% мочевиноформальдегидной смолы. j Введение в смесь графита в количестве 0,5-4,0% снижает температуру воспламенения смеси, так как в ней протекают следующие реакции между железной рудой и графитом, сопровож дающиеся погло1цением тепла: ЗРетгО Ч: С - Fej04+ СО Fej04 + С - Fe О + СО FeO 4- С - Fe + СО Все указанные реакции протекают при 500-800С, следовательно, увели чение содержания графита в смеси снижает температуру воспламенения и, наоборот, уменьшение его содержания приводит к повьЕиению температ ры воспламенения. Кроме того, благодаря графиту уменьшается пригорание экзотермической втулки к металл прибыли. Таким образом, выбор пределов по содержанию графита обусловлен не ходимостью получения требуемого интервала температуры воспламенения смеси. Умеренное содержание в составе смеси алюминиевого порошка (15-20%) ограничивает температуру горения смеси интервалом 1100-1300С. Содержание алюминиевого- порошка в количестве 15% позволяет делать состав экзотермическим, а увеличение количества алюминиевого порошка вьше 20% приводит к повьшению те пературы горения. Введение в состав смеси 2-4% кри олита стабилизирует процесс горения смеси, т..е. позволяет поддерживать постоянную скорость горения. При ме шем содержании криолита реакция про текает очень бурно, а при большем реакция горения происходит настольк медленно, что прибыль затвердевает раньше, чем прореагирует смесь. Введение в состав экзотермическо смеси мочевино-формальдегидной смолы марки МЗ и других в количестве 4,5-5,5% позволяет уменьшить теплопроводность смеси за счет образования пор, так как в момент начгша экзотермической реакции смола начинает выгорать. Кроме того, смола частично выполняет фукнцию связующего, способствуя образованию высокопористого и малотеплопроводного огарка. Огнеупорная глина обеспечивает прочность экзотермической смеси в сыром состоянии. Железная руда (8-16%) является окислителем в экзотермической смеси, способствуя протеканию окислительно-восстановительньлх реакций. Выбранное содержание железной руды обеспечивает стабильность протекания реакции В качестве основного связующего применяется декстрин. Возможно также использование в этих целях жидкого стекла, сульфитного щелока и др. Огнеупорным наполнителем могут с служить шамотный порошок, мертель, кварцевый песок. Применение шамотного порошка целесообразно, так как он имеет лучшие теплоизолирующие свойства. В табл. 1 приведены составы предлагаемых экзотермических смесей. Полученные смэси имеют температурные характеристики, показанные в табл. 2.. Некоторые другие теплофизические характеристики смесей приведены ниже: Скорость горения смеси, см/мин 0,40-1,00 Коэффициент теплопроводности, ккал/м.часград: экзотермической смеси при 20°С 0,50-0,60 огарка при 20°С 0,60-0,70 при 40(fc 0,50-0,60 при 1200С 0,20-0,30 Теплотворная способность экзотермической смеси, кал/г: в неуплотненном состоянии420-450 в уплотненном состоянии550-600 Предлагаемая экзотермическая смесь по сравнению с известной обеспечивает снижение температуры воспламенения в среднем на 200°С и температуры горения в среднем на при стабильном протекании экзотермической реакции, вследствие чего сохраняется требуемая микроструктура чугуна (в частности, шаровидная форма графита) в подприбыльной зоне отливки. Таблица 1

7727106

Продолжение табл. 1

Криолит

Глина огнеупорная

Графит

Температура воспламенения, с

Температура горения, с Формула изобретения 1. Экзотермическая смесь для обогрева прибылей чугунного литья, включающая алюминиевый порошок, железную руду, криолит, углеродсодержащую 35 добавку, глину огнеупорную, огнеупорный наполнитель и связующее, о тличающаяся -тем, что, с целью снижения температуры ее воспламенения и горения и сохранения шаро- до видной формы графита в подприбыльной зоне чугунных отливок, она содержит в качестве углеродосодержащей добавки графит при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Алюминиевый порошок 15-20 Железная руда8-16

4

3 8 2,5

10 4,0

Таблица 2

800 700 500-550 1100 1150-1200 1200-1300 щ ю д ф пр кл Криолит 0,5-4,0 Графит 7-10 Глина огнеупорная 8,5-11,5 Связующее Огнеупорный наполОстальноенитель 2. Смесь по п. 1, о тл к ч а юа я с я тем, что в качестве связуего она содержит 4,0-6,0 вес.% кстрина и 4,5-5,5 вес.% мочевинормальдегидной смолы. . Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 608609, кл. В 22 О 27/06, 1976. 2,Паент Англии 852377, . С 03 N 7, 1960.