Экзотермическая смесь для изготовления прибылей Советский патент 1982 года по МПК B22D27/06 

Изобретение относится к литейному производству, к смесям для элементов литейной формы,преимущественно, к смесям для оболочек литейных прибылей чугунных отливок.

Известна смесь элементов литейной формы, содержащая, вес.%: Алюминиевый порошок 6-12 Окислитель12-18

Силикатная гдыба 6-10 . Ставролитовый

концентрат7-10

Известняк20-30

Отвердитель. 14-16

Жидкое стекло5-9

Вода. 1,5-3

Пенообразователь 0,1-0,4 Недостаток этой смеси состоит в том, что при горении оболочки литейкой .прибыли она теряет свою форлу, и при этом нарушается направленное затвердевание отливки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности идос тйг аемом у эффекту является смесь 23 для элементов литейной формы следуидего состава, вес.%{

Алюминиевый порошок 15-20 Железная руда8-16

Криолит 2-4

Глина огнеупорная 7-10 Графит0,5-4

Декстрин4-6

Наполнитель35-62,5

Мочевино-формальдегидная смола4,5-5,5

Недостаток данной смеси состоит в невысокой теплотворности, что де.лает невозможным ее применение для обо10лочек прибьллей литейной формы диаметром свыше 300 мм.

Цель изобретения - сокращение расхода смеси и повышение ее качества за счет увеличения теплотворной спо15собности и времени горения и улучшение структуры головной части слитка. Для достижения поставленной цели экзотермическая смесь для изготовления прибылей, включающая алюминие20вый порошок, железную руду, огнеупорную глину, криолит, декстрин и наполнитель, дополнительно содержит магниевый порошок, силикокальций, калиевую селитру и борную кислоту, а в

25 кач:естве огнеупорного наполнителя легковесный шамот при следующем соотношении ингредиентов, вес.%;

Алюминиевый порошок 13.,5-20,0 Железная руда10,0-18,0

30

Декстрин4,0-5,0 Глина огнеупорная 7,0-10 Магниевый порошок 13,5-20 Силикокальций 0,5-3,0 Калиевая селитра 6,0-8,0 Борная кислота 3,0-5,0 19,0-48 Легковесный шамот Криолит Остально Повышение теплотворной (люсобнос ти достигается введением в смесь борной кислоты в количестве 3-5%. Бор восстанавливается магнием из борной кислоты по реакции 2НзВОз+ + 3MgO + ЗНдО-, Затем бор реагирует с окислителем :(железная руда., калиевая силитра), при этом выделяется в 2-2,5 ра за больше тепла, чем при использовании известной смеси 4В + 30-2 23.0,,+ 546 ккал, Увеличение или уменьшение количества вводимой борной кислоты веде к нарушению стехиометрии в протекаю щих реакциях, что влечет за собой снижение теплотворной способности. Крол1е этого, борная кислота служ связующим,спекаясь при нагревании и способствуя сохранению конфигурац элемента литейной формы. Введение в смесь 7,5-10% магниевого порошка обеспечивает восстанов ление бора из борной кислоты. Кроме того, магниевый порогиок способствует сфероидизации графита в чугуне, как в литейной прибыли, так и в поверхностных слоях отливки. Магний вводят, в смесь для элементов литейной формы в виде алкми но-магниевого порошка, что в пересч те составит 15-20%. Уменьшение количества вводимого алюмино-магниевого порошка ведет к неполному восстановлению бора, а увеличение к бурному протеканию экзотермической реакции, что сопро вождается выбросами металла. Алюминиевый порошок обеспечивает горение смеси. С учетом количества алюминия, введенного с алюмино-маг евым порошком, количество алгсминие вого порошка составит 6-10%. Увеличение или уменьшение вводи мого алюминиевого порошка приводит к нарушению протекания реакции горения. Содержащийся в составе смеси Силикокальций в количестве 0,5-3% способствует ее лучшеному горению. Кроме этого Силикокальций нейтрализует вредное действие элементов, образующихся при горении, что ведет к сохранению шаровидной формы графита в чугуне. При изготовлении отливок из чугуна с шаровидным графитом до окончания их кристаллизации (0,5-1,0 ч) происходит интенсивное испарение магния из прибылей диаметром 300 и более мм, что приводит к появлению в сопряженных местах графита вермикулярного или пластинчатого. Наличие в экзовтулке магния и силикокальция частично компенсирует эту убыль, способствуя образованию шаровидного графита. При добавке свыше 3% силикокальция образуются жидкие шлаки, и происходит разрушение элемента литейной формы. Железная руда (10-18%) и калиевая селитра (6-8%) являются окислителями. Введение их в смесь для элементов литейной формы в указанных количествах способствует стабильному протеканию реакции. Огнеупорная глина (7-10%) обеспечивает прочность элемента литейной формы в сыром состоянии. Криолит (0,5-2%) стабилизирует скорость протекания реакций. Декстрин (4-5%) слуяшт связующим. Наполнителем в смеси является легковесный шамот, теплопроводность которого в 2,5-3 раза меньше теплопроводности известного цимота, что улучшает изолирующие свойства предлагаемой смеси. Для уменьшения пригара на отливке в смесь может быть добавлена сода кальцинированная в количестве 0,51 вес.% смеси. Составы смеси для элементов литейной формы и ее характеристики приведены в табл.1. Смесь получают ме ханическим смешением составляющих ее компонентов. В табл. и 2 приведены составы и свойства смесей. Таблица

; Продолжение табл. 1

Температура воспламенения, «С

Температура горения,с

Удельная теплотворная способность, ккал/кг

Теплопроводность, При приготовлении смеси должна соблюдаться следующая последовател ность введения компонентов: загружают шамотный легковес, железную ру ду, борную кислоту, перемешивают в течение 2 мин, далее добавляют гли огнеупорную, силикокальций, криолит калиевую селитру, кальцинированную соду и вновь перемешивают 2 мин, после чего добавляют алюминиевый и магниевый порошки и перемешивают 3 ми В последнюю очередь добавляют связующее, перемешивают 3 мин. По сравнению с известной теплопр водность предлагаемой смеси в 2-2,5 раза больше. Это позволяет применят ее для оболочек литейных прибылей . диаметром 300-600 мм. При этом Масс литейной прибыли снижается на 1015%, а выход годного литья повьииается до 80-85%. Ожидаемый годовой экономический эффект составит более 1 млн. руб в год. Форм.ула изобретения Экзотермическая смесь для изгото ления прибылей, включающая алюминие

Таблица 2

500 400 300 1300-1350 1450-1500 1700-1750

270-284

305-315

357-362 вый порошок, железную руду, огнеупор)ную глину, криолит, декстрин и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью сокращения расхода смеси и повышения ее качества за счет увеличения теплотворной способности и времени горения и улучшения стурктуры головной части слитка, она дополнительно содержит магниевый порошок, силикокальций, калиевую селитру и борную кислоту, а в качестве наполнителя - легковесный шамот при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Алюминиевый поро13,5-20,0 шок Железная руда 10,0-18,0 Декстрин 4,0-5,0 Огнеупорная 7,0-10,0 глина Магниевый по13,5-20,0 рошок Силикокальций 0,5-3,0 Калиевая селит6,0-8,0 ра Борная кислота 3,0-5,0

969449R

Лепсовесный шамот 19,0-481. Авторское свидетелвство СССР

Криолит Остальное 4S5i52, кл. В 22 D 27/06, 1972.

Источники информации,2. йвтйрское свидетельство СССР

принятые во внимание при экспертизе№772710, кл. В 22 D 27/06, 1979.