Экзотермическая смесь для обогрева литейных прибылей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пщ 6О86О9

Союз Советских

Яоциалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.12.76 (21) 2437970/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.78. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 18.05.78 (51) М. Кл.2 В 22D 27/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.746.586:

: 662.289 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. И. Побежимов, В. Г. Мальков и П. А, Забродин (71) Заявитель Научно-производственное объединение по технологии машиностроения (54) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ОБОГРЕВА

ЛИТЕЙНЫХ ПРИБЫЛЕЙ

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам экзотермических смесей для обогрева прибылей стальных и чугунных отливок.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является экзотермическая смесь для обогрева литейных прибылей, содержащая, вес. : алюминиевый порошок 18 — 19; марганцевую руду 5,2 — 6,1; окислы железа (железную окалину) 22,5 — 24,3; криолит 1,4 — 2,3; огнеупорную глину 7 — 8; связующее (сульфитный щелок плотностью 1,27 г/см ) и 3 — 3,5; огнеупорный наполнитель (кварцевый или шамотный песок) 38 — 41; воду 3,0 — 3,5 (1).

Однако известная смесь имеет значительную величину отрицательного кислородного баланса состава при низкой газопроницаемости смеси, что не позволяет создать условия для полного окисления дорогостоящего компонента — алюминия, следствием чего является невысокая эффективность применения указанной смеси для обогрева прибылей отливок. Кроме того, эффективность обогрева прибылей такой смесью значительно снижается вследствие повышенной теплопроводности экзотермической смеси в исходном состоянии и невысоких теплоизолирующих свойств продуктов ее с-.ора:.и.-. .

Цель изобретения — повышение тепловой эффективпости экзотермической смеси.

Достигают это тем, что предложенная экзотермическая смесь для обогрева литейных

5 прибылей, включающая алюминиевый порошок, окпслы железа, марганцевую руду, криолит, огнеупорную глину и связующее, содержит указанные ингредиенты в следующем количественном соотношении, вес. о/о.

10 Алюминиевый порошок 19 — 23

Марганцевая руда 3 — 5

Окислы железа 10 — 15

Криолит 4 — 6

Огнеупорная глина 52 — 55

15 Связующее 3 — 5

Увеличение содержания молотой огнеупорной глины до 52 — 55 вес. %. В составе экзотермической смеси при указанном соотношении остальных ингредиентов способствует

20 повышению ее эффективности за счет улучшения теплоизолирующих свойств смеси в исходном состоянии, а также благодаря повышению теплоизоляционных свойств продуктов ее сгорания. Расширение огнеупорной

25 глины при нагреве приводит к частичному ра-pyvaeH»>o структуры смеси и образованно трещин в зоне ее горения, что создает условия для окисления избыточного алюминия кислородом воздуха. Кроме того, кремнезем.

608609

Состав, вес. у, Пргдложенньш

Известный (по прототипу) Ингредиенты

18 — 19

5,2 — 6,1

12,5

53,5

15 б

19

52

1,4 — 2,3

7,0 — 8,0

22,5 — 24,3

38,0 — 41,0

3,0 — 3,5

3,0 — 3,5 входящий r, состав огнеупорной глины, прп новь.шенной температуре окисляет значительную часть избыто-гно "o алюминия и способствует более рациональному использозанию дорогостоящего горючего компонента.

Следствием указанного влияния молотой огнеупорной глины является повышение температуры и замедле ис скорости горения смеси, что значительно повышает ее тепловую эффективность.

Для приготовления предложенной смеси используют алюминиевый порошок с содержанием активно о алюминия не менее 90% и

«елпчиной зерна менее 0,6 мм.

Марганцевую руду вводят в смесь в виде флотоконцентрата или в молотом виде с величиной зерна не более 0,5 мм, предпочтительно 0,2 мм. Содержание марганца в марганцевой руде должно быть пе менее 35%.

В качестве окислов железа используют молотые железную окалину кузнечного или прокатного производства пли гематитовую или магнетптовую железные руды с величиной зерна менее 0,5 мм, предпочтительно

0,2 мм.

Суммарное содержание окислов железа и марганцевой руды не должно превышать

Алюминиевый порошок

Марганцевая руда

Гематитовая железная руда

Криолит

Огнеупорная глина

Декстрин

Железная окалина

Огнеупорный наполнитель (песок или шамот)

Сульфитный щелок плотностью

1,27 г/см"

Вода

Для приготовления экзотермических смесей применяют алюминиевый порошок марки

ЛПВ (ТУ вЂ” 48 — 01 — 73 — 71) .

В качестве окислителей используют флотоконцентрат марганцевой руды (ТУ вЂ” 14 — 9—

50 — 73) и молотую гематитовую железную руду (ТУ вЂ” 14 — 9 — 53 — 73). Катализатор реакции горения — криолит (ГОСТ 10561 — 63).

R качестве наполнителя применяют молотую огнеупорную глину (ГОСТ 3226 — 65), в качестве связующего — декстрин (ГОСТ

6034 — 51) .

Для оценки тепловой эффективности предложенной экзотермической смеси используют коэффициент эффективности (К,ь — отноше20 вес. %. При большом содержании этих компонентов в составе смеси продукты ее сгорания будут иметь повышенную теплопроводность, вследствие наличия в них боль5 moro количества восстановленных железа и марганца.

При суммарном содержании окислов железа и марганцевой руды менее 13 вес. % экзотермическая реакция в смеси может про10 текать только при значительном поступлении тепла извне.

Для приготовления экзотермической смеси в качестве катализатора процесса ее горения используют 4 — 6 вес. % криолита. При содер15 жанни криолита менее 4 вес. смесь имеет высокую температуру воспламенения (более

800 С) и горения (более 1600 С) при большой скорости протекания процесса. Увеличение содержания криолита более 6 вес. % в

20 составе смеси не оказывает влияния на характеристики ее горения.

В качестве связующих компонентов в экзотермической смеси можно использовать декстрин, сульфитный щелок, жидкое стекло, 25 синтетические смолы и др.

Составы предложенной и известной смесей приведены в таблице. ние продолжительности затвердевания отливки шара диаметром 150 мм, залитой в обо30 лочку из экзотермической смеси толщиной

30 мм, к продолжительности затвердевания такой же отливки в форме из песчано-жидкостекольной смеси) .

Заливку форм производят сталью марки

35 20Л при 1560 — 1580 С.

Продолжительность затвердевания отливки шара определяют посредством платино-платинородиевой термопары, спай которой устанавливают в центре шаровой полости. За

40 температуру затвердевания принимают

1470 С, что приблизительно соответствует температуре солидус для данной марки стали, 608609

Формула изобретения

Составитель С. Теплякова

Техред А. Камышиикова

Корректоры; Е. Хмелева и Л. Орлова

Редактор А. Соловьева

Заказ 1008/13 Изд. № 443 Тираж 964

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Значения Каф для предложенной и известной смесей

Предложенная Кф

1 2,80

2 3,05

3 2,95

Известная (прототип) 2,50

Таким образом, предложенная экзотермическая смесь обеспечивает получение следующих технико-экономических преимуществ:

Повышение тепловой эффективности экзотермической смеси за счет улучшения теплофизических характеристик исходной смеси и продуктов ее сгорания, а также вследствие повышения коэффициента использования алюминия обеспечивает увеличение выхода годного на 5 — 8 /о по сравнению с известными смесями, что соответствует экономии 80—

100 кг жидкого металла на 1 т годных отливок.

Если принять во внимание, что экзотермические смеси для обогрева прибылей отливок находят ограниченное применение на заводах страны, то замена обычных прибылей на обогреваемые предложенной экзотермической смесью позволит повысить выход годного стального и чугунного литья до 80 — 85%, т. е. сэкономить 400 — 450 кг жидкого металла на

1 т годных отливок. При этом экономический эффект составит не менее 5 млн. руб. в год.

К экзотермической смеси предложенного состава предъявляются невысокие требования по газопроницаемости. Это позволяет для приготовления смеси использовать исходные

5 материалы с пониженными требованиями по гранулометрическому составу, что уменьшает стоимость экзотермической смеси.

Отсутствует опасность воздействия смеси и продуктов ее сгорания на химический состав

1р металла прибыли и подприбыльной части отливки.

15 Экзотермическая смесь для обогрева литейных прибылей, включающая алюминиевый порошок, марганцевую руду, окислы железа, криолит, огнеупорную глину и связующее, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее тепловой эффективности, ингредиенты взяты в следующем количественном соотношении; вес. :

Алюминиевый порошок 19 — 23

Магранцевая руда 3 — 5

Окислы железа 10 — 15

Криолит 4 — 6

Огнеупорная глина 52 — 55

Связующее 3 — 5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 470356, кл. В 22D 7/10, 13.02.74, 1975.