Экзотермическая смесь для обогрева прибылей чугунного литья

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<о772710

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190379 (21) 2751756/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

{51) М. К.з

В 22 О 27/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23,1080. Бюллетень ¹ 39

{53) УДИ 621. 746. .586:662. .289(088.8) Дата опубликования описания 251080

A.È. Беляков, А.Н. Горшенков, В.И. Клочнев, В.И. Куликов и П.И. Федоров (72) Авторы изобретения т (Ордена Октябрьской Революции Карачаровский механический завод (71) Заявитель (54) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ОБОГРЕВА

ПРИБЫЛЕЙ ЧУГУННОГО ЛИТЬЯ

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

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

Данная экзотермическая смесь характеризуется высокой температурой

10 воспламенение (850-900 C) и горения (1450-1600оС), поэтому она не мо>нет 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 экэотермическая 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 шамотного порошка и связующее в виде сульфитного щелока

Указанная экзотермическая смесь так же имеет высокую температуру горения и воспламенения, из-за чего ее нельзя использовать при изготовлении отливок из чугуна с шаровидным 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, углеродсодер>кащую добавку, глину огнеупорную, огнеупорный наполнитель и связующее, содержит в качестве углеродсодержащей добавки графит при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Алюминиевый порошок 15-20

Железная руда 8-16

Криолит 2-4

Графит 0,5-1,0

772710

Глина огнеупорная

Связующее

Огнеупорный наполнитель Остальное

В качестве связующего экзотермическая смесь содержит 4,0-6,0 вес.% декстрина и 4,5-5,5 вес.Ъ мочевиноформальдегидной смолы.

Введение в смесь графита в коли честве 0,5-4,0% снижает температуру воспламенения смеси, так как в ней протекают следующие реакции между 10 железной рудой и графитом, сопровож;дающиеся поглощением тепла

3FegOg+ С Fe>04+ СО

Fey04 + С Fe 0 + СО

FeO + С Fe + CO 15

Все указанные реакции протекают при 500-800 С, следовательно, увеличение содержания графита в смеси снижает температуру воспламенения наоборот, уменьшение его содержания приводит к повышению температу. ры воспламенения. Кроме того, благодаря графиту уменьшается пригорание экзотермической втулки к металлу прибыли.

Таким образом, выбор пределов по содержанию графита обусловлен необходимостью получения требуемого интервала температуры воспламенения смеси. умеренное содержание в составе З0 смеси алюминиевого порошка (15-20%) ограничивает температуру горения смеси интервалом 1100-1300 С.

Содержание алюминиевого порошка в количестве 15Ъ позволяет делать 35 состав экзотермическим, а увеличение количества алюминиевого порошка выше 201 приводит к повышению температуры горения.

Введение в состав смеси 2-4Ъ кри- 40 слита стабилизирует процесс горения смеси, т..е. позволяет поддерживать постоянную скорость горения. При меньшем содержании криолита реакция протекает очень бурно, а при большем реакция горения происходит настолько медленно, что прибыль эатвердевает раньше, чем прореагирует смесь.

Введение в состав экзотермической 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 начала экзотермической реакции смола начинает выгорать. Кроме того, смола

0,50-0,60

0,60-0,70

0,50-0,60

0 20-0,30

Таблица 1

Содержание в смесях, вес.Ъ

Ингредиенты

1 2 3

18

16

Алюминиевый. порошок 15

Жедезная руда (гематит) 8 частичнс выполняет фукнцию связующего, способствуя образованию высокопористого и малотеплопроводного огарка.

Огнеупорная глина обеспечивает прочность экзотермической смеси в

cbIpoM сОстОянии в

Железная руда (8-16%) является окислителем в экзотермической смеси, способствуя протеканию окислительно-восстановительных 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 экэотермических смесей.

Полученные сь рси имеют температурные характеристики, показанные в табл..2.

Некоторые другие теплофиэические характеристики смесей приведены ниже:

Скорость горения смеси, см/мин 0,40-1,00

Коэффициент теплопроводности, ккал/м.час град: экзотермической смеси при 20ОС огарка при 20 С при 40Й: при 1200С

Теплотворная способность экзотермической смеси, кал/г: в неуплотненном состоянии 420-450 в уплотненном состоянии 550-600

Предлагаемая экзотермическая смесь по сравнению с известной обеспечивает снижение температуры воспламенения в среднем на 200 С и температуры горения в среднем на 300ОС при c абильном протекании экзотермической реакции, вследствие чего сохраняется требуемая микроструктура чугуна (в частности, шаровидная форма графита) в подприбыльной зоне отливки.

772710

Продолжение табл. 1

Ингредиент

Криолит

Глина огнеупорная

Графит

0 5

2,5

4,0

Мочевино-формальдегидная смола (марки МЗ) 4,5

5,5

Декстрин

Шамотный порошок

59,0

46 5

36,5

Таблица 2

Показатели для смеси

Температурные характеристики

1 (2 . ) 3

Температура воспламенения, С о

800 700 . 500-550

Температура горения, С

1100 1150-1200 1200-1300

Формула изобретения

2-4

0,5-4,0

7-10

8,5-11,5

Составитель С. Тепляков

Техред Ж.Кастелевич Корректор М. Шароши

Редактор И. Нанкина

Заказ 6792/11 Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная., 4

1. Экзотермическая смесь обогрева прибылей чугунного включающая алюминиевый поро ную руду, криолит, углеродс добавку, глину огнеупорную ный наполнитель и связующее л и ч а ю щ а я с я тем, ч целью снижения температуры менения и горения и сохране О видной формы графита в подп .зоне чугунных отливок, она в качестве углеродосодержащ графит при следующем соотно редиентов, вес.%:

Алюминиевый порошок

Железная руда для литья, шок, желеэодержащую 35 огнеупоро тто, с ее восплашаро 4 рибыльной содержит ей добавки шении инг15 20 45

8-16

Криолит

Графит

Глина огнеупорная

Связующее

Огнеупорный наполнитель Остальное

2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве связующего она содержи 4,0-6,0 вес.% декстрина и 4,5-5,5 вес.% мочевиноформальдегидной смолы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 608609, кл. В 22 0 27/06, 1976.

2. Паент Англии 9 852377, кл. С 03 N 7, 1960.