Экзотермическая смесь для изготовления прибылей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннх

Ссщналнстнчесннх

Реслублнн гггг969449 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 260181 (21) 3238470/22-02 (31) М. Кл. з с присоединением заявки №вЂ”

B D 27/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет(Щ УДК 621. 746. .393.5(088.8) Опубликовано 301082 Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 30.1082

Н. Н, Александров, В. И. Куликов, А. И. Б л

В. А . Карасева, A. Н. Смирнов, Н.Ф. Гнезлги

Ю.И.Старых, Л.П.Гришин и M.Ë.Õðóùåâ." с (72) Авторы изобретения

Научно-производственное объединениЕ по технОх9ы ии машиностроения "ЦНИИТМИМн (71) Заявитель (54) ЭКЗОТЕРИИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПРИБЫЛЕИ

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

Известна смесь 1)для элементов литеййой формы, содержащая, вес.Ъг

Алюминиевый порошок 6-12

Окислитель 12-18

Силикатная глыба 6-10

Ставролитовый концентрат 7-10

Известняк 20-30

Отвердитель 14-16

Жидкое стекло 5-9

Вода 1, 5-3

Пенообразователь 0,1-0,4

Недостаток этой смеси состоит в том, что при горении оболочки литейной прибыли она теряет свою форму, и . при этом нарушается направленное затвердевание отливки.

Наиболее близкой к изобретению.по технической сущности и достигаемому эффекту является смесь(2 .для элементов литейной формы следующего состава, вес.Вг

Алкминиевый порошок 15-20

Железная руда 8-16

Криоли г 2-4

Глина огнеупорная 7-10

Графит 0,5-4

Декстрин 4-6

Наполнитель 35-62 5

Мочевино-формальдегидная смола 4,5-5,5

Недостаток данной смеси состоит в невысокой теплотворности, что дела ет невозможным ее применение для оболочек прибылей литейной формы диаметром свыше 300 мм.

Цель изобретения - сокращение расхода смесй и повышение ее качества за счет .увеличения теплотворной способности и времени горения и улучшение структуры головной части слитка.

Для достижения поставленной цели экзотермическая смесь для изготовления прибылей, включающая алкминиеощок железную руду огНеуАОрную глину, криолит, декстрин и наполнитель, дополнитель но содержит магниевый порошок, силикокальций, калиевую селитру и борную кислоту, а в качестве огнеупорного наполнителя легковесный шамот при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъг

Алкииниевый порошок 13.,5-20, 0

Железная руда 10,0-18,0

30 . Декстрин 4,0-5,0

969449

Т а блица 1

Содержание, вес.Ъ в смеси

) з

Компонент

Магний

Барная кислота

Алюмниевый порошок

Силикокальций

8,5

7,5

13,5

16,5

1,5

0,5

Гли íà or не упор на я 7,0-10,0

Магниевый порошок 13,5-20,0

Силикакальций 0,5-3,0

Калиевая селитра 6,0-8,0

Барная кислота 3,0-5,0 . Легковесный шамот 19,0-48

Криолит Остальное

Повышение теплотворной способнос ти достигается введением в смесь барной кислоты в количестве 3-5Ъ.

Вор восстанавливается магнием из борной. кислоты по реакции

2Н ВО + ЗМд=2В + 3MgO + 3kIg0.

Затем бор реагирует с окислителем .(железная руда., калиевая силитра), при этом выделяется в 2-2,5 ра- 15 за больше тепла, чем при использовании известной смеси

4В + 30 = 2В О + 546 ккал, Увеличение или уменьшение количества вводимой борной кислоты ведет рп к нарушению стехиометрии в протекающих реакциях, что влечет за собой снижение теплотворной способности.

Кроме этого, барная кислота служит связующим, спекаясь при нагревании и способствуя сохрайению конфигурации элемента литейной формы.

Введение в смесь 7,5-10Ъ магниевого порошка обеспечивает восстановление бора из борной кислоты. Кроме того, магниевый порошок способствует сфероидизации графита в чугуне, как в литейной прибыли, так и в поверхностных слоях отливки.

Магйий вводят в смесь,цля элементов литейной формы в вице алкмино-магниевого порошка, что в пересчете составит 15-20Ъ.

Уменьшение количества вводимого алюмино-магниевого порошка ведет к неполному восстановлению бора, а увеличение к бурному протеканию экзотермической реакции, что сопровождается выбросами металла.

Алюминиевый порошок обеспечивает горение смеси. С учетом количества алюминия, введенного с алюмино-магниевыл порошком, количество алкминиевого порошка составит 6-10Ъ.

Увеличение или уменьшение вводимого алюминиевого порошка приводит к нарушению протекания реакции горения.

Содержащийся в составе смеси силикокальций в количестве 0,5-3Ъ 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 диаметрам 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 ЗЪ силикокальция образуются жидкие шлаки, и происходит разрушение элемента литейной формы.

Железная руда (10-18Ъ) и калиевая селитра (6-8Ъ) являются окислителями.

Введение их в смесь для элементов литейной формы в указанных количествах способствует стабильному протеканию реакции.

Огнеупорная глина (7-10Ъ) обеспечивает прочность элемента литейной формы в сыром состоянии.

Криолит (0,5-2Ъ) стабилизирует скорость протекания реакций.

Декстрин (4-5Ъ) служит связующим .

Наполнителем в смеси является легковесный шамот, теплопроводность которого в 2,5-3 раза меньше теплопроводности известного шамота, что улучшает изолирующие свойства предлагаемой смеси.

Для уменьшения пригара на отливке в смесь может быть добавлена сода кальцинированная в количестве 0,51 вес.Ъ смеси.

Составы смеси для элементов литейной формы и ее характеристики приведены в табл.1.

Смесь получают механическим смеЪ шением составляющих ее компонентов.

В табл.1 и 2 приведены составы и свойства смесей.

969449

Продолжение табл. 1

Содержание, вес.Ъ в смеси

Компонент

1 2 3

Железная руда

Калиевая селитра

18

10

8,5

Гли на or не уп ор на я

Криолит

2,0

1,5

0,5

5,0

4,5

Декстрин

Наполнитель

34

Та блица 2

Смесь (3

400

300

500 1300-1350 1450-1500

1700-1750

270-284 305-315

357-362

Теплопроводность, ккал/м- ас С

0,27

0,34

О, 3.6

0,45

0,35

0,25

При приготовлении смеси должна 40 соблюдаться следующая последовательность введения компонентов: загружают шамотный легковес, железную руду, борную кислоту, перемешивают в течение 2 мин, далее добавляют глину 4 огнеупорную, силикокальций, криолит, калиевую селитру, кальцинированную соду и вновь перемешивают 2 мин, после чего добавляют алюминиевый и магниевый порошки и перемешивают 3 мин.

В последнюю очередь добавляют связующее, перемешивают 3 мин.

По сравнению с известной теплопроводность предлагаемой смеси в 2-2,5 раза больше. Это позволяет применять ее для оболочек литейных прибылей . 55 диаметром 300-600 мм. При этом масса литейной прибыли снижается на 1015Ъ, а выход годного литья повышается до 80-85Ъ.

Ожидаемый годовой экономический 60 эффект составит более 1 млн. руб в год.

Формула изобретения

Экзотермическая смесь для изготовления прибылей, включающая алюминие- 65

Ажоминиевый порошок

Железная руда

Декстрин

Огнеупорная глина

Магниевый порошок

Силикокальций

Калиевая селитра

Борная кислота

13,5-20,0

10,0-18,0

4,0-5,0

7,0-10,0

13,5-20.0

0 5-3,0

6,0-8,0

3,0-5,0

Теплофизические свойства

Температура воспламенения, OC

Температура горения, С о

Удельная теплотворная споСобность, ккал/кг

Скорость горения, см/мин 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 стурк" туры головной части слитка, она дополнительно содержит магниевый порошок, силикокальций, калиевую селит ру и борную кислоту, а в качестве наполнителя - легковесный шамот при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ!

969449

Составитель И.Гончарук

Техред 3 Палий. Корректор Н. Король

Редактор Е.Киннв

Закаэ 8275/14 Тираж 852 Подписное

1 ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам иэобретений jf открытий

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

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

Легковесный шамот 19,0-48

Криолит Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 4 :5152, кл. В 22 D 27/06, 1972.

2, АэтОрское свидетельствО СССР

Р 772710, кл. В 22 D 27/06, 1979..