Экзотермическая смесь для обогревалитейных прибылей

Экзотермическая смесь для обогревалитейных прибылей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнх

Соцнапнстнческнх

Респубпнк

{1н804200

Ф

I б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 14.12.78 (21) 2734461/22-02 с пр соединением заявки Й9— 5 „К„з

В 22 D 27/06

В 22 0 7/10

{ осударстаенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетовЂ

Опубликовано 150?,81, бюллетень {{9 6

Дата опубликованияописания 17.02.81 (53) УДК 621.746. .586.662.989 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б.Н. Богомолов, В.П.Ткаченко, В.A.Càìoéëåíêî, Е ЛтНаниченко, А.П. Пигалов, В.Н. Нестеров, В.В. Бисярин, Б.A.. Севостьянов, Г.П. Дыдыкин и Ю.Р. Яхкинд

Государственный всесоюзный научно-исследовательский институт цементной промышленности "НИИЦемент" и Катав-Ивановский литейно-механический завод (71) Заявители (5 4 ) ЭКЗОТЕ РМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ОБОГРЕВА литейных пРиБылей

Изобретение относится к литейному производству и черной металлургии в частности к составам экзотермических смесей для обогрева литейных 5 прибылей при производстве слитков и крупных стальных отливок.

Известна экзотермическая смесь для обогрева литейных прибылей, содержащая алюминиевый порошок, порошок кремниево-магниево-кальциевоал{оминиевого сплава, окислитель (хромовую руду), огнеупорную глину, огнеупорный наполнитель (шамот), ор:ганическую выгорающую добавку (древесные опилки)и связующее (жидкое стекло) (1).

Данная смесь в условиях использования ее для обогрева прибылей крупных стальных отливок характеризуется недостаточной длительностью горения, а следовательно, относительно невысокой продолжительностью затвердевания прибыли.

Наиболее близка по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой зкзотермическая смесь для обогрева литейных прибылей, содержащая алюминиевый порошок, окислитель (хромовую руду), катализатор горения в виде фторида щелочного или щелочноземельного металла, органическую выгорающую добавку (древесные опилки), огнеупорную глину, огнеупорный наполнитель (шамот) и связующее (жидкое стекло) j2).

Однако теплотворная способность этой смеси и ее термостойкость нуждаются в дальнейшем улучшении, чтобы. обеспечить более эффективное питание жидким металлом массивных узлов крупных стальных отливок и головной части слитков.

Цель изобретения — повыаение теплотворной способности и термостойкости экзотермической смеси.

Поставленная цель достигается тем что экзотермическая смесь для обогрева литейных прибылей, включающая алюминиевый порошок, окислитель, катализатор горения в виде фторида щелочного или щелочноземельного металла„ органическую выгорающую добав- ку, огнеупорную глину, огнеупорный наполнитель и связующее, дополнительно содержит порошок кремниево-магниево-кальциево-цериевого (КМКЦ)сплава и керамзит при следующем соотношении ингредиентов, вес. Ъ:

804200

В качестве окислителя предлагаемая смесь содержит, вес. Ъ: хромовую руду 20-45, натриевую селитру

2-6. В качестве фторида щелочного или щелочноземельного металла предпочтительно использовать плавиковый шпат, огнеупорного наполнителя-молотый шамот, связующего — жидкое стекло.

В табл. 1 приведена общая характеристика материалов, используемых в составе предлагаемой экзотермической смеси.

12-25

22-51

0,3-4,0

2 — 10

1-15

1-15

10-20

2-6

1-8

Таблица 1

Материал

Составляющие экзотермических смесей

ТУ 48-01-16-70; изготовляется из чушкового алюминия по ГОСТУ 295-60, лома и отходов сплавов

Алюминиевый порошок

Донского рудоуправления марки ДХ-1 по ТУ

14-9-48-73

Руда хромовая

Марка 4-1 или 4-2;

ГОСТ 3226-65 (, Глина молотая

Готовый шамотный порошок или молотый шамот из боя и отходов шамотных изделий по по ГОСТУ 4385-48; классы — О и А

Шамот

Опилки древесные

Плавиковый шпат

ГОСТ 962-41; модуль

2,6-3,0 с уд.в.

1,43-1,50

Жидкое стекло

Порошок .КМКЦ-сплава

ТУ 956-58

Натриевая селитра

ГОСТ 9759-76

Керамзит (молотый керамзитовый гравий) При содержании порошка КМКЦсплава и керамзита выше верхних и

Щ ниже нижних обусловленных пределов не достигается требуемое повышение термостойкости смеси. Введение 2-6Ъ порошка КИКЦ-сплава,, как горючего компонента, значительно ускоряет горение за счет содержания в нем

40-60

6-12

4-12

1-2

Остальное

Алюминиевый порошок

Окислитель

Фторид щелочного или щелочноземельного металла

Органическая выгорающая добавка

Огнеупорная глина

Огнеупорный наполнитель

Связующее

Порошок КМКЦ-сплава

Керамзит

Марка Ф-75 или Ф-85;

ГОСТ 7618-55

Марка ЖКМК-1„..., ЖКМК-6; ТУ-14-5-39-74

Порошок КМКЦ-сплава согласно

Ту 14-5-39-74 имеет следующий химический состав, вес.Ъ:

Кремний

Магний

Кальций

Церий

Железо

Основные требования к ериалам

Количество алюминия не менее

92Ъ" содержание активного (неокисленного) алюминия не менее 85Ъ; зернистость. 1,6 мм фракции с зерном мельче 0,15 мм не более 15оо

Содержание окиси хрома не менее

48-52; отклонение содержания окиси хрома к закиси железа не менее 3; зернистость. 3 мм

Зернистость (1,6 мм; фракции с зерном мельче 0,15 мм не более 15Ъ

Зернистость 4 5 мм; остаток на сите N 16 по ГОСТУ 3584-53 не более 30Ъ; проход через сито

9 0,2 не более 20Ъ

Зернистость 63,0 мм; влажность ЗЪ

Порошок зернистостью <1,6 мм; содержание серы б 0,3Ъ

Порошок зернистостью 61, 6 мм: фракции с зерном мельче 0,15 мм не более 15Ъ

Порошок зернистостью 1,6 мм

Зернистость 5 мм; влажность62Ъ

804200 химически активных элементов, находящихся впереди алюминия в ряду активности элементов. Введение такого порошка наиболее эффективно при наличии в составе смеси 2-6- натриевой селитры, с которой взаимодействуют составляющие порошка при соприкосновении жидкого металла с внутренней поверхностью экзотермической вставки с выделением тепла по следующей реакции

4йа ИО 55 .=2Иа20+5S i Op+2 JJz+Q.

Реакции взаимодействия остальных компонентов порошка КМКЦ-сплава аналогичны приведенной.

Одновременно введенная в состав смеси при указанном соотношении других компонентов натриевая селитра, с .с .-аясь при нагреве, обволакивает зе;..г. составляющих смеси и таким образом псевдоуплотняет ее, исключая участки местного разогрева и способствуя равномерному разогреву всей вставки. Последнее является важным фактором стабилизации физикомеханических свойств смеси, т.е. введение селитры в заданных пропорциях исключает образование трешнн и разрушений экзотермических вставок. Одновременное введение в состав смеси натриевой или калиевой селитры позволяет на 25-о снизить со20

Таблица 2

18 18 18

8 8 8

18

Алюминиевый порошок

Глина б б

2 2

Связующее (жидкое стекло) 15

15 15 15

2 4 б

КМКЦ-сплав

Натриевая селитра

Керамзит

Хромовая руда

2 4 б

1 4 8

39 32 24

Из приведенных в таблице 3 данных следует, что предлагаемая смесь обеспечивает получение более высокой

Щ теплотворной способности и термостойкости. Более эффективная тепловая работа прибылей при использовании предлагаемой зкзотермической смеси характеризуется также тем, что продолжительность затвердевания

Огнеупорный наполнитель (шамот) Органическая выгорающая добавка (опилки)

Катализатор (плавиковый шпат) Свойства смесей 1-4 приведены в табл. 3. При этом термостойкость смеси оценивается количеством циклов нагрева до 700 С и принудительного охлаждения до 20 С изготовленных из нее цилиндрических образцов диаметром 20 мм и высотой 50 мм до их разрушения или появления трещин. держание в ней хромовой руды при эффективном обогреве прибылей. Введение 1-8% керамзита обусловливается необходимостью повышения физикомеханических свойств смеси. Вместе с тем керамзит, как теплоизолирующий материал, замедляет горение, обеспечивая длительный разогрев приб чи .

Составы экзотермических смесей приготавливают следующим образом.

В смещивающие бегуны загружают древесные опилки, добавляют воду и перемешивают их в течение 4-5 мин.

Затем вносят сухие компоненты в следующей последовательности: хромовая руда, алюминиевый порошок и плавиковый шпат. Вреь я перемешивания сухих компонентов с опилками

4-5 мин. Затем бегуны останавливают и вносят все недостающие компоненты вместе с жидким стеклом и вновь перемешивают смесь в течение

3-5 мин,после чего ее выгружают и используют для изготовления экзотермических вставок. ,Цля сравнения берутся оптимальный состав известной смеси и составы предлагаемой смеси, отличающиеся содержанием КМКЦ-сплава, керамзита и окислителя (натриевой селитры), которые приведены в табл. 2.

804200

Т а б л и ц а 3

Свой

0,82 0,96

12,6 16,4

0,36

8,6

Про;=:ость на растяжение в сухок состоянии, rr; с/ у

5,2 7,6

4 0

3,4

44 49

848 840

2159 2247

1987

540 580

480

КоэфФициент теплопроводнос0 ти, ккал/м.с.С: прп комнатной температуре огарка

0„8

7„8

0,7

8,5

0,9

8,2

1,0

6,8

87 92

Формула изобретения

БНИИПИ Заказ 10771/17 Тираж 880 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 прибыли для 10-тонной стальной отливки составляет 5-6 ч при длительности горения экзотермичесхой смеси 20-23 мин, -огда как при использовании вставки, изготовленной из известной экзотермической смеси, указанные параметры составляют соответственно 4 ч и 18 мин.

Более высокие физико-механические свойства предлагаемой смеси позволяют повысить эффективность обогрева прибыли, снижают возможность образования трещин в экзотермических

Прочность на сжатие в сыром состоянии,кгс/см 0,50

Прочность на сжатие в сухом состояниями кгс/см 10р3

1à=-опроницаемость в сухом состоянии, ед 38

О

Температура загорания, С 860

Температура горения, С 2102.еплотвор -ая способность, ккал/кг 520

Термостойкость в циклах 84

1. Экзотермическая смесь для обогрева литейных прибылей, включающая алюминиевый порошок, окислитель, катализатор горения в виде фторида щелочного или щелочноземельного металла, органическую выгорающую добавку, огнеупорную глину, огнеупорный наполнитель и связующее, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью gg повышения ее теплотворной способности и термостойкости, она дополнительно содержит порошок кремниевомагниево-кальциево-цериевого сплава и керамзит при следующем соотношении ингредиентов, вес. Ъ:

Алюминиевый порошок 12-25

Окислитель 22-51

Фторид щелочного или щелочноземельного металла 0 3 4 0 60 вставках или их разрушения, а также уменьшают размер прибыли.

Предлагаемая экзотермическая смесь может быть применена в качестве материала для изготовления экзотермических вставок для обогрева прибылей для отливок из сталей марок

20-45Л, например отливок опорных роликов для вращающихся печей цементной промышленности весом от 5 до

20 т при максимальной массе прибыли до 800 кг.

Органическая выгорающая добавка 2-10

Огнеупорная глина 1-15

Огнеупорный наполнитель.1-15

Связующее 10-20

Порошок кремниевомагниево-кальциевоцериевого сплава 2-6

Керамзит 1-8

2. Смесь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве окислителя она сожержит 20-45 вес.% хромовой руды и 2-6 вес.В натриевой селитры, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 353787, кл. В 22 0 7/10, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 367960, кл. В 22 D 7/00, 1970.