RU2017575C1 - Состав экзотеплоизоляционной смеси для обогрева прибылей - Google Patents
Состав экзотеплоизоляционной смеси для обогрева прибылей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017575C1 RU2017575C1 SU4865670A RU2017575C1 RU 2017575 C1 RU2017575 C1 RU 2017575C1 SU 4865670 A SU4865670 A SU 4865670A RU 2017575 C1 RU2017575 C1 RU 2017575C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- dust
- ferrous
- composition
- zinc oxide
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 claims description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 6
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 4
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims 1
- RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Zn+2] RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910021543 Nickel dioxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000256602 Isoptera Species 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical class [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007713 directional crystallization Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к линейному производству и применяется для обогрева прибылей, отливок и слитков из латуни, бронзы, высокопрочного чугуна, а также отливок из алюминиевых и магниевых сплавов. Смесь включает алюминиевый порошок в качестве восстановителя в количестве 10 - 30 мас.% и пыль от плавильных печей цветных сплавов на основе цинка с температурой воспламенения, не превышающей 520 °С, в количестве 70 - 90 мас.%. При этом пыль выполныет роль как экзотермической, так и теплоизолирующей составляющей смеси. Пыль имеет следующий химсостав, мас.%: Zno 60 - 75; CuO 0,2 - 10,0; Al2O3 4 - 8; SnO 0,05 - 10,0; Fe2O3 1 - 8; SiO2 1 - 3; Mn3O4 0,1 - 0,8; NiO2 до 0,2 и размеры частиц 0,00001 - 0,01 мм. Применение смеси по изобретению позволяет исключить загрязнение металла прибыли продуктами экзотермической реакции, а также обеспечить направленную передачу тепла от смеси к прибыли. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к литейному производству и применяется для обогрева прибылей отливок и слитков черных и цветных металлов и сплавов (латуней, бронз, высокопрочного чугуна, алюминиевых и магниевых сплавов).
Известны смеси для обогрева прибылей на основе пыли различных металлургических агрегатов. Однако это или экзотермические или теплоизолирующие смеси, которые требуют использование других ингредиентов. Поэтому их использование не столь эффективно, так как часть тепла затрачивается на нагрев дополнительных ингредиентов.
Известен состав, в котором использован алюминий и отход в виде шлака, содержащего оксид цинка, который является как утепляющим, так и экзотермическим. Однако использование шлака требует дополнительных затрат на его измельчение. К тому же содержание в нем оксида цинка не превышает 20% при высоком содержании оксидов кремния и кальция. Такая смесь будет иметь низкий тепловой эффект.
Наиболее близкой к предлагаемому является смесь, содержащая алюминиевый порошок и оксид цветного металла (меди). Однако эта смесь неэкономична из-за высокой стоимости оксида меди, для получения которого приходится специально сжигать медь в токе кислорода.
Целью изобретения является удешевление смеси, а также повышение качества отливок за счет исключения загрязнения металла прибыли продуктами экзотермической реакции и обеспечения направленной передачи тепла от смеси к прибыли и отливке.
Это достигается использованием в составе смеси алюминиевого порошка совместно с пылью от плавильных печей цветных сплавов на основе оксида цинка с температурой воспламенения, не превышающей 520оС, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Алюминиевый порошок 10-30
Пыль от плавильных
печей цветных сплавов на основе оксида цинка 70-90
Пыль от плавильных печей на основе оксида цинка образуется в бункерах вентиляционной системы плавильных индукционных, дуговых и газовых печей при производстве цветных сплавов, содержащих медь, например латуней. При этом химический состав такой пыли содержит следующие ингредиенты, мас.%: ZnO 60-75; CuO 0,2-10,0; Al2O3 4-8; SnO 0,5-10,0; Fe2O3 1-8; SiO2 1-3; Mn3O4 0,1-0,8; NiO до 0,2, а размер частиц пыли 0,00001-0,01 мм.
Пыль от плавильных
печей цветных сплавов на основе оксида цинка 70-90
Пыль от плавильных печей на основе оксида цинка образуется в бункерах вентиляционной системы плавильных индукционных, дуговых и газовых печей при производстве цветных сплавов, содержащих медь, например латуней. При этом химический состав такой пыли содержит следующие ингредиенты, мас.%: ZnO 60-75; CuO 0,2-10,0; Al2O3 4-8; SnO 0,5-10,0; Fe2O3 1-8; SiO2 1-3; Mn3O4 0,1-0,8; NiO до 0,2, а размер частиц пыли 0,00001-0,01 мм.
Пыль от плавильных печей на основе оксида цинка в составе смеси обладает не только высокими окислительными свойствами, но и теплоизоляционными и поэтому не требует использования других дополнительных ингредиентов.
Размеры алюминиевого порошка не превышают 0,3 мм.
Составы смеси по изобретению приведены в табл.1.
Смеси могут использоваться как без крепителей, так и с крепителями (жидкое стекло, сульфитный щелок и др.) в количестве 9-15% (сверх 100%). Их плотность до экзотермической реакции до 0,2 г/см3, а после реакции 0,15 г/см3 - 0,30 г/см3 в зависимости от состава. Поэтому такие смеси проявляют высокие теплоизолирующие свойства как до заливки, так и после заливки расплава.
Свойства смеси приведены в табл.2.
Первоначально после соприкосновения расплавленного сплава со смесью происходит экзотермическая реакция в основном с оксидом цинка.
Выделившееся тепло разогревает сплав в прибыли, а сама смесь нагревается до ≈1600-1800оС.
В связи с низкой теплопроводностью смесь после реакции становится теплоизоляционной, что позволяет сократить вес металла для цветных сплавов в прибыли в 5-7 раз.
На основании термохимической реакции: 3 моля ZnO = 243 г, на 2 моля Al = 108 г устанавливается предельное количество алюминия в смеси для полного прохождения реакции с учетом наличия в смеси других окислов MnO, Fe2O3 и т. д. , которое равно 30% . Данная смесь будет иметь в своем составе максимальное содержание Al 30%. Превышение алюминия > 30% (состав I): увеличивается теплопроводность, снижается теплоизолирующие свойства из-за алюминия в смеси, не вступившего в реакцию.
При содержании алюминия в смеси менее 10% на мелких прибылях экзотермическая реакция не происходит.
Экзотермический эффект увеличивается с увеличением содержания алюминия более 10%, а максимальный эффект достигается при 30%.
Как видно из данных табл.2, оптимальным составом является состав N 2 - в данном составе происходит полная экзотермическая реакция. Состав N 4 работает с максимальным тепловым эффектом. В составе N 5 экзотермическая реакция наблюдалась только в поверхностном слое, соприкасающемся с металлом без распространения по толщине экзотермической облицовки. Смесь работает как теплоизоляционная и наличие алюминиевого порошка в ее составе снижает ее эффективность.
Для повышения эффективности реакции при содержании Al 25-30% в смесь можно ввести до 25% окалины за счет снижения пыли окислов металлов. При этом теплоизолирующие свойства смеси ухудшаются.
Повышение содержания окалины более 25% приводит к расплавлению смеси с полной потерей теплоизоляционных свойств смеси с загрязнением металла термитным сплавом.
Смеси по изобретению, как было отмечено выше, имеют высокие теплоизолирующие свойства до экзотермической реакции с расплавом. Это обеспечивает низкую отдачу тепла расплавленного металла от прибыли и приводит к быстрому прогреву поверхности контакта экзотеплоизоляционной массы. При температуре 520оС начинается экзотермическая реакция между алюминиевым порошком и оксидом цинка пыли.
Выделяющееся тепло нагревает металл в прибыли и повышает температуру экзотермической массы. С повышением температуры начинается экзотермическая реакция оксидов с более высоким тепловым эффектом (FeO, CuO и др., входящих в состав пыли), что усиливает нагрев металла в прибыли, передавая направлению максимум тепла в прибыль. После окончания экзотермической реакции перегретая смесь, медленно остывая, передает тепло металлу прибыли, а от нее - к отливке, создавая направленную кристаллизацию металла в системе отливка-прибыль.
В процессе затвердевания прибыли ее форма не изменяется, сохраняя постоянной гидростатический напор, исключается загрязнение прибыли продуктами реакции, сохраняя минимальную теплоотдачу через поверхность прибыли из-за ее экономичной формы (в виде шара).
Расчет прибылей с экзотеплоизоляционными оболочками из смеси по изобретению производится по следующей зависимости:
dn=n·D
, где dn= 
- диаметр или толщина прибыли;
Vn - объем прибыли;
Sn - охлаждающая поверхность прибыли;
D=
- приведенный размер питаемого узла отливки;
Vo - объем питаемого узла отливки;
So - поверхность охлаждения питаемого узла отливки;
bфn, bфо - коэффициент тепловой аккумуляции прибыли, отливки;
bфо - для песчаной формы 15-20 ккал/м2 ˙ ч/20
n - постоянный коэффициент, зависящий от формы прибыли, для плиты 2, цилиндра 4, шара 6;
; Hn - высота прибыли.
dn=n·D
Vn - объем прибыли;
Sn - охлаждающая поверхность прибыли;
D=
Vo - объем питаемого узла отливки;
So - поверхность охлаждения питаемого узла отливки;
bфn, bфо - коэффициент тепловой аккумуляции прибыли, отливки;
bфо - для песчаной формы 15-20 ккал/м2 ˙ ч/20
n - постоянный коэффициент, зависящий от формы прибыли, для плиты 2, цилиндра 4, шара 6;
Смесь по изобретению позволяет удешевить производство за счет снижения стоимости смеси, увеличить выход годного литья за счет уменьшения размеров прибылей, улучшить качество отливок за счет повышения их плотности и исключить загрязнение сплава восстанавливающимся из смеси металлом, сократить количество вредных выбросов в атмосферу.
Claims (1)
1. СОСТАВ ЭКЗОТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЙ СМЕСИ ДЛЯ ОБОГРЕВА ПРИБЫЛЕЙ, черных и цветных металлов и сплавов, включающей алюминиевый порошок и окислитель на основе оксида цветного металла, отличающийся тем, что он в качестве окислителя содержит пыль от плавильных печей цветных сплавов на основе оксида цинка с температурой воспламенения, не превышающей 520oС, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Алюминиевый порошок 10 - 30
Пыль от плавильных печей цветных сплавов на основе оксидов цинка 70 - 90
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что пыль от плавильных печей цветных сплавов на основе оксида цинка имеет следующий состав, мас.%:
ZnO 60 - 75
CuO 0,2 - 10,0
Al2O3 4 - 8
SnO 0,5 - 10,0
Fe2O3 1 - 8
SiO2 1 - 3
Mn3O4 0,1 - 0,8
NiO До 0,2
3. Состав по п.1, отличающийся тем, что пыль от плавильных печей цветных сплавов на основе оксида цинка имеет гранулометрический состав 0,00001 - 0,01 мм.
Алюминиевый порошок 10 - 30
Пыль от плавильных печей цветных сплавов на основе оксидов цинка 70 - 90
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что пыль от плавильных печей цветных сплавов на основе оксида цинка имеет следующий состав, мас.%:
ZnO 60 - 75
CuO 0,2 - 10,0
Al2O3 4 - 8
SnO 0,5 - 10,0
Fe2O3 1 - 8
SiO2 1 - 3
Mn3O4 0,1 - 0,8
NiO До 0,2
3. Состав по п.1, отличающийся тем, что пыль от плавильных печей цветных сплавов на основе оксида цинка имеет гранулометрический состав 0,00001 - 0,01 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4865670 RU2017575C1 (ru) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Состав экзотеплоизоляционной смеси для обогрева прибылей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4865670 RU2017575C1 (ru) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Состав экзотеплоизоляционной смеси для обогрева прибылей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017575C1 true RU2017575C1 (ru) | 1994-08-15 |
Family
ID=21535742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4865670 RU2017575C1 (ru) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Состав экзотеплоизоляционной смеси для обогрева прибылей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2017575C1 (ru) |
-
1990
- 1990-07-12 RU SU4865670 patent/RU2017575C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1581751, кл. C 21C 5/54, 1988. * |
| Авторское свидетельство СССР N 954149, кл. B 22D 7/00, 1980. * |
| Х. Райнингер "Экзотермические смеси для прибылей, "Grisserei - Praxis", 1963, N 7, с.118-120. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0510842B1 (en) | Metallurgical fluxes | |
| CA1220944A (en) | Mold additives for use in continuous casting | |
| CN1244704C (zh) | 新型轻质复合炼钢保护剂 | |
| JPH0673730B2 (ja) | 連続鋳造用発熱型モールドパウダー | |
| US3811898A (en) | Heat-insulating antipiping compositions | |
| RU2017575C1 (ru) | Состав экзотеплоизоляционной смеси для обогрева прибылей | |
| CA1321075C (en) | Additive for promoting slag formation in steel refining ladle | |
| CN109776100A (zh) | 真空感应熔炼用涂层 | |
| US3804642A (en) | Exothermic antipiping compositions | |
| US5332418A (en) | Covering for molten metal and process for producing the same | |
| JP2826012B2 (ja) | 溶融金属用保温材及び保温方法 | |
| GB2091592A (en) | Refractory heat-insulating material | |
| JP2973845B2 (ja) | 発熱型連続鋳造用モールドパウダー | |
| JPH0677792B2 (ja) | 極低炭素鋼鋳造用パウダ− | |
| FR2338097A1 (fr) | Composition de couverture a usage metallurgique n'emettant pas de composes nocifs en cours d'utilisation | |
| RU2118950C1 (ru) | Огнеупорный теплоизоляционный материал | |
| JP3598843B2 (ja) | スラグ中の未滓化ＣａＯ、ＭｇＯ低減方法 | |
| SU924118A1 (ru) | Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали 1 | |
| SU939577A1 (ru) | Брикет дл плавки алюминиевых сплавов | |
| JPH083610A (ja) | 製鋼の溶銑温度降下防止剤 | |
| US2240313A (en) | Method of making composite metal | |
| SU1211299A1 (ru) | Способ получени алюминиевого чугуна с компактным графитом | |
| US5242486A (en) | Coolant for aluminum dross | |
| BE819543Q (fr) | Produit exothermique pour la metallurgie | |
| SU1013095A1 (ru) | Флюс дл непрерывного лить кадмиевой бронзы |