[go: up one dir, main page]

RU2429940C1 - Exothermic slag-forming mixture - Google Patents

Exothermic slag-forming mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2429940C1
RU2429940C1 RU2010104339/02A RU2010104339A RU2429940C1 RU 2429940 C1 RU2429940 C1 RU 2429940C1 RU 2010104339/02 A RU2010104339/02 A RU 2010104339/02A RU 2010104339 A RU2010104339 A RU 2010104339A RU 2429940 C1 RU2429940 C1 RU 2429940C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
powder
mixture
filler
catalyst
components
Prior art date
Application number
RU2010104339/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010104339A (en
Inventor
Гизар Нигъматьянович Миннеханов (RU)
Гизар Нигъматьянович Миннеханов
Руслан Гизарович Миннеханов (RU)
Руслан Гизарович Миннеханов
Геннадий Николаевич Митраков (RU)
Геннадий Николаевич Митраков
Original Assignee
Руслан Гизарович Миннеханов
Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Руслан Гизарович Миннеханов, Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" filed Critical Руслан Гизарович Миннеханов
Priority to RU2010104339/02A priority Critical patent/RU2429940C1/en
Publication of RU2010104339A publication Critical patent/RU2010104339A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2429940C1 publication Critical patent/RU2429940C1/en

Links

Landscapes

  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: mixture contains the following, wt %: powder of oxidated component 9-36, oxidiser 9-36, catalyst 0.1-9, binding agent 0-9 and filler. In order to reduce heat losses with emission and heat conductivity, as filler there used is expanded vermiculite. In order to decrease the temperature of the beginning of reaction between mixture components, as catalyst there used are nitrates and/or fluorides of alkali, alkali-earth metals. Oxidated component contains the following, wt %: aluminium powder 0-30, nanopowder of pyrocarbon 1-10 and alloy combination powder. In order to increase dispersion ability, alloy combination powder contains the following, wt %: aluminium 18-30, silicon 16-25, manganese 15-45, carbon 0.1-3 and iron.
EFFECT: increasing operating efficiency of casting heads.
1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть применено в литейном производстве для обогрева литейных прибылей с целью повышения эффективности питания отливок.The invention relates to the field of metallurgy and can be used in foundry for heating foundry profits in order to improve the power supply of castings.

Известна /В.И.Справник, Л.Ф.Выгоднер, «Обогрев прибылей отливок экзотермическими смесями», М., Машиностроение 1981, стр.9/ экзотермическая смесь для обогрева прибылей, содержащая алюминиевый порошок, алюминиевую стружку, ферросилиций - 75% в качестве окисляемого компонента, железную окалину или руду в качестве окислителя, плавиковый шпат в качестве катализатора, молотого шамота в качестве наполнителя и формовочной глины, жидкого стекла или сульфитно-спиртовой барды в качестве связующего при следующем соотношении компонентов в вес.%.Famous / V.I. as an oxidizable component, iron oxide or ore as an oxidizing agent, fluorspar as a catalyst, ground fireclay as a filler and molding clay, water glass or sulphite-alcohol stillage as a binder in the following ratio of components in wt.%.

Алюминиевый порошок или стружкаAluminum powder or shavings 18eighteen Ферросилиций 75%Ferrosilicon 75% 55 Окалина железная или рудаIron oxide or ore 5252 Плавиковый шпатFluorspar 22 Молотый шамотGround fireclay 18eighteen Формовочная глинаMolding clay 55 Жидкое стекло илиLiquid glass or Сульфитно-спиртовая бардаSulphite-alcohol bard (сверх 100%)(over 100%) 88

Указанная смесь является многокомпонентной и обладает сравнительно малой теплотворной способностью.The specified mixture is multicomponent and has a relatively low calorific value.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является экзотермическая смесь /«Экзотермическая смесь». А.С. СССР №353787, В.В.Лемпицкий и др./, содержащая алюминиевый порошок и порошок многокомпонентного кальциево-марганцово-кремниево-алюминиевого сплава в качестве окисляемого компонента, железную окалину в качестве окислителя, огнеупорную глину, шамот, древесные опилки, связующее при следующем соотношении компонентов, вес.%:The closest in technical essence and the achieved effect is an exothermic mixture / “Exothermic mixture”. A.S. USSR No. 353787, V.V. Lempitsky et al. /, Containing aluminum powder and powder of a multicomponent calcium-manganese-silicon-aluminum alloy as an oxidizable component, iron oxide as an oxidizing agent, refractory clay, chamotte, wood sawdust, binder in the following ratio of components, wt.%:

Порошок кальциево-марганцево-кремниево-алюминиевогоCalcium-Manganese-Silicon-Aluminum Powder сплаваalloy 12-1412-14 Алюминиевый порошокAluminum powder 10-1210-12 ОкислительOxidizer 34-3634-36 Огнеупорная глинаFire-clay 10-1210-12 ШамотFireclay 26-2826-28 Древесные опилкиSawdust 2-32-3 Связующее (сверх 100%)Binder (in excess of 100%) 20-20,520-20.5

Недостатком известной экзотермической смеси является низкая теплотворная способность, большие потери тепла излучением и теплопроводностью за счет образования твердого шлака в результате использования в качестве наполнителя компонентов с высокой плотностью, повышенной теплопроводностью и температурой плавления.A disadvantage of the known exothermic mixture is its low calorific value, large heat loss by radiation and thermal conductivity due to the formation of solid slag as a result of the use of components with high density, high thermal conductivity and melting point as a filler.

Целью изобретения является повышение эффективности работы литейных прибылей.The aim of the invention is to increase the efficiency of foundry profits.

Поставленная цель достигается тем, что согласно известной экзотермической смеси, включающей порошок окисляемого компонента, окислитель и связующее, смесь дополнительно содержит вспученный вермикулит в качестве наполнителя, нитраты и/или фториды щелочных, щелочноземельных металлов в качестве катализатора при следующем соотношении компонентов в вес.%This goal is achieved in that according to a known exothermic mixture comprising an oxidizable component powder, an oxidizing agent and a binder, the mixture further comprises expanded vermiculite as a filler, nitrates and / or fluorides of alkali, alkaline earth metals as a catalyst in the following ratio of components in wt.%

Окисляемый компонентOxidizable component 9-369-36 ОкислительOxidizer 9-369-36 КатализаторCatalyst 0,1-90.1-9 СвязующееBinder 0-90-9 НаполнительFiller остальное,rest,

при этом в качестве окисляемого компонента она содержит порошок алюминия, нанопорошок пироуглерода и порошок лигатуры при следующем соотношении компонентов в вес.%however, as the oxidizable component, it contains aluminum powder, pyrocarbon nanopowder and ligature powder in the following ratio of components in wt.%

Порошок алюминияAluminum powder 0-300-30 Нанопорошок пироуглеродаPyrocarbon Nanopowder 1-101-10 Порошок лигатурыLigature powder остальное,rest,

а порошок лигатуры содержит алюминий, кремний, марганец, железо, углерод при следующем соотношении компонентов в вес.%and the ligature powder contains aluminum, silicon, manganese, iron, carbon in the following ratio of components in wt.%

АлюминийAluminum 18-3018-30 КремнийSilicon 16-2516-25 МарганецManganese 15-4515-45 УглеродCarbon 0.1-30.1-3 ЖелезоIron остальное,rest,

Применение в качестве наполнителя вспученного вермикулита, обладающего низкой теплопроводностью и относительно низкой плотностью позволяет снизить потери тепла излучением и теплопроводностью, что обеспечивает быстрый прогрев смеси до температуры начала реакции. Прогрев вермикулита до 1300°С и выше сопровождается его расплавлением с образованием жидкоподвижного шлака, обладающего дополнительной теплоизолирующей способностью после реакции между окислителем и окисляющим продуктом. Предложенное соотношение содержания вермикулита и остальных компонентов обеспечивает стабильную спокойную реакцию между компонентами. Лигатура предложенного состава при изготовлении методом литья после кристаллизации разрушается (рассыпается) в мелкие частицы размером не более 0,7 мм, что не требует дополнительных затрат на измельчение и исключает потери лигатуры в результате отсутствия отсева мелкой фракции. Использование данного порошка в качестве окисляемого продукта позволяет организовать однородную смесь с высокой теплотворной способностью. Применение нанопорошков пироуглерода способствует стабилизации процесса горения.The use of expanded vermiculite as a filler, having low thermal conductivity and relatively low density, allows to reduce heat loss by radiation and thermal conductivity, which ensures quick heating of the mixture to the temperature at which the reaction begins. Warming up vermiculite to 1300 ° C and above is accompanied by its melting with the formation of liquid slag, which has additional heat-insulating ability after the reaction between the oxidizing agent and the oxidizing product. The proposed ratio of the content of vermiculite and other components provides a stable, calm reaction between the components. The ligature of the proposed composition in the manufacture by casting after crystallization is destroyed (crumbles) into small particles no larger than 0.7 mm in size, which does not require additional grinding costs and eliminates the loss of ligature due to the lack of screening of the fine fraction. The use of this powder as an oxidizable product allows you to organize a homogeneous mixture with high calorific value. The use of pyrocarbon nanopowders helps to stabilize the combustion process.

Применение в качестве катализатора нитратов и (или) фторидов щелочных, щелочноземельных металлов, в предложенных пределах, позволяет снизить температуру начала реакции между компонентами смеси и расширяет область применения предложенного изобретения и для цветных сплавов.The use as a catalyst of nitrates and (or) fluorides of alkali, alkaline earth metals, within the proposed range, allows to reduce the temperature of the onset of the reaction between the components of the mixture and expands the scope of the proposed invention for non-ferrous alloys.

Применение связующего в указанных пределах позволяет использовать предложенную смесь как в виде экзотермических вставок, так и насыпной смеси (при отсутствии связующего или его минимальном содержании).The use of a binder within the specified limits allows you to use the proposed mixture both in the form of exothermic inserts and bulk mixture (in the absence of a binder or its minimum content).

Эффективность известной и предложенной экзотермической шлакообразующей смеси оценивали по шаровой пробе.The effectiveness of the known and proposed exothermic slag-forming mixture was evaluated by ball test.

Сталь марки 25 Л при температуре 1580-1600°С заливали в шаровую полость диаметром 150 мм, облицованную слоем испытуемой экзотермической смеси толщиной 30 мм. В качестве контрольного образца использовали такую же форму, облицованную жидкостекольной смесью. Посредством вольфрам/вольфрам-рениевой термопары, спай которой совпадает с центром шара, фиксировали продолжительность затвердевания металла в шаровой пробе. Коэффициент эффективности смеси Кэф определяли как отношение времени затвердевания пробы, облицованной испытуемой экзотермической смесью, к времени затвердевания пробы, залитой в жидкостекольную смесь. Полученные данные приведены в таблице.Steel grade 25 L at a temperature of 1580-1600 ° C was poured into a spherical cavity with a diameter of 150 mm, lined with a 30 mm thick exothermal test mixture. As a control sample used the same form, lined with a liquid-glass mixture. Using a tungsten / tungsten-rhenium thermocouple, the junction of which coincides with the center of the ball, the solidification time of the metal in the ball sample was recorded. The efficiency coefficient of the Keff mixture was determined as the ratio of the solidification time of the sample lined with the test exothermic mixture to the solidification time of the sample, which was poured into the liquid-glass mixture. The data obtained are given in the table.

Из полученных данных видно, что предложенная экзотермическая шлакообразующая смесь обладает более высоким коэффициентом эффективности.From the obtained data it is seen that the proposed exothermic slag-forming mixture has a higher efficiency coefficient.

Эффективность работы прибыли при использовании известной и предложенной смеси оценивали по влиянию добавок на формирование цилиндрической отливки диаметром 100 мм и высотой 300 мм, в форме из сухой стержневой смеси.The operating efficiency of the profit using the known and proposed mixture was evaluated by the effect of additives on the formation of a cylindrical casting with a diameter of 100 mm and a height of 300 mm, in the form of a dry core mixture.

Экзотермическая смесь в пакете из алюминиевой фольги устанавливалась в литейной форме. В результате экранирующего действия алюминиевой фольги взаимодействие расплава и экзотермической смеси начиналось только после полного заполнения литейной формы.The exothermic mixture in an aluminum foil bag was installed in a mold. As a result of the shielding action of aluminum foil, the interaction of the melt and the exothermic mixture began only after the mold was completely filled.

Эффективность прибыли с экзотермической смесью оценивали по высоте нижней плотной зоны цилиндрической отливки. Причем верхняя зона с усадочной раковиной и пористостью, определенная методом рентген-контроля, выполняла роль прибыли. По соотношению нижней плотной зоны и прибыльной зоны определяли коэффициент расхода металла на прибыль (Кпр). По величине коэффициента определяли эффективность работы прибыли с экзотермической смесью.Profit efficiency with an exothermic mixture was evaluated by the height of the lower dense zone of the cylindrical casting. Moreover, the upper zone with a shrink shell and porosity, determined by the method of x-ray control, played the role of profit. The ratio of the lower dense zone to the profitable zone determined the coefficient of metal consumption for profit (Kpr). The value of the coefficient determined the efficiency of profit with an exothermic mixture.

Полученные данные приведены в таблице.The data obtained are given in the table.

Из полученных данных видно, что предложенная смесь позволяет формировать плотную отливку при минимальном размере прибыли, что показывает повышение эффективности работы литейных прибылей при использовании предложенной экзотермической шлакообразующей смеси.From the obtained data it can be seen that the proposed mixture allows the formation of a dense casting with a minimum profit margin, which shows an increase in the efficiency of foundry profits when using the proposed exothermic slag-forming mixture.

Использование предлагаемой экзотермической смеси для прибылей стальных отливок, например корпусов задвижек из стали 25Л, позволяет на 20% снизить размеры прибыли, по сравнению с известными добавками, что обеспечивает увеличение коэффициента использования жидкого металла на 8-10%.The use of the proposed exothermic mixture for profits of steel castings, for example, valve bodies made of 25L steel, allows a 20% reduction in profit margins compared with known additives, which provides an increase in the utilization rate of liquid metal by 8-10%.

Учитывая примерно одинаковую стоимость известных и предлагаемых добавок и затраты на выплавку одной тонны жидкого металла на ОАО «Икар» г.Курган, экономическая эффективность от использования предложенной экзотермической шлакообразующей смеси составляет 3800 рублей на тонну годного литья.Given the approximately equal cost of known and proposed additives and the cost of smelting one ton of molten metal at OJSC Ikar in Kurgan, the economic efficiency of using the proposed exothermic slag-forming mixture is 3800 rubles per ton of suitable casting.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (1)

Экзотермическая шлакообразующая смесь, содержащая порошок окисляемого компонента, окислитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вспученный вермикулит в качестве наполнителя, нитраты и/или фториды щелочных, щелочноземельных металлов в качестве катализатора и связующее при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Окисляемый компонент 9-36 Окислитель 9-36 Катализатор 0,1-9 Связующее 0-9 Наполнитель остальное,

при этом в качестве окисляемого компонента она содержит порошок алюминия, нанопорошок пироуглерода и порошок лигатуры при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Порошок алюминия 0-30 Нанопорошок пироуглерода 1-10 Порошок лигатуры остальное,

а порошок лигатуры содержит алюминий, кремний, марганец, железо, углерод при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Алюминий 18-30 Кремний 16-25 Марганец 15-45 Углерод 0,1-3 Железо остальное
An exothermic slag-forming mixture containing an oxidizable component powder, an oxidizing agent, characterized in that it additionally contains expanded vermiculite as a filler, nitrates and / or fluorides of alkali, alkaline earth metals as a catalyst and a binder in the following ratio of components, wt.%:
Oxidizable component 9-36 Oxidizer 9-36 Catalyst 0.1-9 Binder 0-9 Filler rest,

while as an oxidizable component it contains aluminum powder, pyrocarbon nanopowder and ligature powder in the following ratio of components, wt.%:
Aluminum powder 0-30 Pyrocarbon Nanopowder 1-10 Ligature powder rest,

and the ligature powder contains aluminum, silicon, manganese, iron, carbon in the following ratio of components, wt.%:
Aluminum 18-30 Silicon 16-25 Manganese 15-45 Carbon 0.1-3 Iron rest
RU2010104339/02A 2010-02-08 2010-02-08 Exothermic slag-forming mixture RU2429940C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010104339/02A RU2429940C1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Exothermic slag-forming mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010104339/02A RU2429940C1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Exothermic slag-forming mixture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010104339A RU2010104339A (en) 2011-08-20
RU2429940C1 true RU2429940C1 (en) 2011-09-27

Family

ID=44755351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010104339/02A RU2429940C1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Exothermic slag-forming mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2429940C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571238C2 (en) * 2014-01-09 2015-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Lost pattern casting

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU353787A1 (en) * EXOTHERMIC MIXTURE
GB1117977A (en) * 1965-12-28 1968-06-26 Foseco Int Mould linings
US4261750A (en) * 1980-03-26 1981-04-14 Pittsburgh Metals Purifying Company Improved exothermic anti-piping composition
SU1675062A1 (en) * 1989-04-25 1991-09-07 Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии Method of producing transition metal aluminides

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU353787A1 (en) * EXOTHERMIC MIXTURE
GB1117977A (en) * 1965-12-28 1968-06-26 Foseco Int Mould linings
US4261750A (en) * 1980-03-26 1981-04-14 Pittsburgh Metals Purifying Company Improved exothermic anti-piping composition
SU1675062A1 (en) * 1989-04-25 1991-09-07 Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии Method of producing transition metal aluminides

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571238C2 (en) * 2014-01-09 2015-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Lost pattern casting

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010104339A (en) 2011-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1003796B (en) Magnesium, Calcium Oxide Complex
JP6627896B2 (en) Heating type front powder for continuous casting
US3056190A (en) Composite metal article and method of making same
RU2429940C1 (en) Exothermic slag-forming mixture
JPH10501471A (en) Mold flux for continuous casting of steel
JP2006247735A (en) Mold powder for continuous casting of steel
GB2078785A (en) Adding Volatile Refining Agents to Molten Steel
US3151975A (en) Process for treating molten ferrous metal
RU2289493C1 (en) Heat insulation mixture
US4233064A (en) Method of scavenging steel
RU2084309C1 (en) Exothermic mixture for heating head part of ingot
US3804642A (en) Exothermic antipiping compositions
US2965477A (en) Treatment of molten metals
JP4684981B2 (en) Heating material
RU2243270C1 (en) Composition of slag-making briquette for steel ladle-to-mold casting
SU1163978A1 (en) Exothermal composition for warming the head part of ingot
JPS62274013A (en) Slag foaming preventive agent
JP4508086B2 (en) Mold powder for continuous casting of steel and continuous casting method
RU2308352C2 (en) Liquid metal heat insulation method
RU2170270C1 (en) Filler for material destined for metallurgical production and method for preparing filler for material destined for metallurgical production
SU1026445A1 (en) Exothermic mixture
JPH07178520A (en) Mold powder for continuous casting of steel
RU2410190C2 (en) Method of metal and slag heat isolation in normal ingot making
SU608608A1 (en) Exothermal sand mixture for heating the top discard
Tudor Improvement of Casting Technology by Using of Exothermic Feeder Head and Simulation the Solidification Alloy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150209