RU2429940C1 - Exothermic slag-forming mixture - Google Patents
Exothermic slag-forming mixture Download PDFInfo
- 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
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 32
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 3
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- -1 calcium-manganese-silicon-aluminum Chemical compound 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- DECCZIUVGMLHKQ-UHFFFAOYSA-N rhenium tungsten Chemical compound [W].[Re] DECCZIUVGMLHKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
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.%.
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.%:
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.%
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.%
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.%
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.
Claims (1)
при этом в качестве окисляемого компонента она содержит порошок алюминия, нанопорошок пироуглерода и порошок лигатуры при следующем соотношении компонентов, вес.%:
а порошок лигатуры содержит алюминий, кремний, марганец, железо, углерод при следующем соотношении компонентов, вес.%:
while as an oxidizable component it contains aluminum powder, pyrocarbon nanopowder and ligature powder in the following ratio of components, wt.%:
and the ligature powder contains aluminum, silicon, manganese, iron, carbon in the following ratio of components, wt.%:
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)
| 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)
| 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 |
-
2010
- 2010-02-08 RU RU2010104339/02A patent/RU2429940C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| 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)
| 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 |