RU2429940C1 - Экзотермическая шлакообразующая смесь - Google Patents
Экзотермическая шлакообразующая смесь 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
Изобретение относится к литейному производству, в частности к обогреву литейных прибылей. Смесь содержит, вес.%: порошок окисляемого компонента 9-36, окислитель 9-36, катализатор 0,1-9, связующее 0-9 и наполнитель. Для снижения потерь тепла излучением и теплопроводностью в качестве наполнителя используют вспученный вермикулит. Для снижения температуры начала реакции между компонентами смеси в качестве катализатора используют нитраты и/или фториды щелочных, щелочноземельных металлов. Окисляемый компонент содержит, вес.%: порошок алюминия 0-30, нанопорошок пироуглерода 1-10 и порошок лигатуры. Для повышения рассыпаемости порошок лигатуры содержит, вес.%: алюминий 18-30, кремний 16-25, марганец 15-45, углерод 0,1-3 и железо. Обеспечивается повышение эффективности работы литейных прибылей. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть применено в литейном производстве для обогрева литейных прибылей с целью повышения эффективности питания отливок.
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.%.
| Алюминиевый порошок или стружка | 18 |
| Ферросилиций 75% | 5 |
| Окалина железная или руда | 52 |
| Плавиковый шпат | 2 |
| Молотый шамот | 18 |
| Формовочная глина | 5 |
| Жидкое стекло или | |
| Сульфитно-спиртовая барда | |
| (сверх 100%) | 8 |
Указанная смесь является многокомпонентной и обладает сравнительно малой теплотворной способностью.
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.%:
| Порошок кальциево-марганцево-кремниево-алюминиевого | |
| сплава | 12-14 |
| Алюминиевый порошок | 10-12 |
| Окислитель | 34-36 |
| Огнеупорная глина | 10-12 |
| Шамот | 26-28 |
| Древесные опилки | 2-3 |
| Связующее (сверх 100%) | 20-20,5 |
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.
Целью изобретения является повышение эффективности работы литейных прибылей.
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.%
| 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 в 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 в вес.%
| Алюминий | 18-30 |
| Кремний | 16-25 |
| Марганец | 15-45 |
| Углерод | 0.1-3 |
| Железо | остальное, |
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.
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.
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).
Эффективность известной и предложенной экзотермической шлакообразующей смеси оценивали по шаровой пробе.
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.
Из полученных данных видно, что предложенная экзотермическая шлакообразующая смесь обладает более высоким коэффициентом эффективности.
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.
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.
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.
Полученные данные приведены в таблице.
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.
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%.
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.
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
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010104339/02A RU2429940C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Экзотермическая шлакообразующая смесь |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010104339/02A RU2429940C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Экзотермическая шлакообразующая смесь |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010104339A RU2010104339A (ru) | 2011-08-20 |
| RU2429940C1 true RU2429940C1 (ru) | 2011-09-27 |
Family
ID=44755351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010104339/02A RU2429940C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Экзотермическая шлакообразующая смесь |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2429940C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2571238C2 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Способ изготовления отливок по газифицируемым моделям |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU353787A1 (ru) * | Экзотермическая смесь | |||
| 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 (ru) * | 1989-04-25 | 1991-09-07 | Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии | Способ получени алюминидов переходных металлов |
-
2010
- 2010-02-08 RU RU2010104339/02A patent/RU2429940C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU353787A1 (ru) * | Экзотермическая смесь | |||
| 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 (ru) * | 1989-04-25 | 1991-09-07 | Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии | Способ получени алюминидов переходных металлов |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2571238C2 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Способ изготовления отливок по газифицируемым моделям |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010104339A (ru) | 2011-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1003796B (zh) | 镁,氧化钙复合物 | |
| JP6627896B2 (ja) | 連続鋳造用発熱型フロントパウダー | |
| US3056190A (en) | Composite metal article and method of making same | |
| RU2429940C1 (ru) | Экзотермическая шлакообразующая смесь | |
| JPH10501471A (ja) | 鋼の連続鋳造用鋳型フラックス | |
| GB2078785A (en) | Adding Volatile Refining Agents to Molten Steel | |
| US3151975A (en) | Process for treating molten ferrous metal | |
| RU2289493C1 (ru) | Теплоизолирующая смесь | |
| US4233064A (en) | Method of scavenging steel | |
| RU2084309C1 (ru) | Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка | |
| US3804642A (en) | Exothermic antipiping compositions | |
| US2965477A (en) | Treatment of molten metals | |
| JP4684981B2 (ja) | 発熱材 | |
| RU2243270C1 (ru) | Состав шлакообразующего брикета для разливки стали в изложницы | |
| SU1163978A1 (ru) | Экзотермическа смесь дл утеплени головной части слитка | |
| JPS62274013A (ja) | スラグ泡立ち防止剤 | |
| JP4508086B2 (ja) | 鋼の連続鋳造用モールドパウダーおよび連続鋳造方法 | |
| RU2308352C2 (ru) | Способ теплоизоляции жидкого металла | |
| SU1026445A1 (ru) | Экзотермическа смесь | |
| JPH07178520A (ja) | 鋼の連続鋳造用モールドパウダー | |
| RU2410190C2 (ru) | Способ теплоизоляции металла и шлака при разливке стали в изложницы | |
| SU608608A1 (ru) | Экзотермическа смесь дл обогрева литейных прибылей | |
| Tudor | Improvement of Casting Technology by Using of Exothermic Feeder Head and Simulation the Solidification Alloy | |
| RU2026361C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой печи | |
| SU667319A1 (ru) | Теплоизолирующа смесь дл сифонной разливки металла |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150209 |