PL143019B1 - Casting powder - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest zasypka izolacyjna, stosowana zwlaszcza przy odlewaniu wlewków stalowych.Z polskiego opisu patentowego nr 109 520 znana jest zasypka izolacyjna skladajaca sie ze 100 czesci wagowych tlenków o uziarnieniu 60 do 500 mikronów o nastepujacym skladzie: ^9,3% do 61% wagowych tlenku krzemowego, 26 do 30% wag. tlenku glinowego, 4 do 10% wag* tlenku zelazowego, 0,2 do 4,5% wagowych tlenku magnezowego, 0,2 do 4,2% wagowych tlenku po¬ tasowego oraz do 10 czesci wagowych grafitu, przy czym wszystkie te skladniki przed pola¬ czeniem maja wilgotnosc mniejsza od 1%.Ta kompozycja tlenków tworzacych znana zasypke jest zestawem o cechach wybitnie endo- termicznych z uwagi na zawartosc tlenku krzemu (SiO) oraz piasku kwarcowego czyli Si02» Niezaleznie od faktu, ze tlenek krzemu jest zwiazkiem praktycznie niemozliwym do powszechnego stosowania z uwagi na jego koszt i brak producentów, w zasypce o takim skladzie chemicznym, w czasie dzialania temperatury plynnego metalu powstaja eutektyki polimeryzacyjne o bardzo duzym przewodnictwie cieplnym co uniemozliwia powstawanie jamy skurczowej o menisku wkleslym.Odmiana zasypki znanej z tego opisu jest zasypka zawierajaca do 40 czesci wagowych trudnotopliwego materialu wlóknistego, korzystnie azbestu o granulacji do 2 milimetrów. Za¬ sypka ta wykazuje nieodpowiednie do swojego przeznaczenia cechy, gdyz szczególna poprawe prze¬ wodnictwa cieplnego, co jest zjawiskiem niekorzystnym, uzyskuje sie z mieszaniny grafitu i tlenku potasowego w obecnosci tlenkowych zwiazków zelaza w kompozycji z azbestem, który w zakresach temperatur 1300 do 1650°C traci wlasnosci wlókniste przechodzac w stop eutektycz- ny po przyjeciu kationu potasowego* Znana z polskiego opisu patentowego nr 109 160 masa samosmarujaca, zwlaszcza dla od¬ lewania wlewków stalowych zawiera 25 do 30 czesci wagowych popiolu lotnego lub dymnicowego, 15 do 25 czesci wagowych pylu koksowego, 5 do 15 czesci wagowych celulozy, 5 do 30 czesci2 143 019 wagowych fluorków i/lub fluorokrzemianów, 5 do 10 czesci wagowych azotanów oraz 4 do 10 czesci wagowych zywicy termoutwardzalnej.Obecnosc popiolów lotnych w zasypkach izolacyjnych prowadzi w konsekwencji w kierunku redukcyjnych procesów endotermicznych wystepujacych w drugiej fazie dzialania zasypki z wy¬ dzieleniem reaktywnej siarki wzbogacajacej dyfuzyjnie metal* Obecnosc celulozy w masie o takim skladzie powoduje strukture anizotropowa na skutek pirolizy, co pogarsza wlasnosci izolacyjne masy, natomiast zawartosc niskotopriwych fluorków i fluorokrzemianów, poza dzialaniem toksycznym i korozyjnym, powoduje obnizenie temperatury spiekania masy* Znane i stosowane w hutnictwie zasypki i masy posiadaja zbyt niskie wlasnosci egzo¬ termiczne, co nie pozwala na dostarczenie odpowiedniej ilosci ciepla w celu utrzymania mate¬ rialu glowy wlewka w stanie plynnym po odlaniu stali do wlewnicy przez wystarczajaco dlugi okres czasu niezbedny do prawidlowego uksztaltowania sie jamy skurczowej* Nieodpowiednie wlas¬ nosci egzotermczine znanych zasypek powoduja tworzenie sie lejowato przedluzonej jamy skurczowej* Istota wynalazku jest opracowanie receptury zasypki izolacyjnej, stosowanej zwlaszcza przy odlewaniu wlewków stalowych zawierajacej wolny azbest jako nieprzereagowany skladnik tworzywa azbestocementowego w ilosci od 0,8 do 1,9% i korzystnie rozdrobniona do granulacji ponizej 4,5 mm celuloze w ilosci od 1,5 do 10%, zawierajacej wedlug wynalazku od 50 do 90% zmielonego do granulacji ponizej 10 mm tworzywa azbestocementowego oraz od 10 do 50% koksiku o skladzie co najmniej 50% wegla i 50% zwiazków krzemu, glinu, magnezu, potasu, sodu i zelaza* Zasypka wedlug wynalazku wykazuje stale wlasnosci termoizolacyjne do temperatury 1500°C mimo ubytku masy w trakcie przemian termofizycznych i destrukcji wiazan szkieletu podstawowego* irzemiany fazowe zachodzace w zasypce na skutek dzialania temperatury plynnego metalu powo¬ duja okludowanie fazy gazowej w pustkach miedzyczasteczkowyeh zwiekszajac wlasnosci izolacyjne zasypki. Zjawiska te uzyskano nieoczekiwanie na skutek wytworzenia zbrojnego ukladu: krzemian magnezowy-cement wapniowy, który po hydratacji w czasie co najmniej 28 dni poddany zostal obróbce mechaniczno-udarowej, w efekcie której uzyskano zniszczenie struktury wlóknistej krze¬ mianu magnezowego w tworzywie azbestocementowym.Ostateczna obróbka termiczna zasypki zachodzi w trakcie kontaktu z plynnym metalem, podczas którego zachodza koncowe procesy preparujace, a szczególnie czesc endotermiczna, gdzie zachodzi utrata wody miedzykrystalicznej i obróbka powierzchniowa krzemianu magnezowego, po której nastepuje wymiana dyfuzyjna z efektem egzotermicznym. Dodatek koksiku zawierajacego co najmniej 50% wegla i 50% zwiazków krzemu, glinu, magnezu, potasu, sodu i zelaza powoduje w trakcie dzialania temperatury zalewania metalu, przemiany alotropowe i dyfuzyjne a szczegól¬ nie powstawanie ukladów zespolonych: krzemian magnezowy-wegiel - Na20-K20-Al^05 o strukturze porowatej i trudnej zwilzalnosci przez ciekly metal* Korzystny dodatek celulozy rozdrobnionej do granulacji ponizej 4,5 mm w postaci na przyklad trocin w zasypce wedlug wynalazku poprawia wlasnosci termoizolacyjne po przejsciu przez etap endotermiczny w zakresie temperatur 1250 do 1460°C* Mechanika i kinetyka dzialania takiego ukladu w trakcie zachodzacych przemian termofizycznych polega na tworzeniu mostków wegla drzewnego miedzy ukladem: krzemian magnezowy - CaO - SiOo hamujac przewodnosc termiczna.Dzieki zastosowaniu zasypki izolacyjnej wedlug wynalazku, w trakcie krzepniecia me¬ talu we wlewnicy nastepuje zahamowanie odplywu ciepla z lustra metalu. Na skutek wymiany i przemian dyfuzyjnych pomiedzy zasypka a metalem wystepuje reakcja egzotermiczna i podniesie¬ nie napiecia powierzchniowego metalu uniemozliwiajace zazuzlenie glowy wlewka, Rnadto zasypka wedlug wynalazku ma wlasnosci odsiarczajace. Przedmiot wynalazku przedstawiony jest blizej w ponizszych przykladach wykonania.Przyklad I, Zmieszano 70% wagowych zmielonego do granulacji ponizej 10 mm two¬ rzywa azbestocementowego i 30% wagowych koksiku, W zmielonym tworzywie azbestocementowym dokonano oznaczen stwierdzajac 1% zawartosci wolnego azbestu w postaci wlókien, 50% CaO, 27% Si02 5% Al^, 2% Fe^ i 15% MgO, Zasadnicza frakcja zmielonego tworzywa azbestocemen¬ towego o granulacji mieszczacej sie w granicach 0,5 do 2 mm wynosi 65%*143 019 3 Sklad chemiczny koksiku przedstawia sie nastepujaco i 50% wegla kamiennego, 28% SiC^i 13% Al^CU, 2% MgO, 3% Na^O + 1^0, 2% Fe^O,. Ujednorodniona masa stanowi zasypke izolacyjna o stratach cieplnych 15f3 cal/cm #min# Przyklad Iii Zmieszano 70% wagowych zmielonego tworzywa azbestocementowego z 23% uzdatnionego termicznie koksiku w obecnosci zwiazków mineralnych krzemu, glina, magnezu, potasu, sodu i zelaza, w których zawartosc wegla wynosi co najmniej 30% oraz 3% wagowych trocin o granulacji ponizej 1,5 mm, Ujednorodniona masa stanowi zasypke o stratach cieplnych 17|0 cal/cm .min.Zastrzezenie patentowe Zasypka izolacyjna, stosowana zwlaszcza przy odlewaniu wlewków stalowych zawierajaca wolny azbest jako nieprzereagowany skladnik tworzywa azbestocementowego w ilosci od 0,8 do 1,9% i korzystnie rozdrobniona do granulacji ponizej 4,5 mm celuloze w ilosci od 1,5 do 10%, znamienna tym, ze zawiera od 50 do 90% zmielonego do granulacji ponizej 10 mm tworzywa azbestocementowego oraz od 10 do 50% koksiku o skladzie co najmniej 50% wegla i 50% zwiazków krzemu, glinu, magnezu, potasu, sodu i zelaza* PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Zasypka izolacyjna, stosowana zwlaszcza przy odlewaniu wlewków stalowych zawierajaca wolny azbest jako nieprzereagowany skladnik tworzywa azbestocementowego w ilosci od 0,8 do 1,9% i korzystnie rozdrobniona do granulacji ponizej 4,5 mm celuloze w ilosci od 1,5 do 10%, znamienna tym, ze zawiera od 50 do 90% zmielonego do granulacji ponizej 10 mm tworzywa azbestocementowego oraz od 10 do 50% koksiku o skladzie co najmniej 50% wegla i 50% zwiazków krzemu, glinu, magnezu, potasu, sodu i zelaza* PL