PL41900B3 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 30 kwietnia 1959 r.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITE] LUDOWEJ OPIS PATENTOWY J/feL M? Nr 41900 Instytut Odleiunictiua *) Kraków, Polska Masa egzotermiczna do otulin nadlewów oraz sposób wykonywania otulin Patent dodatkowy do patentu nr 39128 Patent trwa od dnia 5 wrzesnia 1958 r.W patencie nr 39128 ujawniono zasade sto¬ sowania mas egzotermicznych do nadlewów dla zwiekszenia skutecznosci ich dzialania, a tym saimym ulatwiajacych wykonanie jzdrowego odlewu przy zwiekszonym uzysku. Masa egzo¬ termiczna wedlug tego patenftu jest oparta o re¬ akcje Goldschmidta redukcji tlenków metaii za pomoca aluminium i jego stopów.Praktyczne stosowanie tej masy w przemysle wykazalo szereg niekorzystnych jej wlasnosci, które utrudnialy jej rozpowszechnienie. Otuliny wykonane z tej masy posiadaly niska prze¬ puszczalnosc, co w polaczeniu z gwaltownym przebiegiem reakcji egzotermicznej Goldschmid¬ ta powodowalo niekiedy niekorzystne gotowanie metalu w nadlewie. Równiez wysoka cena ma¬ sy hamowala szersze jej zastosowanie.*) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa doc. mgr jnz. Kazi¬ mierz Korecki i mgr inz, Tadeusz Welkens, W wyniku badan opracowano nowe sklady mas egzotermicznych, opartych nie tylko na reakcji Goldschmidta, lecz przede wszys-tkim na reakcji spalania skladników metalicznych sto* pu aluminiowego i magnezowego, krzemu me¬ talicznego, zelazókrzemowapnia lub zelazokrze¬ mu oraz wegla "tlenem powietrza i azotanów.Zgodnie z tym reakcje egzotermiczne w masach bedacych przedmiotem wynalazku, przebiegaja wedlug nastepujacych równan: 4 Al + 3 02= 2 Al2Os+Q1 (la) 2 Mg+02 = 2 MgO+Q2 (Ib) Si+ 02=Sd02+Q3 (lc) 2 Ca+Q2=2 CaO+Q4 (Id) C+02=C02+Q5 (le) 2 Al+ 2 KNO$=Al203+ K20+ 2 NO+Qe (2a) 3 Mg+2 KNOs=3 MgO+K20+ 2 NO+Q7 (2b) 3 Si +4KNOg=3 Si02+2 KtO+4 NO+Q8 (2c) 3 Ca+2 KNOs=3 C*0+K20+2 NO+Q9 (2d) 2 C + 2 KN03= CO2+ CO+K20+ 2 NO+Q10 (2e) 2 Al+Fe203=Al203+2 Fe+Qn tfa) 2 Mg+Fe20|=3 MgO+2 Fe+Qi2 (3b)Dia ulatwienia przebiegu reakcji spalania sto¬ pu aluminiowego przewidziano dodatek kryoiitu.Ze wzgledu n?T J;o, ze reajdje spalania sklad¬ ników metalicznych tlenem przebiegaja z wy¬ dzieleniem wiekszych ilosci ciepla niz w reak¬ cji Gbldischmidta, wykorzystanie w masie egzo¬ termicznej równiez i reakcji la, b, c, d, e, 2a, b, c, d, e zwiekszylo praktycznie efekt cieplny 1 grama masy przeszlo trzykrotnie z okolo 0,5 Kcal/G do okolo 1,7 Kcal/G. • Zmniejszenie udzialu reakcji Goidsehmidta w nowej masie, zmniejsza automatycznie ilosc wyredukowanego zelaza w otulinie i tym sa¬ mym polepsza wybitnie jej dzialanie izolacyj*- ne po reakcji, przedluzajac dodatkowo czas krzepniecia metalu w otulinie.Niezaleznie od wiekszej skutecznosci cieplnej nowych mas, odznaczaja sie one spokojnym przebiegiem reakcji, co przy jednoczesnie uzy¬ skanym wzroscie przepuszczalnosci usunelo nie¬ bezpieczenstwo gotowania metalu w otulinie.Mozliwosc zastosowania stopu aluminiowe¬ go w postaci wiórek (otoczek) pozwolila na obnizenie do minimum ilosci sproszkowanego stopu Al-Mg (najdrozszy skladnik masy), a tym samym na przeszlo dwukrotne obnizenie jej ce¬ ny sprzedaznej.Nadmienic nalezy, ze wprowadzenie do ma¬ sy egzotermicznej stosunkowo grubych, a przez to tanich wiórek aluminiowych bylo mozliwe wlasnie dzieki obecnosci stopu AlMg (ok. 33% lub ok. 50% Mg) w farmie proiszku, który jako nadzwyczaj aktywny zapoczatkowuje lancuch reakcji egzotermicznych i prowadzi je z odpo¬ wiednia szybkoscia. Prawie analogiczna role jak wspomniany stop AlMg spelnia dodatek prosz¬ ku krzemu metalicznego, zelazokrzemowapnia lub zelazokrzemu.Równiez jednoczesne uzyskanie obnizenia cie¬ zaru wlasciwego mas z okolo 2,5 do 2,0 G/cnV zmniejsza koszt otuliny, poprawiajac dalej uzy¬ skane efekty ekonomiczne stosowania tej tech¬ nologii.Masy, bedace przedmiotem wynalazku, moz¬ na stosowac zarówno jako otuliny do nadlewów w odlewach metali lekkich i kolorowych, zeliwa i staliwa, jak równiez na ksztaltki egzotermicz¬ ne nadlewów wlewków stalowych. Ksztaltki te mozna wykonywac albo jako jednolite, wyko¬ nane wylacznie z masy egzotermicznej, albo o scianach podwójnych z masy egzotermicznej od wewnatrz a z odpowiedniej masy rdzenio¬ wej lub formierskiej od zewnatrz.Innym zastosowaniem mas egzotermicznych wedlug wynalazku jest uzycie ich w formie proszku do posypywania nadlewów natychmiast po zalaniu metalu. Podczas gdy otulina z ma¬ sy egzotermicznej ogrzewa metal i izoluje bocz¬ ne sciany nadlewu — masa egzotermiczna, za¬ stosowana jako posypka, ogrzewa i izoluje gór¬ na powierzchnie nadlewu. Dotychczas stosowa¬ ne posypki zwane powszechnie lunkierytami posiadaja — jak wykazuje praktyka — dziala¬ nie prawie wylacznie izolujace, przez co sku¬ tecznosc ich jest nieduza. Masa egzotermiczna, zastosowana jako iuokieryt, oparta o wymie¬ nione reakcje wybitnie egzotermiczne la, b, c, d, e, 2a, b, c, d, e i 3a, b, dostarcza do po¬ wierzchni nadlewu ¦maczne ilosci ciepla, a pro¬ dukt reakcji spelnin dodatkowo role wybitnego izolatora (kruchy, silnie porowaty spiek), obni¬ zajacego skutecznie odpromleniowywanie cie¬ pla z górnej powierzchni nadlewu Masa egzotermiczna moze byc stosowana ja ko lunkiaryt niezaleznie od otulin egzotermicz¬ nych, niemniej najwieksza niezawodnosc otrzy¬ mania zdrowego odlewu i zwiekszenia uzysku metalu z formy osiaga slie przy równoczesnym stosowaniu obu tych technologii.Przyklad skladu masy egzotermicznej do wy¬ konywania otulin wedlug wynalazku: stop Al krzem metaliczny zedaizokrz^mowapn stop Mg ruda zelazna piasek kwarcowy zgary Al kryoJit azotan potasu wegiel drzewny glinka bentonitowa dekstryna 45,0% 2,0% 4,0% 1,0% 14,0% 22,0% 2,0% 2,0% 5,0% 1,0% 1,0% 1,0% Przyklad skladu masy egzotermicznej do po¬ sypywania naolewów: stop Al stop Mg ruda zelazna zgary Al piasek kwarcowy kryoiit azotan potasu wegiel drzewny 25,0% 12,0% 13,0% 10,0% 29,0% 2,0% 6,0% 3,0% PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Masa egzotermiczna do otulin nadlewów kry ¦ tych i odkrytych wszystkich metali i stopów wedlug patentu nr 39128, znamienna tym, ze zawiera 5—70% stopu Al lub czystego Al — 2 —w postaci otoczek lub proszku, 0—5% krze- mu metalicznego w postaci prioszku, 0—15°/.) zelazokrzemowapnia w postaci proszku, 0—15°/o zelazokrzemu, 0—5% stopu Mg w po¬ staci otoczek lub proszku, 5—45°/o rudy ze¬ laznej lub innych tlenków Fe, 20—70% pias¬ ku kwarcowego lub innego wypelniacza 0—10% zgiarów i popiolów Al, 0—10% kry- olitu lub innych fluorków motali, 0—12% azotanu sodu lub potasu wzglednie innych substancji tlenotwórczych, 0—10% wegla drzewnego lub koksu, 1—10°/o glinki lub in¬ nego lepiszcza oraz 1—10Vo dekstryny lub szkla wodnego wzglednie innego spoiwa, przy czym wytwarzane cieplo jest wynikiem reakcji spalania skladników metalicznych oraz wegla tlenem powietrza (reakcje la, Ib, lc, Id, le) i tlenem azotanów (reakcje 2a, 2b, 2c, 2d, 2e) lub innych substancji tleno¬ twórczych oraz reakcji Goldschmidta (reak¬ cje 3a, 3b), a kryolit lub fluorki metali ulat¬ wiaja przebieg tych reakcji
2. 2. Masa egzotermiczna do otulin nadlewów we¬ dlug zastrz. 1, znamienna tym, ze w poda¬ nych 5—70% stopu Al lub czystego Al znaj¬ duje iie 0—20% stopu aluminiowego AlMg, o zawartosci okolo 30% lub 50° o Mg w for¬ mie proszku, umozliwiajacego izapoczatko- wanie i przebieg reakcji spalania stosunko¬ wo grubych otoczek stopów aluminiowych z wlasciwa szybkoscia w sposób kierowany, przy czym dodatki proszków krzemu meta¬ licznego, zelazokrzemowapnia i zelazokrze¬ mu spelniaja czesciowo analogiczna role.
3. 3. Odmiana masy egzotermicznej do otulin na¬ dlewów wedlug zastrz. 1, w formie pnoszku do posypywania nadlewów natychmiast po zalaniu formy metalem, znamienna tym, ze zawiera 10—15% stopu Al lub czystego Al w postaci otoczek lub proszku, 0—25% s*,opu Mg w postaci otoczek lub pnoszku, 5—35% rudy zelaznej lub innych tlenków Fe, 10— 50°/o piasku kwarcowego lub innego wypel¬ niacza, 0—30% zgarów i popiolów Al, 0— 10% kryolitu lub innych fluorków metali, 0—15% azotanu sodu lub potasu wzglednie innych substancji tlenotwórczych, oraz 0— 60% wegla drzewnego lub koksu.
4. 4. Sposób wykonywania otulin z masy egzo¬ termicznej wedlug zastrz. 1 i 2 dla nadle¬ wów wlewków stalowych, znamienny tym, ze otuline wykonywuje sie jako jednolita, tj. wykonana wylacznie z masy egzotermicz¬ nej, wzglednie o sciankach podwójnych, tj z masy egzotermicznej od wewnatrz, a z od¬ powiedniej masy rdzeniowej od zewnatrz. Instytut Odlewnictwa PL