RU2017575C1 - Composition of exothermoinsulating mixture for heating riser - Google Patents
Composition of exothermoinsulating mixture for heating riser Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017575C1 RU2017575C1 SU4865670A RU2017575C1 RU 2017575 C1 RU2017575 C1 RU 2017575C1 SU 4865670 A SU4865670 A SU 4865670A RU 2017575 C1 RU2017575 C1 RU 2017575C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- dust
- ferrous
- composition
- zinc oxide
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству и применяется для обогрева прибылей отливок и слитков черных и цветных металлов и сплавов (латуней, бронз, высокопрочного чугуна, алюминиевых и магниевых сплавов). The invention relates to foundry and is used to heat the profits of castings and ingots of ferrous and non-ferrous metals and alloys (brass, bronze, ductile iron, aluminum and magnesium alloys).
Известны смеси для обогрева прибылей на основе пыли различных металлургических агрегатов. Однако это или экзотермические или теплоизолирующие смеси, которые требуют использование других ингредиентов. Поэтому их использование не столь эффективно, так как часть тепла затрачивается на нагрев дополнительных ингредиентов. Known mixtures for heating profits based on dust of various metallurgical units. However, these are either exothermic or heat insulating mixtures that require the use of other ingredients. Therefore, their use is not so effective, since part of the heat is spent on heating additional ingredients.
Известен состав, в котором использован алюминий и отход в виде шлака, содержащего оксид цинка, который является как утепляющим, так и экзотермическим. Однако использование шлака требует дополнительных затрат на его измельчение. К тому же содержание в нем оксида цинка не превышает 20% при высоком содержании оксидов кремния и кальция. Такая смесь будет иметь низкий тепловой эффект. A known composition in which aluminum is used and waste in the form of slag containing zinc oxide, which is both insulating and exothermic. However, the use of slag requires additional costs for its grinding. Moreover, the content of zinc oxide in it does not exceed 20% with a high content of silicon and calcium oxides. Such a mixture will have a low thermal effect.
Наиболее близкой к предлагаемому является смесь, содержащая алюминиевый порошок и оксид цветного металла (меди). Однако эта смесь неэкономична из-за высокой стоимости оксида меди, для получения которого приходится специально сжигать медь в токе кислорода. Closest to the proposed is a mixture containing aluminum powder and non-ferrous metal oxide (copper). However, this mixture is uneconomical due to the high cost of copper oxide, for the production of which it is necessary to specifically burn copper in a stream of oxygen.
Целью изобретения является удешевление смеси, а также повышение качества отливок за счет исключения загрязнения металла прибыли продуктами экзотермической реакции и обеспечения направленной передачи тепла от смеси к прибыли и отливке. The aim of the invention is to reduce the cost of the mixture, as well as improving the quality of castings by eliminating the contamination of the metal profit by products of an exothermic reaction and ensuring directed heat transfer from the mixture to profit and casting.
Это достигается использованием в составе смеси алюминиевого порошка совместно с пылью от плавильных печей цветных сплавов на основе оксида цинка с температурой воспламенения, не превышающей 520оС, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Алюминиевый порошок 10-30
Пыль от плавильных
печей цветных сплавов на основе оксида цинка 70-90
Пыль от плавильных печей на основе оксида цинка образуется в бункерах вентиляционной системы плавильных индукционных, дуговых и газовых печей при производстве цветных сплавов, содержащих медь, например латуней. При этом химический состав такой пыли содержит следующие ингредиенты, мас.%: ZnO 60-75; CuO 0,2-10,0; Al2O3 4-8; SnO 0,5-10,0; Fe2O3 1-8; SiO2 1-3; Mn3O4 0,1-0,8; NiO до 0,2, а размер частиц пыли 0,00001-0,01 мм.This is achieved using the aluminum powder composed of the mixture together with the dust from the melting furnace nonferrous alloys based on zinc oxide ignition temperature not exceeding 520 ° C, with the following ratio of ingredients, wt.%: Aluminum powder 10-30
Dust from smelters
Zinc oxide-based non-ferrous furnace furnaces 70-90
Dust from zinc oxide-based smelters is generated in the silos of the ventilation system of induction, arc and gas furnaces in the production of non-ferrous alloys containing copper, such as brass. The chemical composition of such dust contains the following ingredients, wt.%: ZnO 60-75; CuO 0.2-10.0; Al 2 O 3 4-8; SnO 0.5-10.0; Fe 2 O 3 1-8; SiO 2 1-3; Mn 3 O 4 0.1-0.8; NiO is up to 0.2, and the dust particle size is 0.00001-0.01 mm.
Пыль от плавильных печей на основе оксида цинка в составе смеси обладает не только высокими окислительными свойствами, но и теплоизоляционными и поэтому не требует использования других дополнительных ингредиентов. The dust from zinc oxide smelting furnaces in the mixture has not only high oxidizing properties, but also thermal insulation and therefore does not require the use of other additional ingredients.
Размеры алюминиевого порошка не превышают 0,3 мм. The dimensions of aluminum powder do not exceed 0.3 mm.
Составы смеси по изобретению приведены в табл.1. The compositions of the mixture according to the invention are given in table 1.
Смеси могут использоваться как без крепителей, так и с крепителями (жидкое стекло, сульфитный щелок и др.) в количестве 9-15% (сверх 100%). Их плотность до экзотермической реакции до 0,2 г/см3, а после реакции 0,15 г/см3 - 0,30 г/см3 в зависимости от состава. Поэтому такие смеси проявляют высокие теплоизолирующие свойства как до заливки, так и после заливки расплава.Mixtures can be used both without fasteners and with fasteners (water glass, sulphite liquor, etc.) in the amount of 9-15% (in excess of 100%). Their density before the exothermic reaction is up to 0.2 g / cm 3 , and after the reaction 0.15 g / cm 3 - 0.30 g / cm 3 depending on the composition. Therefore, such mixtures exhibit high thermal insulating properties both before pouring and after pouring the melt.
Свойства смеси приведены в табл.2. The properties of the mixture are given in table.2.
Первоначально после соприкосновения расплавленного сплава со смесью происходит экзотермическая реакция в основном с оксидом цинка. Initially, after the molten alloy comes into contact with the mixture, an exothermic reaction occurs mainly with zinc oxide.
Выделившееся тепло разогревает сплав в прибыли, а сама смесь нагревается до ≈1600-1800оС.The released heat heats the alloy in profit, and the mixture itself is heated to ≈1600-1800 о С.
В связи с низкой теплопроводностью смесь после реакции становится теплоизоляционной, что позволяет сократить вес металла для цветных сплавов в прибыли в 5-7 раз. Due to the low thermal conductivity, the mixture after the reaction becomes heat-insulating, which reduces the weight of the metal for non-ferrous alloys in profit by 5-7 times.
На основании термохимической реакции: 3 моля ZnO = 243 г, на 2 моля Al = 108 г устанавливается предельное количество алюминия в смеси для полного прохождения реакции с учетом наличия в смеси других окислов MnO, Fe2O3 и т. д. , которое равно 30% . Данная смесь будет иметь в своем составе максимальное содержание Al 30%. Превышение алюминия > 30% (состав I): увеличивается теплопроводность, снижается теплоизолирующие свойства из-за алюминия в смеси, не вступившего в реакцию.Based on the thermochemical reaction: 3 moles of ZnO = 243 g, for 2 moles of Al = 108 g, the maximum amount of aluminum in the mixture is set for the complete reaction taking into account the presence of other oxides of MnO, Fe 2 O 3 , etc., which is equal to thirty% . This mixture will have a maximum Al content of 30%. Excess of aluminum> 30% (composition I): thermal conductivity increases, thermal insulation properties decrease due to aluminum in the unreacted mixture.
При содержании алюминия в смеси менее 10% на мелких прибылях экзотермическая реакция не происходит. When the aluminum content in the mixture is less than 10% in small profits, an exothermic reaction does not occur.
Экзотермический эффект увеличивается с увеличением содержания алюминия более 10%, а максимальный эффект достигается при 30%. The exothermic effect increases with an increase in aluminum content of more than 10%, and the maximum effect is achieved at 30%.
Как видно из данных табл.2, оптимальным составом является состав N 2 - в данном составе происходит полная экзотермическая реакция. Состав N 4 работает с максимальным тепловым эффектом. В составе N 5 экзотермическая реакция наблюдалась только в поверхностном слое, соприкасающемся с металлом без распространения по толщине экзотермической облицовки. Смесь работает как теплоизоляционная и наличие алюминиевого порошка в ее составе снижает ее эффективность. As can be seen from the data in Table 2, the optimal composition is composition N 2 - a complete exothermic reaction occurs in this composition.
Для повышения эффективности реакции при содержании Al 25-30% в смесь можно ввести до 25% окалины за счет снижения пыли окислов металлов. При этом теплоизолирующие свойства смеси ухудшаются. To increase the efficiency of the reaction with an Al content of 25-30%, up to 25% of the scale can be added to the mixture by reducing the dust of metal oxides. In this case, the heat-insulating properties of the mixture deteriorate.
Повышение содержания окалины более 25% приводит к расплавлению смеси с полной потерей теплоизоляционных свойств смеси с загрязнением металла термитным сплавом. An increase in the scale content of more than 25% leads to the melting of the mixture with a complete loss of the insulating properties of the mixture with contamination of the metal with a termite alloy.
Смеси по изобретению, как было отмечено выше, имеют высокие теплоизолирующие свойства до экзотермической реакции с расплавом. Это обеспечивает низкую отдачу тепла расплавленного металла от прибыли и приводит к быстрому прогреву поверхности контакта экзотеплоизоляционной массы. При температуре 520оС начинается экзотермическая реакция между алюминиевым порошком и оксидом цинка пыли.The mixtures according to the invention, as noted above, have high heat-insulating properties prior to the exothermic reaction with the melt. This provides a low heat transfer of the molten metal from profit and leads to rapid heating of the contact surface of the exothermal insulation mass. At a temperature of 520 ° C the exothermic reaction starts between the aluminum powder and zinc oxide dust.
Выделяющееся тепло нагревает металл в прибыли и повышает температуру экзотермической массы. С повышением температуры начинается экзотермическая реакция оксидов с более высоким тепловым эффектом (FeO, CuO и др., входящих в состав пыли), что усиливает нагрев металла в прибыли, передавая направлению максимум тепла в прибыль. После окончания экзотермической реакции перегретая смесь, медленно остывая, передает тепло металлу прибыли, а от нее - к отливке, создавая направленную кристаллизацию металла в системе отливка-прибыль. The generated heat heats the metal in profit and raises the temperature of the exothermic mass. With increasing temperature, an exothermic reaction of oxides with a higher thermal effect (FeO, CuO, etc. included in the dust) begins, which enhances the heating of the metal in profit, transferring the maximum heat to profit in the direction. After the end of the exothermic reaction, the overheated mixture, while cooling slowly, transfers heat to the profit metal, and from it to the casting, creating directional crystallization of the metal in the casting-profit system.
В процессе затвердевания прибыли ее форма не изменяется, сохраняя постоянной гидростатический напор, исключается загрязнение прибыли продуктами реакции, сохраняя минимальную теплоотдачу через поверхность прибыли из-за ее экономичной формы (в виде шара). In the process of profit solidification, its shape does not change, keeping the hydrostatic pressure constant, pollution of the profit is eliminated by the reaction products, while maintaining minimal heat transfer through the profit surface due to its economical shape (in the form of a ball).
Расчет прибылей с экзотеплоизоляционными оболочками из смеси по изобретению производится по следующей зависимости:
dn=n·D , где dn= - диаметр или толщина прибыли;
Vn - объем прибыли;
Sn - охлаждающая поверхность прибыли;
D= - приведенный размер питаемого узла отливки;
Vo - объем питаемого узла отливки;
So - поверхность охлаждения питаемого узла отливки;
bфn, bфо - коэффициент тепловой аккумуляции прибыли, отливки;
bфо - для песчаной формы 15-20 ккал/м2 ˙ ч/20
n - постоянный коэффициент, зависящий от формы прибыли, для плиты 2, цилиндра 4, шара 6;
; Hn - высота прибыли.Profit calculation with exothermal insulation shells from the mixture according to the invention is carried out according to the following relationship:
d n = n where d n = - diameter or thickness of profit;
V n - profit margin;
S n is the cooling surface of the profit;
D = - the reduced size of the feed unit of the casting;
V o - the volume of the feed node of the casting;
S o - the cooling surface of the feed node of the casting;
b fn , b fo - coefficient of thermal accumulation of profit, castings;
b fo - for the sand form 15-20 kcal / m 2 ˙ h / 20
n is a constant coefficient, depending on the form of profit, for
; H n - profit margin.
Смесь по изобретению позволяет удешевить производство за счет снижения стоимости смеси, увеличить выход годного литья за счет уменьшения размеров прибылей, улучшить качество отливок за счет повышения их плотности и исключить загрязнение сплава восстанавливающимся из смеси металлом, сократить количество вредных выбросов в атмосферу. The mixture according to the invention allows to reduce the cost of production by reducing the cost of the mixture, increase the yield of casting by reducing the size of the profits, improve the quality of castings by increasing their density and eliminate contamination of the alloy recovered from the mixture of metal, reduce the amount of harmful emissions into the atmosphere.
Claims (1)
Алюминиевый порошок 10 - 30
Пыль от плавильных печей цветных сплавов на основе оксидов цинка 70 - 90
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что пыль от плавильных печей цветных сплавов на основе оксида цинка имеет следующий состав, мас.%:
ZnO 60 - 75
CuO 0,2 - 10,0
Al2O3 4 - 8
SnO 0,5 - 10,0
Fe2O3 1 - 8
SiO2 1 - 3
Mn3O4 0,1 - 0,8
NiO До 0,2
3. Состав по п.1, отличающийся тем, что пыль от плавильных печей цветных сплавов на основе оксида цинка имеет гранулометрический состав 0,00001 - 0,01 мм.1. COMPOSITION OF EXTERM INSULATION MIXTURE FOR HEATING PROFITS, ferrous and non-ferrous metals and alloys, including aluminum powder and an oxidizing agent based on non-ferrous metal, characterized in that it contains dust from non-ferrous melting furnaces based on zinc oxide with an ignition temperature, not exceeding 520 o With the following ratio of ingredients, wt.%:
Aluminum Powder 10 - 30
Dust from smelting furnaces of non-ferrous alloys based on zinc oxides 70 - 90
2. The composition according to claim 1, characterized in that the dust from the smelting furnaces of non-ferrous alloys based on zinc oxide has the following composition, wt.%:
ZnO 60 - 75
CuO 0.2 - 10.0
Al 2 O 3 4 - 8
SnO 0.5 - 10.0
Fe 2 O 3 1 - 8
SiO 2 1 - 3
Mn 3 O 4 0.1 - 0.8
NiO Up to 0.2
3. The composition according to claim 1, characterized in that the dust from the smelting furnaces of non-ferrous alloys based on zinc oxide has a particle size distribution of 0.00001 - 0.01 mm
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4865670 RU2017575C1 (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Composition of exothermoinsulating mixture for heating riser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4865670 RU2017575C1 (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Composition of exothermoinsulating mixture for heating riser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017575C1 true RU2017575C1 (en) | 1994-08-15 |
Family
ID=21535742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4865670 RU2017575C1 (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Composition of exothermoinsulating mixture for heating riser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2017575C1 (en) |
-
1990
- 1990-07-12 RU SU4865670 patent/RU2017575C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1581751, кл. C 21C 5/54, 1988. * |
Авторское свидетельство СССР N 954149, кл. B 22D 7/00, 1980. * |
Х. Райнингер "Экзотермические смеси для прибылей, "Grisserei - Praxis", 1963, N 7, с.118-120. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0510842B1 (en) | Metallurgical fluxes | |
US3231368A (en) | Treatment of molten iron | |
CA1220944A (en) | Mold additives for use in continuous casting | |
JPH0673730B2 (en) | Exothermic mold powder for continuous casting | |
RU2017575C1 (en) | Composition of exothermoinsulating mixture for heating riser | |
US3811898A (en) | Heat-insulating antipiping compositions | |
CN109776100A (en) | Vacuum induction melting coating | |
CA1321075C (en) | Additive for promoting slag formation in steel refining ladle | |
US3804642A (en) | Exothermic antipiping compositions | |
US5332418A (en) | Covering for molten metal and process for producing the same | |
JP2826012B2 (en) | Heat insulation material for molten metal and heat insulation method | |
JP2973845B2 (en) | Mold powder for continuous heating type casting | |
JPH0677792B2 (en) | Ultra low carbon steel casting powder | |
GB2091592A (en) | Refractory heat-insulating material | |
SU939577A1 (en) | Briquet for melting aluminium alloys | |
SU1211299A1 (en) | Method of producing aluminium cast iron with compact graphite | |
JP3598843B2 (en) | Method for reducing unslagged CaO and MgO in slag | |
SU924118A1 (en) | Slag-forming mixture for continuous casting of steel | |
JPH083610A (en) | Agent for preventing fall of molten iron temperature for steel making | |
US2240313A (en) | Method of making composite metal | |
SU659281A1 (en) | Exothermal composition for heads of castings and ingots | |
FR2338097A1 (en) | Exothermic casting powder for steel ingots or castings - using aluminium, oxides, thermal insulant and possibly an accelerator | |
US5242486A (en) | Coolant for aluminum dross | |
BE819543Q (en) | Exothermic antipiping compn for ingot casting - eliminator | |
SU1013095A1 (en) | Flux for continuous casting of cadmium bronze |