RU2372164C1 - Casting mould with thermite riser - Google Patents
Casting mould with thermite riser Download PDFInfo
- Publication number
- RU2372164C1 RU2372164C1 RU2008109784/02A RU2008109784A RU2372164C1 RU 2372164 C1 RU2372164 C1 RU 2372164C1 RU 2008109784/02 A RU2008109784/02 A RU 2008109784/02A RU 2008109784 A RU2008109784 A RU 2008109784A RU 2372164 C1 RU2372164 C1 RU 2372164C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- profit
- steel
- casting
- thermite
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, в частности к литниковым системам для заливки форм, и может быть использовано в машиностроительной отрасли.The invention relates to foundry, in particular to gating systems for mold casting, and can be used in the engineering industry.
По авт. св. СССР №588054 известна литейная форма, в которой термитной смесью заполнено 60-70% объема огнеупорной оболочки, установленной в прибыльной части верхней полуформы литейной формы. Нижняя часть огнеупорной оболочки выполнена в виде разделительной пластины, изготовленной из смеси с повышенной огнеупорностью. В разделительной пластине имеется питающее отверстие для сообщения с тепловым узлом отливки, перекрытое стальной пластиной толщиной 0,5-1,0 мм. В процессе заливки литейной формы жидкий металл прожигает стальную пластину, и в результате контакта с жидким металлом термитная смесь сгорает, производя перегрев поступившего в прибыль жидкого металла, а образовавшийся термитный металл, смешиваясь с поступившим в прибыльную зону жидким металлом, питает отливку. При этом термитный шлак, всплывший на поверхность жидкого металла в прибыли, образует теплоизоляционный слой.By author St. USSR No. 588054, a known mold is known in which 60-70% of the volume of the refractory shell installed in the profitable part of the upper mold half is filled with a thermite mixture. The lower part of the refractory shell is made in the form of a separation plate made of a mixture with high refractoriness. The dividing plate has a feed hole for communication with the thermal casting unit, overlapped by a 0.5-1.0 mm thick steel plate. In the process of pouring the mold, the liquid metal burns through the steel plate, and as a result of contact with the liquid metal, the thermite mixture burns out, overheating the profitable liquid metal, and the resulting thermite metal, mixed with the liquid metal entering the profitable zone, feeds the casting. In this case, termite slag, which has surfaced on the surface of the liquid metal in profit, forms a heat-insulating layer.
Реализация данного изобретения позволяет уменьшить расход смеси термита с металлом.The implementation of this invention allows to reduce the consumption of a mixture of termite with metal.
Однако рассматриваемый аналог имеет ряд недостатков, препятствующих получению требуемого технического результата.However, the considered analogue has a number of disadvantages that impede the receipt of the required technical result.
Литейная форма по аналогу снабжена огнеупорной оболочкой, состоящей из набора элементов, требующих материальных и временных затрат для их изготовления и простановки в форму, существенно осложняя конфигурацию последней. Термит присутствует в форме в виде смеси, что может привести к механическому засору литейной формы компонентами смеси.The mold is similarly equipped with a refractory shell, consisting of a set of elements that require material and time costs for their manufacture and fit into the mold, significantly complicating the configuration of the latter. Termite is present in the form in the form of a mixture, which can lead to mechanical blockage of the mold by the components of the mixture.
Наиболее близким по технической сути к достигаемому результату является литейная форма [В.А.Новохацкий, А.А.Жуков, Ю.И.Макарычев. Малоотходная технология производства стальных отливок с экзотермическими прибылями. - М.: Машиностроение, 1986. С.16-24], принятая за прототип. Форма предназначена для получения стальных отливок с использованием прибылей с высоким температурным градиентом. Литейная форма включает полость прибыли, в которую засыпают специальную металлотермическую шихту, состоящую из железоалюминиевого термита (22% алюминиевого порошка, 52% окалины, 2% плавикового шпата, 19% молотого шамота, 5% формовочной глины), ферросплавов и других материалов. Для того чтобы частицы металлотермической шихты не осыпались в полость формы, прибыльная часть формы с металлотермической шихтой отделена от полости формы разделительной металлической пластиной. Расплав жидкой стали поступает в полость формы через литниково-питающую систему и вступает в контакт с разделительной металлической пластиной, в результате чего последняя нагревается и посредством теплопроводности передает тепло металлотермической шихте. Температура расплава жидкой стали, поступающей в форму, позволяет воспламенить металлотермическую шихту прибыли; начавшееся горение протекает быстро, в течение нескольких секунд распространяясь на весь объем термитной смеси, и проходит по реакции:The closest in technical essence to the achieved result is the casting mold [V.A. Novokhatsky, A.A. Zhukov, Yu.I. Makarychev. Low-waste technology for the production of steel castings with exothermic profits. - M .: Engineering, 1986. P.16-24], adopted as a prototype. The mold is designed to produce steel castings using profits with a high temperature gradient. The mold includes a profit cavity, into which a special metallothermal charge is poured, consisting of iron-aluminum termite (22% aluminum powder, 52% scale, 2% fluorspar, 19% ground fireclay, 5% molding clay), ferroalloys and other materials. In order for the particles of the metallothermal charge not to crumble into the mold cavity, the profitable part of the mold with the metallothermal charge is separated from the mold cavity by a dividing metal plate. The molten liquid steel enters the mold cavity through the gate-feeding system and comes into contact with the separation metal plate, as a result of which the latter is heated and transfers heat to the metallothermal charge through heat conduction. The molten temperature of the molten steel entering the mold allows the metallothermic charge to be ignited; The commenced combustion proceeds quickly, spreading over the entire volume of the thermite mixture within a few seconds, and proceeds according to the reaction:
2Аl+Fе2О3=2Fe+Al2О3+Q' p, Q' p=854 кДж2Al + Fe 2 O 3 = 2 Fe + Al 2 O 3 + Q ' p , Q ' p = 854 kJ
При сгорании этой смеси (т.е. прохождении окислительно-восстановительной реакции) образуется жидкая термитная сталь требуемого химического состава с температурой выше 2400 К, которая расплавляет разделительную металлическую пластину, смешивается со сталью, поступающей в прибыль при заливке формы, перегревает и питает отливку.When this mixture is burned (i.e., undergoing a redox reaction), liquid thermite steel of the required chemical composition with a temperature above 2400 K is formed, which melts the separation metal plate, mixes with steel, which comes to profit when casting, overheats and feeds the casting.
Практическое использование этой литейной формы позволяет: сократить расход жидкой стали на прибыли и повысить выход годного литья; рационально использовать железную окалину, являющуюся технологическим отходом металлургического производства.The practical use of this mold allows you to: reduce the consumption of liquid steel on profits and increase the yield of casting; it is rational to use iron oxide, which is a technological waste of metallurgical production.
Однако рассматриваемый прототип литейной формы с использованием прибылей с высоким температурным градиентом имеет ряд недостатков, препятствующих получению требуемого технического результата.However, the prototype foundry mold using profits with a high temperature gradient has several disadvantages that impede the desired technical result.
Реализация прототипа требует значительной емкости прибыли для засыпки термитной смеси, что увеличивает объем формы; наличия в форме разделительной металлической пластины. В случае отсутствия или неполного прохождения термической реакции термитная смесь, попадая в жидкий металл после расплавления разделительной металлической пластины, может привести к структурным различиям тела отливки и подприбыльной зоны, механическому засору формы, возможному появлению усадочных дефектов, что снижает качество литья.The implementation of the prototype requires a significant profit margin for filling the thermite mixture, which increases the volume of the form; the presence in the form of a separation metal plate. If the thermal reaction is absent or incomplete, the thermite mixture falling into the molten metal after the separation metal plate is melted can lead to structural differences in the casting body and the sub-profit zone, mechanical blockage of the mold, possible occurrence of shrinkage defects, which reduces the quality of casting.
Эти недостатки устраняются предлагаемым техническим решением. Задача, решаемая заявленным изобретением, заключается в возможности использования в литейной форме прибыли, полученной прессованием термитной смеси, что сокращает объем прибыльной части формы, при этом устанавливать в форму огнеупорную оболочку с разделительной металлической пластиной не требуется, поэтому термическая реакция активируется при непосредственном контакте материала прибыли с расплавленным металлом, поступающим в форму, что снижает вероятность отсутствия термической реакции. При этом устраняется возможность появления засора, что приводит к повышению качества литья.These disadvantages are eliminated by the proposed technical solution. The problem solved by the claimed invention is the possibility of using in the mold the profits obtained by pressing the thermite mixture, which reduces the volume of the profitable part of the mold, while it is not necessary to install a refractory shell with a separation metal plate, therefore, the thermal reaction is activated when the profit material is in direct contact with molten metal entering the mold, which reduces the likelihood of no thermal reaction. This eliminates the possibility of clogging, which leads to an increase in casting quality.
Сущность заявленного изобретения заключается в том, что литейная форма содержит прибыль, выполненную прессованием металлотермической шихты до плотности 2300-4000 кг/м3, в которой выполнено вертикальное отверстие, составляющее 30-50% от ее объема и имеющее в вертикальном сечении вид трапеции, расположенной меньшим основанием к ладу формы.The essence of the claimed invention lies in the fact that the mold contains a profit made by pressing a metallothermic mixture to a density of 2300-4000 kg / m 3 , in which a vertical hole is made, comprising 30-50% of its volume and having a vertical section in the form of a trapezoid located lesser basis to the mode of form.
Указанный технический результат достигается заявленным изобретением, включающим литниково-питающую систему с прибылью из термитной смеси, устанавливаемую в соответствующую полость литейной формы, выполненную прессованием металлотермической шихты до плотности 2300-4000 кг/м3, имеющую в вертикальном сечении вид трапеции, расположенной меньшим основанием к ладу формы, в прибыли выполнено вертикальное отверстие, составляющее 30-50% от объема прибыли.The specified technical result is achieved by the claimed invention, comprising a gate-feeding system with profit from the thermite mixture, installed in the corresponding cavity of the mold, made by pressing the metallothermic mixture to a density of 2300-4000 kg / m 3 , having a vertical section in the form of a trapezoid located with a smaller base to fret form, in profit made a vertical hole, accounting for 30-50% of the amount of profit.
Причинно-следственная связь между существенными признаками и достигаемым техническим решением обеспечивается посредством получения прибыли прессованием термитной смеси и более стабильным прохождением термитной реакции, в результате которой образуется расплав стали. В данном случае исключается возможность неполного прохождения окислительно-восстановительной реакции и появления структурных различий тела отливки и подприбыльной зоны, а также брака отливок в результате механического засора формы. Экономичность процесса обеспечивается снижением объемов форм за счет сокращения емкости прибыли до 7 раз, при этом конструкция прибыли не предусматривает выполнения знаковых частей.A causal relationship between the essential features and the achieved technical solution is ensured by making a profit by pressing the thermite mixture and more stable passage of the thermite reaction, as a result of which a steel melt is formed. In this case, the possibility of incomplete passage of the redox reaction and the appearance of structural differences in the body of the casting and the sub-profit zone, as well as the marriage of castings as a result of mechanical clogging of the mold, is excluded. Efficiency of the process is ensured by reducing the volume of forms by reducing the capacity of profit up to 7 times, while the design of profit does not provide for the implementation of significant parts.
Получение прибыли плотностью более 4000 кг/м3 нецелесообразно, т.к. такая прибыль имеет сколы поверхности, образующиеся вследствие высоких внутренних напряжений. Получение прибыли прессованием порошка термитной смеси до плотности 2300 кг/м3 нецелесообразно вследствие низкой прочности такой прессовки. Объем образующегося в результате термической реакции шлака из материала прибыли определяет диаметр вертикального отверстия для отвода газов и шлака, составляющий 30-50% от объема прибыли. Выполнение вертикального отверстия объемом менее 30% от объема прибыли существенно затруднит отвод газов и шлака, образующихся в результате реакции. Выполнение отверстия объемом более 50% от объема прибыли приведет к снижению стабильности прохождения термитной реакции.Making a profit with a density of more than 4000 kg / m 3 is impractical, because such a profit has chipped surfaces resulting from high internal stresses. Profiting by pressing the powder of the thermite mixture to a density of 2300 kg / m 3 is impractical due to the low strength of such a pressing. The volume of slag formed as a result of the thermal reaction from the profit material determines the diameter of the vertical hole for the removal of gases and slag, which is 30-50% of the profit volume. Making a vertical hole with a volume of less than 30% of the profit margin will significantly complicate the removal of gases and slag resulting from the reaction. A hole with a volume of more than 50% of the profit volume will lead to a decrease in the stability of the termite reaction.
Литейная форма с термитной прибылью поясняется чертежом. На чертеже показано вертикальное сечение формы.The mold with termite profits is illustrated in the drawing. The drawing shows a vertical section of the form.
Литейная форма состоит из нижней 1 и верхней 2 полуформ, литниково-питающей системы 3, образующей отливку полости формы 4, полости прибыли 5, прессованной прибыли 6 с сечением в виде трапеции с вертикальным отверстием 8, составляющим 40% от объема прибыли и выпора 7. Прибыль формы получена прессованием до плотности 3100 кг/м3 металлотермической шихты, образованной в результате механического смешивания железоалюминиевого термита (22% алюминиевого порошка, 52% окалины, 2% плавикового шпата, 19% молотого шамота, 5% формовочной глины), ферросплавов и других материалов, необходимых для получения отливки требуемого химического состава.The mold consists of the lower 1 and upper 2 half-molds, the gate-
Литейную форму с термитной прибылью применяют следующим образом.The mold with termite profit is used as follows.
Прибыль трапециевидного сечения 6 устанавливают на модельной плите и заформовывают верхнюю полуформу 2, при этом прибыль располагают меньшим основанием к ладу формы. Такое расположение прибыли 6 в форме 4 обусловлено необходимостью увеличения потребления тепла телом отливки, образующейся в форме 4 при затвердевании расплава жидкого металла. Собранную форму с заформованной прибылью заливают расплавом стали. Контакт расплава жидкой стали, поступающего в полость формы 4 через литниково-питающую систему, осуществляется с нижней частью прибыли 6. Температура расплава жидкой стали, поступающей в форму 4, позволяет воспламенить прессованную металлотермическую прибыль 6; начавшееся горение протекает быстро, в течение нескольких секунд распространяясь на весь объем прибыли 6, и проходит по реакции:The profit of the
2Аl+Fе2O3=2Fe+Аl2О3+Q' p, Q' p=854 кДж2Al + Fe 2 O 3 = 2 Fe + Al 2 O 3 + Q ' p , Q ' p = 854 kJ
При сгорании материала прибыли 7 (т.е. прохождении окислительно-восстановительной реакции) образуется жидкая термитная сталь требуемого химического состава с температурой выше 2400 К, которая смешивается со сталью, поступающей из формы 4 при заливке, перегревает и питает отливку. Образующиеся в результате термитной реакции газы и шлак удаляются из формы 4 через отверстие прибыли 8 и выпор 7.Upon combustion of the material, profit 7 (i.e., undergoing an oxidation-reduction reaction), liquid thermite steel of the required chemical composition with a temperature above 2400 K is formed, which mixes with the steel coming from
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получать отливки с прогнозируемой структурой при сокращении габаритов формы и емкости формовочных материалов, что достигается посредством использования прибыли, получаемой прессованием металлотермической шихты, состоящей из железоалюминиевого термита (22% алюминиевого порошка, 52% окалины, 2% плавикового шпата, 19% молотого шамота, 5% формовочной глины), ферросплавов и других материалов, из которых изготавливается прибыль формы плотностью 2300-4000 кг/м3. Конструкция литейной формы не допускает неполного прохождения термической реакции, так как термитная смесь находится в спрессованном состоянии, структурные различия тела отливки и подприбыльной зоны, механический засор формы и усадочные дефекты отсутствуют, что повышает качество литья. Выполнения знаков для крепежа прибыли в верхней полуформе не требуется.Thus, the present invention allows to obtain castings with a predicted structure while reducing the dimensions of the shape and capacity of the molding materials, which is achieved by using the profits obtained by pressing a metallothermic mixture consisting of iron-aluminum termite (22% aluminum powder, 52% scale, 2% fluorspar, 19% of ground fireclay, 5% of molding clay), ferroalloys and other materials from which profit is made of a form with a density of 2300-4000 kg / m 3 . The design of the mold does not allow incomplete thermal reaction, since the thermite mixture is in a compressed state, there are no structural differences between the casting body and the sub-profit zone, mechanical clogging of the mold and shrinkage defects, which improves the quality of the casting. Fulfillment of signs for fastening profits in the upper half-mold is not required.
Промышленная применимость разработанной литейной формы с термитной прибылью обуславливается использованием малогабаритных прибылей, состоящих из отходов металлургического производства, исключением затрат на исправление брака отливок; простотой осуществления технологической операции установки прибыли в форму, рациональным использованием отходов производства.The industrial applicability of the developed mold with termite profits is due to the use of small profits consisting of metallurgical waste, excluding the cost of correcting castings; the simplicity of the technological operation of the installation of profit in the form, the rational use of production waste.
Заявленное изобретение обеспечивает получение дополнительного результата, который заключается в снижении себестоимости литья за счет сокращения объемов формы в результате сокращения объема полости прибыли до 7 раз, а также за счет полноты прохождения окислительно-восстановительной реакции, что устраняет появление брака отливок по недоливу и механическому засору формы.The claimed invention provides an additional result, which consists in reducing the cost of casting by reducing mold volumes as a result of reducing the volume of the profit cavity by up to 7 times, and also due to the completeness of the passage of the redox reaction, which eliminates the occurrence of castings due to underfilling and mechanical blockage of the mold .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008109784/02A RU2372164C1 (en) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | Casting mould with thermite riser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008109784/02A RU2372164C1 (en) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | Casting mould with thermite riser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008109784A RU2008109784A (en) | 2009-09-20 |
RU2372164C1 true RU2372164C1 (en) | 2009-11-10 |
Family
ID=41167490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008109784/02A RU2372164C1 (en) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | Casting mould with thermite riser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2372164C1 (en) |
-
2008
- 2008-03-13 RU RU2008109784/02A patent/RU2372164C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
НОВОХАЦКИЙ В.А. и др. Малоотходная технология производства стальных отливок с экзотермическими прибылями. - М.: Машиностроение, 1986. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008109784A (en) | 2009-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20050206052A1 (en) | Ladle | |
CN109014098A (en) | A kind of the continuous casting forming device and method of ceramic particle reinforced metal base composites | |
CN106521297A (en) | Method for reducing internal defects of high-nickel austenite ductile iron turbine shell | |
RU2372164C1 (en) | Casting mould with thermite riser | |
US2294169A (en) | Casting iron and steel | |
RU75165U1 (en) | CASTING FORM WITH TERMITE PROFIT | |
RU2314895C1 (en) | Apparatus for casting by squeezing at crystallization under pressure | |
CN100354228C (en) | Novel zirconium metering nozzle for tundish | |
CN102699286B (en) | Casting method of iron casting | |
KR100566081B1 (en) | Improvement of feeding effect of riser in Expendable Pattern Casting of cast iron | |
RU2383412C2 (en) | Method of fabrication of wearable layer of refractory lining in casting ladles and casting moulds, also wearable layer of refractory lining fabricated by this method | |
CN206242220U (en) | A kind of chuck glass-ceramic tubre apparatus for pouring | |
EP1984133B1 (en) | Process for the production of a wear lining from a particulate refractory material for casting ladles and pouring boxes, together with the wear lining made in this way | |
RU2367539C2 (en) | Method of receiving of steel castings | |
CN210180157U (en) | Hard alloy blending furnace | |
RU2404018C2 (en) | Method of producing continuous section-shaped billet from thermit steel | |
RU2012113530A (en) | COPPER ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING COPPER ALLOY | |
SU1731424A1 (en) | Exothermic additive | |
RU2634818C1 (en) | Method of producing steel castings from thermite charge | |
RU2225775C2 (en) | Chill mold | |
RU83441U1 (en) | INSTALLATION FOR PRODUCING CONTINUOUS STEEL PROFILES FROM TERMITE BASIS | |
JP2688001B2 (en) | Method for manufacturing cast compaction | |
RU2006126501A (en) | METHOD FOR PRODUCING STEEL CASTINGS | |
Piwonka | Molding Methods | |
WO2024058732A1 (en) | Exothermic feeder production method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100314 |