экзотермическая смесь для обогрева прибыльных частей литейных форм

Формула изобретения

Экзотермическая смесь для обогрева прибыльных частей литейных форм, включающая железоалюминиевый термит, порошок отработанных угольных электродов электродуговых печей, ферросилиций, ферромарганец, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит измельченный до 3 мм плавиковый шпат при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Железоалюминиевый термит - 90,2 - 93,0

Порошок отработанных угольных электродов электродуговых печей - 3,0 - 4,0

Ферросилиций - 2,0 - 3,0

Ферромарганец - 0,5 - 0,8

Плавиковый шпат - 1,5 - 2,0и

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам экзотермических смесей для обогрева прибыльных частей линейных форм при получении отливок из чугуна.

Известна экзотермическая смесь для обогрева прибыльных частей литейных форм следующего состава, мас.%:

Порошок отработанных угольных электродов электродуговых печей - 3,0-4,0

Ферросилиций - 2,0-3,0

Ферромарганец - 0,5-0,8

Железоалюминиевый термит - Остальное.

Недостатком известной экзотермической смеси является высокая температура воспламенения (около 1400^oC), требующая применения для ее поджигания специальных запальных таблеток, состоящих из диоксида бария (BaO₂)-75%, алюминиевого порошка - 22% и магниевого порошка - 3%.

Целью изобретения является снижение температуры воспламенения экзотермической смеси для возможности ее реагирования от контакта с жидким чугуном.

Поставленная цель достигается предлагаемым составом экзотермической смеси, которая дополнительно к порошку отработанных угольных электродов, ферросилицию, ферромарганцу и железоалюминиевому термиту содержит плавиковый шпат (флюорит), снижающий на 150-200^oC температуру ее воспламенения. Гранулометрический состав экзотермической смеси в мм: железоалюминиевый термит 0,1-0,63; электродный порошок до 0,1; ферросплавы и плавиковый шпат до 3.

В составе экзотермической смеси предпочтительно использовать ферросилиций марки ФС 75 И ферромарганец марки ФМн 75.

Железоалюминиевый термит представляет собой порошкообразную смесь алюминиевого порошка и оксидов железа в виде железной скалины или руды. В зависимости от содержания активного алюминия в алюминиевом порошке и кислорода в железной окалине термит имеет следующий состав, в мас.%:

Алюминиевый порошок - 22-26

Железная окалина или руда - 74-78.

Средний выход термитной стали при сгорании железоалюминиевого термита составляет 55%.

Пределы содержания компонентов в предлагаемой экзотермической смеси определены расчетом. В табл. 1 приведен расчет предельных значений химического состава термитного чугуна, получение которого обеспечивается предлагаемой экзотермической смесью. Расчет химического состава термитного чугуна проведен на 1 кг экзотермической смеси. Средние проценты усвоения химических элементов термитным чугуном из составляющих экзотермической смеси (углерода из электродного порошка, кремния из ферросилиция и марганца из ферросилиция и марганца из ферромарганца приняты 55%) на основании экспериментальных данных. Химические составы термитного металла и ферросплавов приняты, исходя из средних практических данных.

Из приведенного расчета видно, что предлагаемый состав экзотермической смеси обеспечивает получение термитного чугуна практически любого химического состава, находящегося в области серых чугунов.

Для химического и металлографического анализов изготавливали и сжигали в специальном огнеупорном тигле порции смеси массой 2,5 кг с содержанием составляющих по нижнему, среднему и верхнему расчетным пределам содержания составляющих. Поджигание смеси проводили термитной спичкой. Составы испытанных экзотермических смесей приведены в табл.2. Результаты химического анализа полученного термитного чугуна приведены в табл.3.

По результатам химического и металлографического анализов полученного термитного чугуна установлено, что его химической состав и микроструктура соответствуют требованиям стандарта для отливок из серого чугуна повышенного качества (ГОСТ 1412-70).

Предлагаемая экзотермическая смесь предназначена для питания чугунных отливок, склонных к образованию усадочных раковин, термитным чугуном.

На фиг.1 изображена литейная форма в сборе перед заливкой, общий вид; на фиг 2. - литейная форма в сборе после заливки, общий вид.

Прибыльную часть литейной формы (см. фиг.1) выполняют в виде огнеупорной оболочки 1. В нижней части оболочки выполняют питающее отверстие 2, сообщающееся с тепловым узлом отливки. Питающее отверстие перекрывают стальной пластинкой 3 толщиной 0,5-1,0 мм и полость оболочки заполняют экзотермической смесью 4. Сверху огнеупорную оболочку закрывают крышкой 5 с вентиляционным отверстием 6.

В процессе заливки (см. фиг. 2) жидкий чугун заполняет полость формы и разогревает стальную пластину 3 до 1300-1320^oC. В результате разогрева стальной пластинки загорается экзотермическая смесь 4.

В процессе горения смеси в прибыльной части литейной формы образуется высоко перегретый жидкий чугун, питающий отливку в процессе ее затвердевания, а термитный шлак всплывает в верхнюю часть прибыли. Высокая температура термитного чугуна (свыше 2100^oC) обеспечивает эффективное питание отливок через питающие отверстия небольшого размера при минимальном расходе жидкого металла.