一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的覆蓋劑保溫效果差，容易對(duì)鑄件產(chǎn)生增碳的問(wèn)題。一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑，按照質(zhì)量百分比包括10～20％的鋁粉、20～30％的氮化鋁、5～15％氧化鐵粉、15～25％的珍珠巖、5～15％的輕燒氧化鎂、5～10％硅藻土、3～7％的生石灰、硝酸鈉2～5％。本發(fā)明全部采用無(wú)碳原料制備發(fā)熱保溫劑，對(duì)鑄件不產(chǎn)生增碳的作用；本發(fā)明的能適應(yīng)多種澆鑄條件；本發(fā)明通過(guò)混合、造粒、烘干等工藝形成包裹在骨料表面的球形結(jié)構(gòu)，流動(dòng)性好，保溫劑加入冒口后能夠在鋼液表面迅速鋪展開(kāi)，形成均勻的覆蓋層，與鋼液表面接觸處形成一層導(dǎo)熱性極差、適當(dāng)粘度和低熔點(diǎn)的渣液，并能隨鋼液面下降而下降，不結(jié)成硬渣殼，具有良好的隔熱保溫性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鑄造生產(chǎn)過(guò)程中，液態(tài)金屬的凝固過(guò)程是鑄件形成的重要階段，許多鑄造缺陷 如氣孔、縮孔、縮松等是在這一階段造成的；鑄件的重量和尺寸越大，需要的鑄液越多，鑄造 工藝越復(fù)雜，鑄件的凝固時(shí)間就越長(zhǎng)，缺陷就越多，控制越困難。
[0003] 冒口保溫是控制鑄鋼件質(zhì)量的有效方法之一，其中冒口發(fā)熱保溫劑的選擇尤為重 要，為了使生產(chǎn)出的鑄件質(zhì)量合格，必須要求冒口覆蓋劑的發(fā)熱和保溫效果好，確保冒口處 的鋼液最后凝固，而傳統(tǒng)的覆蓋劑如草木灰、粉煤灰、碳化稻殼存在著保溫效果差、鋪展性 差、增展性差、增碳及污染環(huán)境的缺點(diǎn)；對(duì)于使用傳統(tǒng)的發(fā)熱及澆鑄低碳鋼鑄件使的鑄件增 碳，從而污染鑄件。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明提供了一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的覆蓋劑保溫效果差， 容易對(duì)鑄件產(chǎn)生增碳的問(wèn)題。
[0005] 為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑，按 照質(zhì)量百分比包括10?20%的鋁粉、20?30%的氮化鋁、5?15%氧化鐵粉、15?25%的 珍珠巖、5?15%的輕燒氧化鎂、5?10%硅藻土、3?7%的生石灰、硝酸鈉2?5%。
[0006] 進(jìn)一步，按照質(zhì)量百分比包括15%的鋁粉、25%的氮化鋁、12%氧化鐵粉、20%的 珍珠巖、10 %的輕燒氧化鎂、8 %硅藻土、7 %的生石灰、硝酸鈉3 % ;采用該質(zhì)量比，性能較 好，而且成本較低。
[0007] 進(jìn)一步，按照質(zhì)量百分比包括20%的鋁粉、20%的氮化鋁、10%氧化鐵粉、25%的 珍珠巖、8%的輕燒氧化鎂、5%硅藻土、7%的生石灰、硝酸鈉5% ;采用該質(zhì)量比最經(jīng)濟(jì)。
[0008] 進(jìn)一步，按照質(zhì)量百分比包括16%的鋁粉、24%的氮化鋁、15%氧化鐵粉、15%的 珍珠巖、15%的輕燒氧化鎂、10%硅藻土、3%的生石灰、硝酸鈉2% ;綜合性能最佳的比例。
[0009] 進(jìn)一步，所述氮化鋁粒度在0. 5?1mm之間；氮化鋁粉末和水有著很高的反應(yīng)活 性，在潮濕的環(huán)境中極易與水中的羥基形成氫氧化鋁，在氮化鋁表面形成氧化鋁層，加上保 溫劑需要經(jīng)過(guò)混合造粒和烘干等工藝，因此采用一般的氮化鋁會(huì)給保溫劑的儲(chǔ)存、運(yùn)輸及 后續(xù)的應(yīng)用工藝過(guò)程帶來(lái)較大的困難；鑒于此，采用氮化鋁粒度在〇. 5?1mm，顆粒表面再 經(jīng)過(guò)抗水化性能改進(jìn)，經(jīng)過(guò)表面處理的氮化鋁能夠與水很好的浸潤(rùn)，有利于后續(xù)的造粒成 球燈工藝。
[0010] 進(jìn)一步，所述氮化鋁粒度為〇. 75mm ;氮化鋁的效果最佳。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明全部采用無(wú)碳原料制備發(fā)熱保溫劑，對(duì) 鑄件不產(chǎn)生增碳的作用；本發(fā)明的能適應(yīng)多種澆鑄條件；本發(fā)明通過(guò)混合、造粒、烘干等工 藝形成包裹在骨料表面的球形結(jié)構(gòu)，流動(dòng)性好，保溫劑加入冒口后能夠在鋼液表面迅速鋪 展開(kāi)，形成均勻的覆蓋層，與鋼液表面接觸處形成一層導(dǎo)熱性極差、適當(dāng)粘度和低熔點(diǎn)的渣 液，并能隨鋼液面下降而下降，不結(jié)成硬渣殼，具有良好的隔熱保溫性能。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 實(shí)施例一：
[0013] 一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑，按照質(zhì)量百分比包括15%的鋁粉、25%的氮化鋁、12%氧化 鐵粉、20%的珍珠巖、10%的輕燒氧化鎂、8%硅藻土、7%的生石灰、硝酸鈉3% ;所述氮化鋁 粒度為〇· 75mm。
[0014] 實(shí)施例二：
[0015] 與實(shí)施例一的不同之處在于：按照質(zhì)量百分比包括20%的鋁粉、20%的氮化鋁、 10 %氧化鐵粉、25 %的珍珠巖、8 %的輕燒氧化鎂、5 %硅藻土、7 %的生石灰、硝酸鈉5 %。
[0016] 實(shí)施例三：
[0017] 與以上實(shí)施例的不同之處在于：按照質(zhì)量百分比包括16%的鋁粉、24%的氮化 鋁、15 %氧化鐵粉、15 %的珍珠巖、15 %的輕燒氧化鎂、10 %硅藻土、3 %的生石灰、硝酸鈉 2%。
[0018] 本發(fā)明中鋁粉、氧化鐵粉、氮化鋁和硝酸鈉為發(fā)熱材料，珍珠巖和硅藻土為保溫材 料；采用上述比例的保溫劑確保了保溫劑具有合適的熔點(diǎn)及熔化時(shí)間，加入后能形成合理 的渣層結(jié)構(gòu)，即熔融層、燒結(jié)層、過(guò)渡層、散裝層，使其具有一定的流動(dòng)性，提高了保溫劑的 聚渣能力和保溫性能。
[0019] 氮化鋁與氧化鐵發(fā)生放熱反應(yīng)，產(chǎn)生氣體形成均勻分布的微氣孔，能使保溫劑保 持泡沫狀的松散狀態(tài)，降低了保溫劑的輻射熱量和對(duì)流熱損失。
[0020] 保溫劑中鋁粉能夠發(fā)生放熱反應(yīng)，是保溫及體系的溫度上升，鋁粉含量越高保溫 劑體系溫度越高；鋁粉含量較多時(shí)，保溫劑需要較長(zhǎng)的時(shí)間達(dá)到溫度最高值，此外當(dāng)鋁粉含 量高時(shí)，保溫劑中的珍珠巖的含量會(huì)相應(yīng)的降低，溫度下降快，保溫效果差，因此鋁粉含量 不宜過(guò)商，選在15%左右最為合適。
[0021] 隨著硅藻土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，保溫劑的熔點(diǎn)逐漸下降，當(dāng)硅藻土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超 過(guò)10%以后混合體系在1KKTC時(shí)就會(huì)出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象，保溫劑保溫效果變差；在實(shí)際生產(chǎn)過(guò) 程中在鑄鋼高溫條件下1500°c時(shí)外表面能夠保持松散形狀來(lái)降低保溫劑的導(dǎo)熱系數(shù)；硅 藻土太少時(shí)效果不明顯；因此，硅藻土含量定在8%左右效果最佳；珍珠巖在800°C時(shí)放出 大量的氣體成為膨脹珍珠巖，膨脹珍珠巖是良好的保溫材料。
[0022] 通過(guò)添加氧化鐵調(diào)節(jié)保溫劑的熔化溫度，氧化鐵具有降低熔點(diǎn)的作用，可以促進(jìn) 成渣；同時(shí)氧化鐵反應(yīng)較慢可以控制發(fā)熱劑的反應(yīng)速度，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，提高后期的保溫效 果；氧化鐵含量越多熔化溫度越低，氧化鐵具有較強(qiáng)助溶的作用，能夠使保溫劑的熔化溫度 降到某一合適的水平；保溫劑與鋼液的界面會(huì)生成液態(tài)，熔渣的流動(dòng)會(huì)帶動(dòng)保溫劑覆蓋整 個(gè)冒口的頂面，形成一層導(dǎo)熱性極差、低熔點(diǎn)的保護(hù)層；同時(shí)金屬鋁粉與氧化鐵在高溫作用 下會(huì)發(fā)生鋁熱反應(yīng)，在一定程度上也起到了發(fā)熱效果。
[0023] 本發(fā)明全部采用無(wú)碳原料制備發(fā)熱保溫劑，對(duì)鋼液不產(chǎn)生增碳的作用；本發(fā)明的 能適應(yīng)多種澆鑄條件；本發(fā)明通過(guò)混合、造粒等工藝能形成包裹在骨料表面的球形結(jié)構(gòu)，流 動(dòng)性好，保溫劑加入冒口后能夠在鋼液表面迅速鋪展開(kāi)，形成均勻的覆蓋層，與鋼液表面接
【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑，其特征是：按照質(zhì)量百分比包括10?20%的鋁粉、20?30% 的氮化鋁、5?15%氧化鐵粉、15?25%的珍珠巖、5?15%的輕燒氧化鎂、5?10%硅藻 土、3?7%的生石灰、硝酸鈉2?5%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑，其特征是：按照質(zhì)量百分比包括15% 的鋁粉、25%的氮化鋁、12%氧化鐵粉、20%的珍珠巖、10%的輕燒氧化鎂、8%硅藻土、7% 的生石灰、硝酸鈉3%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑，其特征是：按照質(zhì)量百分比包括20% 的鋁粉、20 %的氮化鋁、10 %氧化鐵粉、25 %的珍珠巖、8 %的輕燒氧化鎂、5 %硅藻土、7 %的 生石灰、硝酸鈉5%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑，其特征是：按照質(zhì)量百分比包括16% 的鋁粉、24 %的氮化鋁、15 %氧化鐵粉、15 %的珍珠巖、15 %的輕燒氧化鎂、10 %硅藻土、3 % 的生石灰、硝酸鈉2%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑，其特征是：所述氮化鋁粒度在0. 5? 1mm之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種無(wú)碳發(fā)熱保溫劑，其特征是：所述氮化鋁粒度為 0· 75mm〇
【文檔編號(hào)】B22C9/08GK104084542SQ201410294673
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】常正欽, 朱錦和, 王立旺, 彭晶晶 申請(qǐng)人:浙江錦誠(chéng)耐火材料有限公司