專利名稱：模鑄用發(fā)熱保溫劑及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于金屬鑄造技術領域，特別是涉及結(jié)構(gòu)鋼模鑄過程中，為減少鋼錠頭部縮孔和改善鋼錠中碳元素成分偏析而添加的發(fā)熱保溫劑。
背景技術：
目前，模鑄中在帽口部位使用的發(fā)熱劑和保溫劑是分開的，使用時，先在帽部金屬熔液表面加發(fā)熱劑，然后在發(fā)熱劑上再覆蓋一層耐火材料作為保溫劑，操作使用較麻煩；且使用量受容積空間限制，維持高溫時間較短，防縮孔防成份偏析效果欠佳；另外，現(xiàn)有發(fā)熱劑一般由硅鐵、硅鈣合金或鋁合金等發(fā)熱金屬與硝酸鹽等化學氧化劑，造渣劑組成，在使用過程中，會分解產(chǎn)生許多有害氣體和粉塵污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明擬解決的技術問題是為鋼錠模鑄提供一種將發(fā)熱劑與保溫劑結(jié)合成一體的發(fā)熱保溫劑，從而不僅使模鑄過程中向帽部添加發(fā)熱劑和保溫劑的操作變得更為簡便，而且延長高溫保溫時間，更好地改善鋼錠頭部縮孔及防碳元素成份偏析效果，同時在使用過程中不會產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體和粉塵。
本發(fā)明的技術解決方案是它由一組不定形組合物組成，該組合物的成份及其按重量百分比的組成比例是金屬發(fā)熱材料 12～18％氧化劑 15～55％膨脹劑 15～25％造渣劑 15～35％在上述組方中，金屬發(fā)熱材料可采用硅鐵粉或硅鈣粉、鋁粉等，優(yōu)選鋁粉。鋁粉的應用質(zhì)量指標為Al≥90％，粒度≤2mm，其中小于0.088mm的顆粒不大于10％。
組方中氧化劑是在高溫下與金屬發(fā)熱材料發(fā)生化學反應，產(chǎn)生大量熱量。該氧化劑可采用氧化鐵粉或鐵礦粉或銅、鎳、鈷的氧化物粉末等。優(yōu)選氧化鐵和鋼廠集塵粉。氧化鐵粉的應用質(zhì)量指標為Fe2O3≥90％，粒度≤1mm，其中＜0.5mm的顆粒不小于80％。鋼廠集塵粉是電爐、轉(zhuǎn)爐冶煉過程中經(jīng)過除塵系統(tǒng)收集的細粉，應用質(zhì)量指標為粒度≤0.5mm，其中＜0.088mm的細粉不少于50％，吸附水份≤1.0％。
組方中造渣劑主要是保持發(fā)熱劑體積的穩(wěn)定性，可采用的物質(zhì)有高鋁礬土、剛玉細粉、高鋁磚破碎料等耐火材料。優(yōu)選高鋁細粉，其應用質(zhì)量指標為Al2O3≥60％，粒度≤2mm。
組方中膨脹劑采用可膨脹石墨和膨脹蛭石，其主要作用是高溫下能瞬間膨脹成蠕蟲狀而形成保溫層，可膨脹石墨的應用質(zhì)量指標為膨脹容積≥60ml/g，灰分≤18％，PH值＝3～5。
根據(jù)以上所述，本發(fā)明的發(fā)熱保溫劑優(yōu)選成份及其按重量百分比的組成比例是鋁粉 12～18％氧化鐵粉 15～24％鋼廠集塵粉18～30％可膨脹石墨18～25％高鋁細粉 18～25％本發(fā)明的模鑄用發(fā)熱保溫劑的生產(chǎn)工藝是將各合格原料按組成比例稱量后，全部投入行星式混合機中進行混合，總混合時間不少于10分鐘，均勻混合后的組合物即為成品，進行稱量、包裝。
本發(fā)明的有益效果是本組合物使用時，不僅產(chǎn)生大量熱量，同時自我膨脹形成保溫層，因此高溫保溫時間長，能有效減少鋼錠的頭部縮孔、內(nèi)部夾雜、中心疏松，提高鋼錠成材率，并改善碳元素成分偏析；原料廣泛易得，生產(chǎn)使用均簡便，而且在使用中不會產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體和粉塵，成功解決了原發(fā)熱劑和保溫劑分立，操作使用較麻煩，且使用量受容積空間限制而致使發(fā)熱保溫效果欠佳的問題。
具體實施方案實施例1，發(fā)熱保溫劑組份及其重量百分比為鋁粉 15％氧化鐵粉 15％鋼廠集塵粉 30％高鋁細粉 22％可膨脹石墨 18％用于澆注鋼種為MnCr5系列和20CrMoTi 2.3t鋼錠，在鋼水上升至鋼錠帽口部位時投入發(fā)熱保溫劑，用量為6Kg/支鋼錠，試驗結(jié)果，每爐任取二支成坯鋼錠，在頭部坯料接近帽口部位取樣片各1片，在每片試樣沿對角線邊緣1/4和中心取樣，鉆樣使用φ6鉆頭，采用紅外分析，得碳的平均偏差為0.017％，硫的平均偏差為0.001％，其碳、硫成分穩(wěn)定，偏差在控制范圍內(nèi)。而且在實際使用過程中，無煙塵發(fā)生。
實施例2，發(fā)熱保溫劑組份及其重量百分比為鋁粉 12％氧化鐵粉 20％鋼廠集塵粉 18％高鋁細粉 25％可膨脹石墨 25％用于澆注鋼種R49MNVS3的2.3t鋼錠，用量為6Kg/支鋼錠，在鋼水上升至鋼錠帽口部位時投入發(fā)熱保溫劑，經(jīng)過四爐使用，從鋼錠頭部取樣對碳成份分析，同一截面的碳偏差都在ΔC≤0.05％的標準范圍內(nèi)，其平均偏差為0.0338％，使用過程中無煙塵發(fā)生。
實施例3，發(fā)熱保溫劑組份及其重量百分比為鋁粉18％氧化鐵粉24％鋼廠集塵粉 20％高鋁細粉18％可膨脹石墨 20％用于澆注鋼種為RNQT90的2.3t鋼錠，在鋼水上升至鋼錠帽口部位時投入上述發(fā)熱保溫劑，用量為6Kg/支鋼錠，經(jīng)過10爐使用，從鋼錠頭部取樣對碳成份分析，同一截面的碳偏差ΔC都在≤0.05％的標準范圍內(nèi)，平均偏差ΔC均為0.027％，使用過程中無煙塵發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種模鑄用發(fā)熱保溫劑，是一組不定形組合物，其特征在于該組合物的成份及其按重量百分比的組成比例是金屬發(fā)熱材料12～18％氧化劑 15～55％膨脹劑 15～25％造渣劑 15～35％
2.按權(quán)利要求1所述的模鑄用發(fā)熱保溫劑，其特征在于發(fā)熱保溫劑組合物中的發(fā)熱材料可以是硅鐵粉或硅鈣粉或鋁粉。
3.按權(quán)利要求1所述的模鑄用發(fā)熱保溫劑，其特征在于發(fā)熱保溫劑組合物中的氧化劑可以是氧化鐵粉或鐵礦粉或鋼鐵廠煙道集塵粉或銅、鎳、鈷的氧化物粉末。
4.按權(quán)利要求1所述的模鑄用發(fā)熱保溫劑，其特征在于發(fā)熱保溫劑組合物中的造渣劑可以是高鋁礬土、剛玉細粉、高鋁磚破碎料等耐火材料。
5.按權(quán)利要求1所述的模鑄用發(fā)熱保溫劑，其特征在于發(fā)熱保溫劑組合物中的膨脹材料是可膨脹石墨或膨脹蛭石。
6.按權(quán)權(quán)要求1所述的模鑄用發(fā)熱保溫劑，其特征在于發(fā)熱保溫劑組合物的優(yōu)選成份及其按重量百分比組成比例是鋁粉 12～18％氧化鐵粉 15～24％鋼廠集塵粉 18～30％高鋁細粉 18～25％可膨脹石墨 18～25％。
7.按權(quán)利要求6所述的模鑄用發(fā)熱保溫劑，其特征在于組份中鋁粉的質(zhì)量指標是Al≥90％，粒度≤2mm，其中＜0.088mm的顆粒不大于10％。
8.按權(quán)利要求6所述的模鑄用發(fā)熱保溫劑，其特征在于組份中氧化鐵粉的質(zhì)量指標是Fe2O3≥90％，粒度≤1mm，其中＜0.5mm的顆粒不少于80％。
9.按權(quán)利要求6所述的模鑄用發(fā)熱保溫劑，其特征在于組份中鋼廠集塵粉是電爐、轉(zhuǎn)爐冶煉過程中經(jīng)過除塵系統(tǒng)收集的細粉，質(zhì)量指標為粒度≤0.5mm，其中＜0.088mm的細粉不少于50％，吸附水份≤1.0％。
10.按權(quán)利要求6所述的模鑄用發(fā)熱保溫劑，其特征在于組份中高鋁細粉的質(zhì)量指標為Al2O3≥60％，粒度≤2mm。
11.按權(quán)利要求6所述的模鑄用發(fā)熱保溫劑，其特征在于組份中可膨脹石墨的質(zhì)量指標為膨脹容積≥60ml/g，灰分≤18％，PH值為3～5。
12.按權(quán)利要求1所述的模鑄用發(fā)熱保溫劑的生產(chǎn)工藝，其特征在于將各合格原料按組成比例稱量后，全部投入行星式混合機中進行混合，總混合時間不少于10分鐘，均勻混合后的組合物即為成品，并進行稱量、包裝。
全文摘要
一種模鑄用發(fā)熱保溫劑及其生產(chǎn)工藝，它是由一組不定形組合物組成，該組合物的成份及其按重量百分比的組成比例為金屬發(fā)熱材料12～18％，氧化劑15～55％，造渣劑15～35％，膨脹劑15～25％。將上述粉劑原料按比例稱量后，全部投入混合機中混合均勻而成。本發(fā)明成功地解決了原發(fā)熱劑和保溫劑分立、操作使用較麻煩、使用量受容積、空間限制而致發(fā)熱保溫效果欠佳的問題，同時本發(fā)熱保溫劑延長了錠頭保溫時間，減少鋼錠頭部縮孔，并有效地改善了碳元素成份偏析。
文檔編號B22D27/00GK1759958SQ200510049440
公開日2006年4月19日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月22日
發(fā)明者虞炳泉 申請人:浙江湖州紅鷹企業(yè)集團有限公司