專利名稱：新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金鋪料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑及其 生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
80年代初期，我國冶金行業(yè)模鑄帽口鑄錠頭部用防收縮產(chǎn)品為保溫型防縮孔劑， 該防縮孔劑只有保溫作用，基本不發(fā)熱，鑄錠頭部收縮嚴(yán)重，鑄坯成材率低。進(jìn)入90年代， 冶金輔料廠家根據(jù)鋁熱反應(yīng)原理，用金屬鋁(Al)、硝酸鈉(NaN03)、鐵粉(Fe203)、木屑、膨脹 石墨(酸化石墨)等材料設(shè)計研制出粉狀發(fā)熱型防縮孔劑，簡稱發(fā)熱劑?！朵撹F》第23卷第6 期大連鋼廠特鋼研究所郭寶利發(fā)表的“煉鋼模鑄用防縮孔劑”，并公開了如下技術(shù)特征“該 防縮孔劑其中一種配方為30 55%的鋁、0 10%的Fe0、3 6%的硝酸鈉、5 10%的膨脹 石墨、5%的螢石?！?，這種粉狀發(fā)熱劑(酸化石墨與鋁粉、硝酸鈉、氧化鐵粉和螢石粉粉狀混合 體)因酸化石墨受熱膨脹后使鋁粉、硝酸鈉、氧化鐵粉和螢石粉的密度(濃度)減少了 2. 5倍， 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平衡原理，那么熱反應(yīng)速度減弱了 2. 5倍，燃燒不集中，發(fā)熱溫度難能提高到 1550°C以上，不能熔化已凝固的“V”型帽口鋼鐵，不能完全實現(xiàn)帽口鑄錠的二次熔化補(bǔ)縮， 沒有充分發(fā)揮出理想作用；為解決這一癥結(jié)，只有加大傳統(tǒng)粉狀發(fā)熱劑中主要發(fā)熱原材料 中鋁粉的配比量，生產(chǎn)成本大大增加。申請?zhí)枮?00910065963. 9的專利申請雖然公開了一 種模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑及其生產(chǎn)工藝，該發(fā)熱劑是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加 工制成的鋁粉15—20%、硝酸鈉8 —13%、氧化鐵粉32—51%、螢石粉20—25%、酸化石墨6— 10%。其工藝為將所述重量配比的鋁粉、硝酸鈉、氧化鐵粉、螢石粉、酸化石墨原材料混合， 按所述配比準(zhǔn)確計量，每批總重量為500kg，分別輸送到行星混碾機(jī)內(nèi)攪拌20分鐘，然后準(zhǔn) 確計量的混合物輸送入行星混碾機(jī)內(nèi)繼續(xù)攪拌30分鐘，攪拌合格的混合料經(jīng)輸送帶輸送 到高壓螺旋機(jī)內(nèi)，混合料經(jīng)高壓螺旋機(jī)壓入60噸雙磐磨擦壓力機(jī)內(nèi)的球形模具內(nèi)高壓成 型，成型的球體經(jīng)壓力機(jī)推出模具，然后送入輸送機(jī)輸送到一次包裝機(jī)內(nèi)進(jìn)行一次包裝，一 次包裝后再準(zhǔn)確計量配入標(biāo)準(zhǔn)要求量的酸化石墨進(jìn)行二次檢驗包裝，包裝后的產(chǎn)品檢驗入 庫。從該公開的加工工藝明顯看出球體內(nèi)配有受熱膨脹的酸化石墨，球體受熱仍然膨脹， 解決不了體積膨脹后明顯減弱反應(yīng)速度，發(fā)熱溫度低這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決傳統(tǒng)的發(fā)熱劑體積膨脹后明顯減弱反應(yīng)速度，發(fā)熱溫度低這一缺點(diǎn)，本 發(fā)明的目的是提供一種新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑及其生產(chǎn)方法，解決了傳統(tǒng)的發(fā)熱劑 存在的上述問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑是由球體和球體外包 體組成，所述球體是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的鋁粉12 14%、硝酸鈉 10 20%、氧化鐵粉40 50%、螢石粉20 25%和結(jié)合劑0. 5 1% ；所述球體外包體是由 酸化石墨組成，所述球體與球體外包體的質(zhì)量比例為100:5 10。
其中，所述結(jié)合劑為酚醛樹脂(質(zhì)量指標(biāo)為游離酚< 3%)。為得到本發(fā)明產(chǎn)品，本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法包括以下步驟
將所述重量配比的鋁粉、硝酸鈉、氧化鐵粉、螢石粉原材料混合，分別依次輸送到行星 混碾機(jī)內(nèi)攪拌15 20分鐘，共攪拌60 80分鐘，然后稱取重量配比的結(jié)合劑送入行星混 碾機(jī)內(nèi)繼續(xù)攪拌20 30分鐘，攪拌成混合料，即球體部分的混合料，備用；將上述混合料經(jīng) 輸送帶輸送到高壓螺旋機(jī)內(nèi)，混合料經(jīng)高壓螺旋機(jī)壓入60噸雙磐磨擦壓力機(jī)內(nèi)的球形模 具內(nèi)高壓成型球體，成型的球體經(jīng)壓力機(jī)推出模具，然后送入輸送機(jī)輸送到包裝機(jī)內(nèi)對成 型球體進(jìn)行第一次包裝；然后在進(jìn)行第一次包裝后的球體外按照球體與酸化石墨100:5 10的質(zhì)量比例外配酸化石墨進(jìn)行第二次包裝，第二次包裝后的球體即為合格產(chǎn)品。按照本發(fā)明的技術(shù)方案得到的產(chǎn)品在煉鋼澆鑄使用過程球體受熱基本不發(fā)生膨 脹，球體內(nèi)發(fā)熱反應(yīng)原材料鋁粉、硝酸鈉、氧化鐵粉和螢石粉組成的密度(濃度)不發(fā)生變 化。煉鋼鑄造過程中，鋼液從鑄錠模具底部沿著鑄錠模具緩緩升到模具頂部帽口部 位，然后停止?jié)蹭?，鋼液在模具?nèi)迅速凝固收縮，由于帽口四周先凝固，帽口中心鋼液后凝 固，帽口部位鑄錠頭部形成“V”字形收縮，在沒完全形成“V”字形前，向該帽口處投入一袋 該新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑產(chǎn)品，此時酸化石墨在球體外迅速膨脹保溫，球體接觸鋼 液或凝固熾熱的鋼坯后，開始點(diǎn)火劇烈燃燒發(fā)熱，實際燃燒溫度達(dá)到1650°c以上，使帽口四 周已凝固的鑄坯重新熔化補(bǔ)充到“V”形的下部，然后在膨脹的酸化石墨保溫下緩慢凝固，完 全實現(xiàn)了帽口防縮孔目的。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑解決了傳統(tǒng)發(fā)熱劑因 復(fù)配酸化石墨膨脹減弱鋁熱反應(yīng)速度，發(fā)熱溫度不理想，縮孔深，成材率低問題。該新型模 鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑反應(yīng)迅速，發(fā)熱溫度可達(dá)1650°C以上，完全實現(xiàn)了二次補(bǔ)縮作用，鑄 坯頭部形成良好的“碟形”收縮，鑄坯成材率提高了 7%以上，并且大大地減少鋁粉的含量， 降低了生產(chǎn)成本。
具體實施例方式本發(fā)明所述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑是由球體(發(fā)熱部分)和球體外包體(保 溫部分)組成，所述球體是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的招粉12 14%、硝 酸鈉10 20%、氧化鐵粉40 50%、螢石粉20 25%和結(jié)合劑0. 5 1% ；所述球體外包體 是由酸化石墨組成，所述球體與球體外包體的質(zhì)量比例為100:5 10。其中，所述結(jié)合劑為酚醛樹脂(質(zhì)量指標(biāo)為游離酚< 3%)。為得到本發(fā)明產(chǎn)品，本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法包括以下步驟
將所述重量配比的鋁粉、硝酸鈉、氧化鐵粉、螢石粉原材料混合，分別依次輸送到行星 混碾機(jī)內(nèi)攪拌15 20分鐘，共攪拌60 80分鐘，然后稱取重量配比的結(jié)合劑送入行星混 碾機(jī)內(nèi)繼續(xù)攪拌20 30分鐘，攪拌成混合料，即球體部分的混合料，備用；將上述混合料經(jīng) 輸送帶輸送到高壓螺旋機(jī)內(nèi)，混合料經(jīng)高壓螺旋機(jī)壓入60噸雙磐磨擦壓力機(jī)內(nèi)的球形模 具內(nèi)高壓成型球體，成型的球體經(jīng)壓力機(jī)推出模具，然后送入輸送機(jī)輸送到包裝機(jī)內(nèi)對成 型球體進(jìn)行第一次包裝；然后在進(jìn)行第一次包裝后的球體外按照球體與酸化石墨100:5 10的質(zhì)量比例外配酸化石墨進(jìn)行第二次包裝，第二次包裝后的球體即為合格產(chǎn)品。
將直接參與鋁熱反應(yīng)原材料金屬鋁、硝酸鈉、鐵礦粉、螢石粉粉狀材料用結(jié)合劑結(jié) 合，用60噸雙磐磨擦壓力機(jī)壓制成一定大小規(guī)格的球體，將每個球體分別裝入編織袋(或 薄膜)內(nèi)，最后再外配酸化石墨進(jìn)行第二次包裝(包裹)，然后扎口包裝。球體重量大小是根 據(jù)鑄錠重量大小而確定，一般為1kg、1. 5kg和^ig。實施例1 本發(fā)明所述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑是由球體(發(fā)熱部分)和球 體外包體(保溫部分)組成，所述球體是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的鋁粉 12%、硝酸鈉15%、氧化鐵粉47. 5%、螢石粉25%和酚醛樹脂結(jié)合劑0. 5% ；所述球體外包體是 由酸化石墨組成，所述球體與球體外包體的質(zhì)量比例為100:5。為得到本發(fā)明產(chǎn)品，本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法包括以下步驟
將所述重量配比的鋁粉、硝酸鈉、氧化鐵粉、螢石粉原材料混合，分別依次輸送到行星 混碾機(jī)內(nèi)攪拌15 20分鐘，共攪拌60 80分鐘，然后稱取重量配比的結(jié)合劑送入行星混 碾機(jī)內(nèi)繼續(xù)攪拌20 30分鐘，攪拌成混合料，即球體部分的混合料，備用；將上述混合料經(jīng) 輸送帶輸送到高壓螺旋機(jī)內(nèi)，混合料經(jīng)高壓螺旋機(jī)壓入60噸雙磐磨擦壓力機(jī)內(nèi)的球形模 具內(nèi)高壓成型球體，成型的球體經(jīng)壓力機(jī)推出模具，然后送入輸送機(jī)輸送到包裝機(jī)內(nèi)對成 型球體進(jìn)行第一次包裝；然后在進(jìn)行第一次包裝后的球體外按照球體與酸化石墨100:5 10的質(zhì)量比例外配酸化石墨進(jìn)行第二次包裝，第二次包裝后的球體即為合格產(chǎn)品。上述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑減少鋁粉的含量達(dá)18%，降低了生產(chǎn)成本；并 且因球體外配酸化石墨，球體點(diǎn)火發(fā)生反應(yīng)后加快了反應(yīng)速度，發(fā)熱溫度達(dá)1600°C以上，完 全實現(xiàn)了二次補(bǔ)縮作用，鑄坯頭部帽口由原來的“V”形到“碟形”收縮，形成良好的“碟形” 收縮，鑄坯成材率提高了 7%以上。實施例2 本發(fā)明所述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑是由球體(發(fā)熱部分)和球 體外包體(保溫部分)組成，所述球體是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的鋁粉 13. 2%、硝酸鈉16%、氧化鐵粉50%、螢石粉20%和酚醛樹脂0. 8% ；所述球體外包體是由酸化 石墨組成，所述球體與球體外包體的質(zhì)量比例為100:8。本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法同實施例1。上述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑減少鋁粉的含量達(dá)16. 8%，降低了生產(chǎn)成本； 并且因球體外配酸化石墨，球體點(diǎn)火發(fā)生反應(yīng)后加快了反應(yīng)速度，發(fā)熱溫度達(dá)1640°C以上， 完全實現(xiàn)了二次補(bǔ)縮作用，鑄坯頭部帽口由原來的“V”形到“碟形”收縮，形成良好的“碟 形”收縮，鑄坯成材率提高了 8%以上。實施例3 本發(fā)明所述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑是由球體(發(fā)熱部分)和球 體外包體(保溫部分)組成，所述球體是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的鋁粉 14%、硝酸鈉20%、氧化鐵粉42%、螢石粉23%和酚醛樹脂1% ；所述球體外包體是由酸化石墨 組成，所述球體與球體外包體的質(zhì)量比例為100:10。本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法同實施例1.
上述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑減少鋁粉的含量達(dá)16%，降低了生產(chǎn)成本；并且因 球體外配酸化石墨，球體點(diǎn)火發(fā)生反應(yīng)后加快了反應(yīng)速度，發(fā)熱溫度達(dá)1650°C以上，實現(xiàn)了 二次補(bǔ)縮作用，鑄坯頭部帽口由原來的“V”形到“碟形”收縮，形成良好的“碟形”收縮，鑄 坯成材率提高了 9%以上。上面所述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑球體與球體外配酸化石墨生產(chǎn)與包裝設(shè)計原理及本類產(chǎn)品生產(chǎn)工藝均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑，其特征在于所述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑 是由球體和球體外包體組成，所述球體是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的鋁 粉12 14%、硝酸鈉10 20%、氧化鐵粉40 50%、螢石粉20 25%和結(jié)合劑0. 5 1% ； 所述球體外包體是由酸化石墨組成，所述球體與球體外包體的質(zhì)量比例為100:5 10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑，其特征在于所述結(jié)合劑為酚 醛樹脂。
3.—種如權(quán)利要求1所述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法包括 以下步驟將所述重量配比的鋁粉、硝酸鈉、氧化鐵粉、螢石粉原材料混合，分別依次輸送到行星 混碾機(jī)內(nèi)攪拌15 20分鐘，共攪拌60 80分鐘，然后稱取重量配比的結(jié)合劑送入行星混 碾機(jī)內(nèi)繼續(xù)攪拌20 30分鐘，攪拌成混合料，即球體部分的混合料，備用；將上述混合料經(jīng) 輸送帶輸送到高壓螺旋機(jī)內(nèi)，混合料經(jīng)高壓螺旋機(jī)壓入60噸雙磐磨擦壓力機(jī)內(nèi)的球形模 具內(nèi)高壓成型球體，成型的球體經(jīng)壓力機(jī)推出模具，然后送入輸送機(jī)輸送到包裝機(jī)內(nèi)對成 型球體進(jìn)行第一次包裝；然后在進(jìn)行第一次包裝后的球體外按照球體與酸化石墨100:5 10的質(zhì)量比例外配酸化石墨進(jìn)行第二次包裝，第二次包裝后的球體即為合格產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑及其生產(chǎn)方法，所述新型模鑄帽口球體復(fù)合發(fā)熱劑是由球體和球體外包體組成，所述球體是由鋁粉、硝酸鈉、氧化鐵粉、螢石粉和結(jié)合劑的原材料經(jīng)過加工制成的，所述球體外包體是由酸化石墨組成。本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法包括以下步驟將上述原材料混合、攪拌，壓球、包裹、再包裹，即為合格產(chǎn)品。按照本發(fā)明的技術(shù)方案得到的產(chǎn)品在煉鋼澆鑄使用過程球體受熱基本不發(fā)生膨脹，球體發(fā)熱部分參加鋁熱反應(yīng)的原材料密度(濃度)不發(fā)生變化，球體發(fā)熱反應(yīng)迅速，發(fā)熱溫度可達(dá)1650℃以上，完全實現(xiàn)了二次補(bǔ)縮作用，鑄坯頭部形成良好的“碟形”收縮，鑄坯成材率提高了7%以上，并且大大地減少了鋁粉的含量，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號B22D7/10GK102091758SQ20111004402
公開日2011年6月15日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者周曉英, 符德峰, 謝家騮 申請人:河南省鑫龍冶材集團(tuán)有限公司