一種無碳發(fā)熱保溫劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無碳發(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，容易對鑄件產(chǎn)生增碳的問題。一種無碳發(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)明全部采用無碳原料制備發(fā)熱保溫劑，對鑄件不產(chǎn)生增碳的作用；本發(fā)明的能適應多種澆鑄條件；本發(fā)明通過混合、造粒、烘干等工藝形成包裹在骨料表面的球形結(jié)構(gòu)，流動性好，保溫劑加入冒口后能夠在鋼液表面迅速鋪展開，形成均勻的覆蓋層，與鋼液表面接觸處形成一層導熱性極差、適當粘度和低熔點的渣液，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。
【專利說明】一種無碳發(fā)熱保溫劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無碳發(fā)熱保溫劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 在鑄造生產(chǎn)過程中，液態(tài)金屬的凝固過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 工藝越復雜，鑄件的凝固時間就越長，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；對于使用傳統(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， 容易對鑄件產(chǎn)生增碳的問題。
[0005] 為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種無碳發(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。
[0008] 進一步，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)過混合造粒和烘干等工藝，因此采用一般的氮化鋁會給保溫劑的儲存、運輸及 后續(xù)的應用工藝過程帶來較大的困難；鑒于此，采用氮化鋁粒度在〇. 5?1mm，顆粒表面再 經(jīng)過抗水化性能改進，經(jīng)過表面處理的氮化鋁能夠與水很好的浸潤，有利于后續(xù)的造粒成 球燈工藝。
[0010] 進一步，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)點是：本發(fā)明全部采用無碳原料制備發(fā)熱保溫劑，對 鑄件不產(chǎn)生增碳的作用；本發(fā)明的能適應多種澆鑄條件；本發(fā)明通過混合、造粒、烘干等工 藝形成包裹在骨料表面的球形結(jié)構(gòu)，流動性好，保溫劑加入冒口后能夠在鋼液表面迅速鋪 展開，形成均勻的覆蓋層，與鋼液表面接觸處形成一層導熱性極差、適當粘度和低熔點的渣 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。

【具體實施方式】
[0012] 實施例一：
[0013] 一種無碳發(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] 實施例二：
[0015] 與實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] 實施例三：
[0017] 與以上實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及熔化時間，加入后能形成合理 的渣層結(jié)構(gòu)，即熔融層、燒結(jié)層、過渡層、散裝層，使其具有一定的流動性，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，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流熱損失。
[0020] 保溫劑中鋁粉能夠發(fā)生放熱反應，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，保溫劑需要較長的時間達到溫度最高值，此外當鋁粉含 量高時，保溫劑中的珍珠巖的含量會相應的降低，溫度下降快，保溫效果差，因此鋁粉含量 不宜過商，選在15%左右最為合適。
[0021] 隨著硅藻土的質(zhì)量分數(shù)的提高，保溫劑的熔點逐漸下降，當硅藻土的質(zhì)量分數(shù)超 過10%以后混合體系在1KKTC時就會出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象，保溫劑保溫效果變差；在實際生產(chǎn)過 程中在鑄鋼高溫條件下1500°c時外表面能夠保持松散形狀來降低保溫劑的導熱系數(shù)；硅 藻土太少時效果不明顯；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的作用，可以促進 成渣；同時氧化鐵反應較慢可以控制發(fā)熱劑的反應速度，延長反應時間，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生成液態(tài)，熔渣的流動會帶動保溫劑覆蓋整 個冒口的頂面，形成一層導熱性極差、低熔點的保護層；同時金屬鋁粉與氧化鐵在高溫作用 下會發(fā)生鋁熱反應，在一定程度上也起到了發(fā)熱效果。
[0023] 本發(fā)明全部采用無碳原料制備發(fā)熱保溫劑，對鋼液不產(chǎn)生增碳的作用；本發(fā)明的 能適應多種澆鑄條件；本發(fā)明通過混合、造粒等工藝能形成包裹在骨料表面的球形結(jié)構(gòu)，流 動性好，保溫劑加入冒口后能夠在鋼液表面迅速鋪展開，形成均勻的覆蓋層，與鋼液表面接
【權(quán)利要求】
1. 一種無碳發(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】B22C9/08GK104084542SQ201410294673
【公開日】2014年10月8日 申請日期: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 申請人:浙江錦誠耐火材料有限公司