专利名称：模铸用发热保温剂及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于金属铸造技术领域，特别是涉及结构钢模铸过程中，为减少钢锭头部缩孔和改善钢锭中碳元素成分偏析而添加的发热保温剂。
背景技术：
目前，模铸中在帽口部位使用的发热剂和保温剂是分开的，使用时，先在帽部金属熔液表面加发热剂，然后在发热剂上再覆盖一层耐火材料作为保温剂，操作使用较麻烦；且使用量受容积空间限制，维持高温时间较短，防缩孔防成份偏析效果欠佳；另外，现有发热剂一般由硅铁、硅钙合金或铝合金等发热金属与硝酸盐等化学氧化剂，造渣剂组成，在使用过程中，会分解产生许多有害气体和粉尘污染环境。
发明内容
本发明拟解决的技术问题是为钢锭模铸提供一种将发热剂与保温剂结合成一体的发热保温剂，从而不仅使模铸过程中向帽部添加发热剂和保温剂的操作变得更为简便，而且延长高温保温时间，更好地改善钢锭头部缩孔及防碳元素成份偏析效果，同时在使用过程中不会产生污染环境的气体和粉尘。
本发明的技术解决方案是它由一组不定形组合物组成，该组合物的成份及其按重量百分比的组成比例是金属发热材料 12～18％氧化剂 15～55％膨胀剂 15～25％造渣剂 15～35％在上述组方中，金属发热材料可采用硅铁粉或硅钙粉、铝粉等，优选铝粉。铝粉的应用质量指标为Al≥90％，粒度≤2mm，其中小于0.088mm的颗粒不大于10％。
组方中氧化剂是在高温下与金属发热材料发生化学反应，产生大量热量。该氧化剂可采用氧化铁粉或铁矿粉或铜、镍、钴的氧化物粉末等。优选氧化铁和钢厂集尘粉。氧化铁粉的应用质量指标为Fe2O3≥90％，粒度≤1mm，其中＜0.5mm的颗粒不小于80％。钢厂集尘粉是电炉、转炉冶炼过程中经过除尘系统收集的细粉，应用质量指标为粒度≤0.5mm，其中＜0.088mm的细粉不少于50％，吸附水份≤1.0％。
组方中造渣剂主要是保持发热剂体积的稳定性，可采用的物质有高铝矾土、刚玉细粉、高铝砖破碎料等耐火材料。优选高铝细粉，其应用质量指标为Al2O3≥60％，粒度≤2mm。
组方中膨胀剂采用可膨胀石墨和膨胀蛭石，其主要作用是高温下能瞬间膨胀成蠕虫状而形成保温层，可膨胀石墨的应用质量指标为膨胀容积≥60ml/g，灰分≤18％，PH值＝3～5。
根据以上所述，本发明的发热保温剂优选成份及其按重量百分比的组成比例是铝粉 12～18％氧化铁粉 15～24％钢厂集尘粉18～30％可膨胀石墨18～25％高铝细粉 18～25％本发明的模铸用发热保温剂的生产工艺是将各合格原料按组成比例称量后，全部投入行星式混合机中进行混合，总混合时间不少于10分钟，均匀混合后的组合物即为成品，进行称量、包装。
本发明的有益效果是本组合物使用时，不仅产生大量热量，同时自我膨胀形成保温层，因此高温保温时间长，能有效减少钢锭的头部缩孔、内部夹杂、中心疏松，提高钢锭成材率，并改善碳元素成分偏析；原料广泛易得，生产使用均简便，而且在使用中不会产生污染环境的气体和粉尘，成功解决了原发热剂和保温剂分立，操作使用较麻烦，且使用量受容积空间限制而致使发热保温效果欠佳的问题。
具体实施方案实施例1，发热保温剂组份及其重量百分比为铝粉 15％氧化铁粉 15％钢厂集尘粉 30％高铝细粉 22％可膨胀石墨 18％用于浇注钢种为MnCr5系列和20CrMoTi 2.3t钢锭，在钢水上升至钢锭帽口部位时投入发热保温剂，用量为6Kg/支钢锭，试验结果，每炉任取二支成坯钢锭，在头部坯料接近帽口部位取样片各1片，在每片试样沿对角线边缘1/4和中心取样，钻样使用φ6钻头，采用红外分析，得碳的平均偏差为0.017％，硫的平均偏差为0.001％，其碳、硫成分稳定，偏差在控制范围内。而且在实际使用过程中，无烟尘发生。
实施例2，发热保温剂组份及其重量百分比为铝粉 12％氧化铁粉 20％钢厂集尘粉 18％高铝细粉 25％可膨胀石墨 25％用于浇注钢种R49MNVS3的2.3t钢锭，用量为6Kg/支钢锭，在钢水上升至钢锭帽口部位时投入发热保温剂，经过四炉使用，从钢锭头部取样对碳成份分析，同一截面的碳偏差都在ΔC≤0.05％的标准范围内，其平均偏差为0.0338％，使用过程中无烟尘发生。
实施例3，发热保温剂组份及其重量百分比为铝粉18％氧化铁粉24％钢厂集尘粉 20％高铝细粉18％可膨胀石墨 20％用于浇注钢种为RNQT90的2.3t钢锭，在钢水上升至钢锭帽口部位时投入上述发热保温剂，用量为6Kg/支钢锭，经过10炉使用，从钢锭头部取样对碳成份分析，同一截面的碳偏差ΔC都在≤0.05％的标准范围内，平均偏差ΔC均为0.027％，使用过程中无烟尘发生。
权利要求
1.一种模铸用发热保温剂，是一组不定形组合物，其特征在于该组合物的成份及其按重量百分比的组成比例是金属发热材料12～18％氧化剂 15～55％膨胀剂 15～25％造渣剂 15～35％
2.按权利要求1所述的模铸用发热保温剂，其特征在于发热保温剂组合物中的发热材料可以是硅铁粉或硅钙粉或铝粉。
3.按权利要求1所述的模铸用发热保温剂，其特征在于发热保温剂组合物中的氧化剂可以是氧化铁粉或铁矿粉或钢铁厂烟道集尘粉或铜、镍、钴的氧化物粉末。
4.按权利要求1所述的模铸用发热保温剂，其特征在于发热保温剂组合物中的造渣剂可以是高铝矾土、刚玉细粉、高铝砖破碎料等耐火材料。
5.按权利要求1所述的模铸用发热保温剂，其特征在于发热保温剂组合物中的膨胀材料是可膨胀石墨或膨胀蛭石。
6.按权权要求1所述的模铸用发热保温剂，其特征在于发热保温剂组合物的优选成份及其按重量百分比组成比例是铝粉 12～18％氧化铁粉 15～24％钢厂集尘粉 18～30％高铝细粉 18～25％可膨胀石墨 18～25％。
7.按权利要求6所述的模铸用发热保温剂，其特征在于组份中铝粉的质量指标是Al≥90％，粒度≤2mm，其中＜0.088mm的颗粒不大于10％。
8.按权利要求6所述的模铸用发热保温剂，其特征在于组份中氧化铁粉的质量指标是Fe2O3≥90％，粒度≤1mm，其中＜0.5mm的颗粒不少于80％。
9.按权利要求6所述的模铸用发热保温剂，其特征在于组份中钢厂集尘粉是电炉、转炉冶炼过程中经过除尘系统收集的细粉，质量指标为粒度≤0.5mm，其中＜0.088mm的细粉不少于50％，吸附水份≤1.0％。
10.按权利要求6所述的模铸用发热保温剂，其特征在于组份中高铝细粉的质量指标为Al2O3≥60％，粒度≤2mm。
11.按权利要求6所述的模铸用发热保温剂，其特征在于组份中可膨胀石墨的质量指标为膨胀容积≥60ml/g，灰分≤18％，PH值为3～5。
12.按权利要求1所述的模铸用发热保温剂的生产工艺，其特征在于将各合格原料按组成比例称量后，全部投入行星式混合机中进行混合，总混合时间不少于10分钟，均匀混合后的组合物即为成品，并进行称量、包装。
全文摘要
一种模铸用发热保温剂及其生产工艺，它是由一组不定形组合物组成，该组合物的成份及其按重量百分比的组成比例为金属发热材料12～18％，氧化剂15～55％，造渣剂15～35％，膨胀剂15～25％。将上述粉剂原料按比例称量后，全部投入混合机中混合均匀而成。本发明成功地解决了原发热剂和保温剂分立、操作使用较麻烦、使用量受容积、空间限制而致发热保温效果欠佳的问题，同时本发热保温剂延长了锭头保温时间，减少钢锭头部缩孔，并有效地改善了碳元素成份偏析。
文档编号B22D27/00GK1759958SQ200510049440
公开日2006年4月19日 申请日期2005年3月22日 优先权日2005年3月22日
发明者虞炳泉 申请人:浙江湖州红鹰企业集团有限公司