保溫覆蓋發(fā)熱劑

本品為灰黑色粉狀，與鋼水或鐵水接觸后，體積膨脹3—4.5倍，具有y秀的保溫發(fā)熱效果，適用于碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄銅、鑄鋁等。鑄件冒口補(bǔ)縮及鋼包或爐內(nèi)保溫覆蓋，可有效的防止鋼水二次氧化。

冒口中熱損失的分析：冒口中鋼液的熱能損失主要以如下三種方式進(jìn)行 ： ( 1 ) 鋼液經(jīng)冒口向砂型內(nèi)的熱傳導(dǎo)； ( 2 ) 冒口表面高溫鋼液的熱輻射； ( 3 ) 冒口表面鋼液與空氣之間的對(duì)流換熱。發(fā)生在冒口頂面的熱輻射和熱對(duì)流占冒口總散熱量的4 0 ％ 左右 。而且冒口越大， 冒口表面鋼液的熱輻射與熱對(duì)流的損失也越大。然而堿性覆蓋劑熔點(diǎn)相對(duì)較高，中間包內(nèi)上層的覆蓋劑易凝固、結(jié)晶，形成大塊的結(jié)殼物，嚴(yán)重影響了連鑄塞棒的開啟和上下運(yùn)動(dòng)，降低了保溫性能，給連鑄生產(chǎn)帶來不利影響。 因此， 為了提高冒口的補(bǔ)縮效果， 在考慮采用保溫冒口減少或杜絕鋼液經(jīng)冒口向砂型內(nèi)傳熱的同時(shí)，在冒口頂面添加保溫覆蓋劑減少冒口頂面的熱輻射和熱對(duì)流，進(jìn)一步強(qiáng)化冒口的補(bǔ)縮作用對(duì)鑄鋼企業(yè)有著非常高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

該覆蓋劑的保溫機(jī)理：覆蓋劑加入冒口后迅速地鋪展開覆蓋住鋼水的表面，并很快地形成了三種不同的層次結(jié)構(gòu)即熔融層、燒結(jié)層、原始層。覆蓋劑的下層在鋼水液面上( 約1 5 5 0 ～1 6 0 0 ℃) ，靠鋼液提供熱量，渣粒中低熔點(diǎn)的組成在高溫作用下熔化，并逐漸向四周擴(kuò)散 ，在鋼液面上形成了一定厚度的液渣覆蓋層，即熔融層。同時(shí)，鋼水中的夾雜物在z靜時(shí)不斷上浮進(jìn)入熔融層，被熔渣所捕集、熔化，使熔融層逐漸增厚。熔融層的形成使鋼水的傳熱速 度減慢，同時(shí)在熱作用下，覆蓋劑中p脹劑的膨脹作用更加明顯，逐漸在熔融層的上面形成一個(gè)隔離層，該層溫度約在6 0 0～9 0 0 ℃ 左右。部分高熔點(diǎn)的渣粒尚未熔化，但在高溫作用下，渣料之間互相燒結(jié)在一起，形成一個(gè)多孔的過渡燒結(jié)層，即熔化層。保溫冒口具有保溫性能好、耐火溫度高、補(bǔ)縮能力強(qiáng)、重?zé)€收縮小，無環(huán)境污染，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。該層渣粘度較大，起到了骨架支撐作用，并具有很好的吸附上浮夾雜物的作用。燒結(jié)層的形成使鋼水向外的傳熱速度明顯降低。正是由于熔化隔離帶的形成，使覆蓋劑的保溫效果明顯提高。燒結(jié)層的上面由于溫度降低，覆蓋劑的成分和狀態(tài)基本未發(fā)生變化，即原始層。隨著澆鑄時(shí)間的推移，覆蓋劑中的發(fā)熱物質(zhì)逐漸開始反應(yīng)，并放出熱量，燒結(jié)層不斷增加，原始層逐漸縮小。但是由于發(fā)熱物質(zhì)與弱氧化劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的速度較慢。反應(yīng)持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，而且熔化隔離層在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里比較穩(wěn)定，使導(dǎo)熱系數(shù)仍保持相對(duì)較低的數(shù)值。至c的原始層基本熔化掉 (覆蓋劑表面出現(xiàn)發(fā)紅跡象)大約需要6 0 min左右，因此該覆蓋劑起保溫作用的時(shí)間明顯比同類產(chǎn)品大大延長(zhǎng)。

一種鑄鋼保溫冒口覆蓋劑及其制備方法，屬于鑄造工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。覆蓋鹽所起到的防護(hù)作用可維持在800℃以上以低于400℃的熔融鹽作覆蓋劑覆蓋于鎂熔體表面，其基本的立足點(diǎn)在于切斷鎂液與空氣之間的接觸。本發(fā)明利用膠體狀態(tài)的磷酸鹽會(huì)在材料的表面形成一層膠體薄膜的特點(diǎn)，在復(fù)合物料與磷酸鹽混制時(shí)，膠體薄膜就均勻地包裹在復(fù)合材料的表面上，形成輕質(zhì)多孔或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，骨架之間具有分散多孔洞的組織，相互是點(diǎn)接觸，明顯降低了熱傳導(dǎo)面積，提高了熱阻值，改善保溫效果，同時(shí)，包覆在多孔洞中的空氣又是一種良好的絕緣體，從而達(dá)到了絕熱作用，使冒口中的金屬液在補(bǔ)縮期間處于熔融狀態(tài)，以保證獲得良好的補(bǔ)縮效果；

保溫冒口覆蓋劑應(yīng)滿足哪些條件？

發(fā)熱保溫冒口的發(fā)熱性和保溫性都是優(yōu)于普通冒口的特性地點(diǎn)，這兩點(diǎn)能夠確保鑄件的金屬液不易冷卻，然后有助于讓鑄件削減缺點(diǎn)。發(fā)熱保溫冒口有明冒口和暗冒口，選擇運(yùn)用哪個(gè)冒口是依據(jù)實(shí)踐的需求還有生產(chǎn)條件等要素決議的。2）冒口應(yīng)有足夠大的體積，以保證有足夠的金屬液補(bǔ)充鑄件的液態(tài)收縮和凝固收縮，補(bǔ)縮澆注后型腔擴(kuò)大的體積。僅僅暗冒口運(yùn)用的比較少，明冒口運(yùn)用的比較多。

保溫冒口可廣泛用于各種商標(biāo)的鑄鋼、鑄鐵及有色合金的鑄件生產(chǎn)中，運(yùn)用該產(chǎn)品可延伸金屬液的冷卻時(shí)間，增強(qiáng)補(bǔ)縮效果，能進(jìn)步鑄件工藝出品率20%左右，下降生產(chǎn)本錢30%——40%左右，冒口分量削減40%——50%，節(jié)約了金屬熔化和切開冒口費(fèi)用，削減了型砂和金屬損耗、節(jié)能省工下降了鑄件生產(chǎn)本錢，進(jìn)步了鑄件的內(nèi)在質(zhì)量和鑄件的細(xì)密性，進(jìn)步了經(jīng)濟(jì)效益。因此，為了提高冒口的補(bǔ)縮效果，在考慮采用保溫冒口減少或杜絕鋼液經(jīng)冒口向砂型內(nèi)傳熱的同時(shí)，在冒口頂面添加保溫覆蓋劑減少冒口頂面的熱輻射和熱對(duì)流，進(jìn)一步強(qiáng)化冒口的補(bǔ)縮作用對(duì)鑄鋼企業(yè)有著非常高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。運(yùn)用該產(chǎn)品澆注后該產(chǎn)品高溫收縮小，保溫冒口套無變形、擴(kuò)張，冒口光亮、外形歸整，補(bǔ)縮后形狀“平碟型”。

冒口掩蓋劑是和冒口、保溫冒口配合運(yùn)用的，掩蓋劑中的發(fā)熱資料發(fā)生的熱量能夠補(bǔ)償鋼水的熱丟失，并且確保鋼水的溫度不下降。為了到達(dá)上述意圖，抱負(fù)的保溫冒口掩蓋劑應(yīng)該有三個(gè)條件：

（1）掩蓋率好

掩蓋劑參加提高管時(shí)，鋼水外表可迅速打開，構(gòu)成均勻的涂層。在與鋼水外表觸摸構(gòu)成一層導(dǎo)熱性差的情況下，恰當(dāng)?shù)恼扯群腿埸c(diǎn)低熔點(diǎn)，并與鋼外表下降，不會(huì)構(gòu)成硬殼。

（2）保溫性強(qiáng)

在渣液外表，構(gòu)成厚實(shí)的多孔，分量輕，粒狀的絕緣層，既避免輻射丟失，又能避免對(duì)流熱丟失。

（3）慢性發(fā)燒

掩蓋劑中的發(fā)熱資料能夠在提高管凝結(jié)期間均勻弛緩慢地氧化熱量，以補(bǔ)償提高管熱量的丟失。

為了滿意上述三個(gè)條件，提高管中鋼水的凝結(jié)從旁邊面逐步向中心延伸。在推動(dòng)過程中，提高管頂部的金屬總是在液體中，直到固化層被推到中心。

在鑄造業(yè)，冒口是很重要的鑄模用具，為了延伸金屬液的凝結(jié)時(shí)間，節(jié)約本錢，常用的有保溫資料做成的保溫冒口和能添加發(fā)熱劑的發(fā)熱冒口，在實(shí)踐生產(chǎn)中，一般還會(huì)用到一種重要的資料——保溫冒口掩蓋劑。

保溫冒口掩蓋劑是為了延伸冒口內(nèi)金屬液的凝結(jié)時(shí)間而掩蓋在冒口金屬液外表的掩蓋資料。主要有3大部分組成：保溫劑、發(fā)熱劑、渣液構(gòu)成資料。

1.保溫劑 主要由低導(dǎo)熱資料構(gòu)成，如脹大珍珠巖、漂珠、蛭石、低碳石墨、稻殼等；

2.發(fā)熱劑 主要由低導(dǎo)熱資料構(gòu)成，此外參加必定份額的發(fā)熱資料，在金屬液的熱效果下，氧化劑供給氧使還原劑氧化發(fā)熱，延伸冒口內(nèi)金屬液的凝結(jié)時(shí)間。如l粉、硅鐵粉、煙道灰、木炭、稻殼等。保溫劑主要由低導(dǎo)熱資料構(gòu)成，如脹大珍珠巖、漂珠、蛭石、低碳石墨、稻殼等。l粉和硅鐵粉發(fā)熱劇烈、速度快、效果時(shí)間短，且本錢高，不宜選用。其他資料發(fā)熱均勻、緩慢、本錢低，適合做發(fā)熱資料。

3.渣液構(gòu)成資料 主要是中、低碳石墨。這類石墨除含碳外，還含有很多的SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3等。外加少數(shù)螢石和蘇打調(diào)整渣液的粘度和熔點(diǎn)。

理想的冒口覆蓋劑應(yīng)具備3個(gè)條件

        覆蓋劑中的發(fā)熱材料所產(chǎn)生的熱能能夠補(bǔ)償冒口鋼液的熱能損失，維持鋼液溫度不下降。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，理想的冒口覆蓋劑應(yīng)具備3個(gè)條件：

　　(1)良好的覆蓋性

　　覆蓋劑的加入冒口后，能在鋼液表面迅速地鋪展開來，形成均勻的覆蓋層。在與鋼液表面接觸處形成1層導(dǎo)熱性極差、適當(dāng)粘度和低熔點(diǎn)渣液，并能隨鋼液面下降而下降，不結(jié)成硬渣殼。

　　(2)強(qiáng)的保溫絕熱性

　　在渣液液面上，形成厚厚的固態(tài)多孔、輕質(zhì)、粒狀保溫絕熱層，既杜絕輻射熱損失，又阻止對(duì)流熱損失。

　　(3)緩慢發(fā)熱性

　　覆蓋劑中的發(fā)熱材料能夠在冒口凝固期間均勻緩慢地氧化發(fā)熱，以彌補(bǔ)冒口熱能的損失。