162691. lajstromszámú szabadalom • Szabályozott gyulladású és egyenletes égési sebességű hőtleadó keverék
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja 1969. VII. 8. (VA-1313) Közzététel napja 1972. X. 28. Megjelent 1975. III. 7. 162691 Nemzetközi osztályozás: F 24 j 1/04 Feltaláló: Hevenesi György oki. vegyészmérnök, Narancsik Pál oki. kohómérnök, Budapest. Tulajdonos: Vasipari Kutató Intézet, Budapest. Szabályozott gyuUadású és egyenletes égési sebességű hőtleadó keverék 1 A találmány tárgya szabályozott gyuUadású és egyenletes égési sebességű hó'tleadó keverék. Hőtleadó keverékeket a kohászatban elsó'sorban öntvények, öntecsek stb. tápfejeinek melegítésére szokták használni Hó'tleadó keverékkel bizonyos vastagságban körülvett 5 és/vagy befedett tápfejet a keverék égésekor fejló'dött hó' egy része felmelegíti; ennek következtében az annyi ideig marad folyékony állapotban, amíg arra az öntvény (öntecs stb.) zsugorodásából származó térfogatcsökkenés kiegyenlítésére szükség van. 10 A hó'tleadó keverékekben az aluminiumdara (-por, -forgács) elégéséhez szükséges oxigént alkálinitrátok, vasoxid stb. biztosítják. Az ilyen keverékekből készült tápfejbéléssel, vagy fedőporral szemben támasztott követelmények: az öntött fém 15 hőmérsékletétől függően kellő időben gyulladjon be, égése egyenletes és időben szabályozható legyen, az égés után visszamaradó termék hőszigetelése jó legyen. Az eddig ismert keverékek ezeket a követelményeket nem tudják maradéktalanul teljesíteni. 20 így pl. a DBP 905 194, 1 164 606 szabadalmak szerinti keverékekből túlnyomórészt szerves, tehát könnyen bomló kötőanyagokkal a szokásos öntészeti magkészítő módszerek segítségével néhány cm falvastagságú, szilárd hengeres testeket, úgynevezett béléstesteket kell készíteni; ezekben a 25 béléstestekben öntéskor igen nagy hőmérsékletek alakulnak ki, ami a bélétestekben lejátszódó reakciók sebességét sokszor robbanászerű gyorsaságig fokozza. A béléstestek szerves kötőanyagokkal való készítésének az alábbi hátrányai vannak: 30 Miközben a formaüreg fémmel megtelik, a béléstest hősugárzás következtében néhány száz C°-ra fölmelegszik, még mielőtt érintkezne az olvadt,fémmel. Ennek következményeként a szerves kötőanyag megbomlik, redukáló gázok (CO, H, stb.) képződnek. Ezek a gázok az egész béléstest 35 162691 'pórustérfogatát, amely kb. 40%-ra tehető, kitöltik. A pórusokat megtöltő redukáló gázok megakadályozzák, vagy legalábbis késleltetik, a keverék más alkotóiból származó oxidáló bomlástermékek reakcióba-lépését. Ezek az alkotók többnyire alkálinitrátok, amely ,6-700 C° hőmérséklettartományban előbb megolvadnak, majd rutnt-képződés és oxigén^eadás közben megbomlanak; ez a bomlás 750-800 C°-on Nj és N2 0 leadása közben folytatódik, míg végül Na2 0 2 -n (ill. K20,-n) át stabü Na,0 (K,0) marad vissza. E bomlás- mechanizmus alapján nyilvánvaló, hogy az aluminioterminás reakció megindulásához szükséges oxigén csupán nagy hőmérsékleten és szűk hőmérséklethatárok között fejlődik. A már említett redukáló gázokat a fejlődő oxigénnek előbb ki kell szorítania a pórusokból. Szervetlen kötőanyag (pl. vízüveg, vagy a szilászter polimerekből az alkohol eltávozása után visszamaradt kvarckristályok) alkalmazásának viszont az a hátránya, hogy a megolvadt vízüveg, vagy kvarckristályok a reagáló-anyagok felületét bevonják és így a reakció megindulásának pillanata bizonytalanná válik. A szokványos hó'tleadó keverékek másik hátrányos tulajdonsága, hogy az igen nagy hőmérsékletek miatt az égés - ha már megindult - igen gyorsan, szinte robbanásszerűen játszódik le, ami azzal a hátránnyal jár, hogy a hősugárzás a konvekció következtében fellépő hőveszteségek igen nagyok. Az irodalom szerint (Wlodaver, Giesserei, 1961. december 28.) a reakció-hőnek csupán 8%-a hasznosítódik a tápfej melegítésére. Nyilvánvaló, hogy a már megindult reakció túlzott hevességének csökkentése lényegesen jobb hőkihasználást biztosít. A reakció túlzott hevességét inert töltőanyagokkal szokták csökkenteni, mint az említett szabadalmi leírásokból kiderül; ennek azonban az a hátránya, hogy ezzel párhuzamosan csökken a rendelkezésre álló kalóriamennyiség is. Találmányunk célja a fentiekben felsorolt hátrányok kiküszöbölése.
