202140. lajstromszámú szabadalom • Acélöntésnél alkalmazható fedőpor
HU 202MOB 1 A találmány tárgya, acélöntésnél alkalmazható fedőpor. A fedőporok szerepe az, hogy az öntésnél megvédje a tuskó felszínét és oldalfalát az oxidációtól azáltal, hogy egyenletes réteget képez a felületen. A fedőporok, amelyet az öntés kezdetén szórnak a forró fém felületre, 1300 °C körül meg kell olvadni és olyan viszkozitási és felületi feszültségi tulajdonságokkal kell rendelkezni, hogy az egyenletes és összefüggő réteget képezzen a felületen és emellett szimmetrikusan, két oldalt feltapadjon a kokilla falára is. Az öntés előrehaladtával a fém felszínén, valamint a kokilla teljes hossza mentén, a kokilla fala és a tuskó között, egy egyenletes vastagságú réteg képződik a fedőporból. A fedőporból létrejött üvegszerű réteg több célt is szolgál: védi a fémfelületet az oxidációtól, a kokilla falát is védi az igénybevételtől, továbbá elősegíti a fém tuskó könnyű kiemelését a kokillából. A fedőpor azonban ezeket a feladatokat csak akkor tudja ellátni, ha szemcsemérete, minőségi öszszetétele erre alkalmassá teszi. A szakirodalomból sokféle összetételű fedőport ismerünk. A 75143 727. számú japán nem vizsgált közrebocsátási irat olyan fedőport ismertet, amely F-tartalmú frittből, üvegporból, portland cementből és grafit porból áll. A76132114. számú japán nem vizsgált közrebocsátási irat szerinti fedőpor 10-50 tömeg% CaO-t, 20-50 tömeg% Si02-t, 1-20 tömeg% Al203-t, 0,1- 10 tömeg% Fe203-t, 1-20 tömeg% Na20-t, 1-15 tömeg% C-t, 0,1-10 tömeg% K2Ű-t, 0,1-5 tömcg% MgO-t, 0,1-10 tömeg% F-t, 0,1-20 tömeg% B20s-t és 5-30 tömeg% növényi, illetve ásványolajat tartalmaz. A 2 826 825. számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat pedig olyan fedőpor kompozíciót ismertet, amely 30 tömeg% Si02-t, 36 tömeg% CaO-t, 0,63 tömeg% Al203-t, 8,93 tömeg% Na20-t, 4,48 tömeg% F-t, 1,1 tömeg% szabad C-t, 0,1 tömeg%B203-t tartalmaz. Célul tűztük ki olyan acélöntésnél alkalmazható fedőpor előállítását, amely komponensenként hulladékanyagokat is tartalmaz, s emellett feladatát a legjobb minőségű fedőporokhoz hasonló szívonalon látja el. A fedőpor kompozícióban hulladékanyagként a FeSi gyártásnál keletkező szállóport, illetve az érc zsugorításnál képződő szállóport használhatjuk komponensként. A FeSi gyártásnál keletkező szállópor 85-97 tömeg% Si02-ból, 0,5-1 tömeg% FeSi-ból és a 100 tömeg%-hoz szükséges mennyiségű Fe203-ból áll. Az érc zsugorításnál képződő szállópor pedig 8- 10 tömeg% Si02-t, 1-2 tömeg% Al2Ű3-t, 14-17 tömeg% CaO-t, 1-3 tömeg% MgO-t és a 100 tömeg%hoz szükséges mennyiségben Fe2C>3-t tartalmaz. A találmány szerinti fedőpor szemcsemérete 0,5-260 pjn közötti, célszerűen 0,5-50 pm közötti. A találmány szerinti 0,5-260 |xm közötti szemcseméretű fedőpor 20-30 tömegrész grafitból vagy koromból, 25-35 tömegrész kvarc őrleményből, vagy FeSi gyártásnál keletkező, 85-97 tömeg% SÍO2 tartalmú, szállóporból, 8-12 tömegrész érc zsgorí-2 tásnál keletkező, legalább 68 tömeg% Fe203 tartalmú, szállóporból, 4-6 tömegrész nátrium-karbonátból, 1,5-2,5 tömegTész kálium-karbonátból, 5-10 tömegrész bórsavból vagy nátrium-borátból áll. A fedőporra az jellemző, hogy 4,5-36,5 tömegrész mullitot tartalmaz. A kompozícióban alkalmazott mullit; alumínium-szüikát, amely 72 tömeg% Al203-ból és 28 tömeg% Si02-ból áll és rombosan kristályosodik, Mohs keménysége 6-7,5. Hőkezeléskor az anyag fázisátalakuláson megy keresztül és in situ nefelin, diopszid, krisztoballit és részben mullit kristályos fázis alakul ki. A kvarc, hematit és részben mullit kristályos fázis eredetüeg is jelen van a kompozícióban. A találmány szerinti fedőporban levő mullit alkotónak köszönhető, hogy a fedőporból üvegszerű, hibahely mentes, különösen jól tapadó, nagyszilárdságú bevonat képződik. A találmány szerinti fedőpor előnyei a következők:- 1300 ”C-on megolvad és a fém felszínén üvegszerű bevonatot képez.- A bevonat hibahelyeket nem tartalmaz.- A kokilla falára vastag bevonatban jól tapad, mindkét oldalon szimmetrikusan. A találmány szerinti összetételű fedőport keverő, homogenizáló berendezésben állítjuk elő, előnyösen golyós, vagy vibrációs malomban. Használhatunk azonban Z-karú keverőt is. A komponensek közül a mullitot mindig megőrölt állapotban kell a keverékbe adagolni. Az összekeverést úgy végezzük, hogy a grafitot vagy kormot kivéve a komponenseket a homogenizáló berendezésbe tápláljuk és a már homogenizált elegyhez adagoljuk a grafitot vagy kormot és ezután az elegyet a teljes homogenitás eléréséig keverjük. A találmány szerinti fedőport előnyösen tuskóöntésnél alkalmazzuk A találmány szerinti kompozíciót és annak előállítását az alábbi példákkal mutatjuk be. 1. példa Golyós malomba bemérünk 31,1 tömegrész 5 pm átlagos szemcseméretű kvarc őrleményt, érc zsugori tási szállóporból 10 tömegrészt (összetétel: 8 tömeg% SÍO2,1 tömeg% AI2O3,14 tömeg% CaO, 1 tömeg% MgO és 76 tömeg% Fe203.) A 30 pjn szemcseméretű Na2C03-ból 5,1 tömegrészt, a 40 pm szemcseméretű K2C03-ból 1,8 tömegrészt, a 40 pjn szemcseméretű bórsavból 9,0 tömegrészt, a 40 pun átlag szemcseméretű mullitból 20 tömegrészt. Az elegyet 10 percig homogenizáljuk, majd hozzáadunk 23 tömegrész 5 pun átlag szemcseméretű grafitot és az elegyet még 5 percig homogenizáljuk. 2. példa Z-karú keverőben elegyítünk 32 tömegrész 40 pm szemcseméretű FeSi gyártásnál keletkező szállóport (összetétel: 87 tömeg%Si02,1 tömeg%FeSi, 12 tömeg% Fe203), 10 tömegrész 40 pun szemcseméretű érc zsugorításnál keletkező szállóport (öszszetétel: 10 tömeg% SÍO2,2 tömeg% AI2O3,17 tömeg% CaO, 3 tömeg% MgO, 68 tömeg% Fe203), 5 tömegrész 45 pun szemcseméretű Na2C03-t, 2,0 tö-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
