Bányászati és Kohászati Lapok - Öntöde, 1959. (10. évfolyam, 1-12. szám)

1959-01-01 / 1. szám

KOHÁSZATI LAPOK 1. szám X. évfolyam 1959. január ÖNTÖDE AZ ORSZÁGOS MAGYAR BÁNYÁSZATI ÉS KOHÁSZATI EGYESÜLET ÖNTÖDEI SZAKOSZTÁLYÁNAK FOLYÓIRATA Alapvető kísérletek hevített tápfejjel LIPOVETZ IVÁN és NÉMETH PÁL Vasipari Kutató Intézet Основные исследования экзотермических прибылен Grundlegende Versuche mit wärmeabgäbenden Auf­güssen Fundamental experiments with exothermic feeder heads Fogyási üregtől mentes öntvényeket a ferrostatikus nyomású, tehát közönséges tépfejekhez képest jóval kisebb térfogatú tápfejekkel is gyárthatunk, ha azokat oldalról és esetleg felülről is hőleadó anyagból készített maggal, illetve hőleadó porral hevítjük [1]. A hevítés­hez javasoltak más módszereket is (pl. elektromos ív, hegesztőláng stb.), de ezek a drága és bonyolult beren­dezés miatt kevéssé terjedtek el [2]. A hőleadó burkolatos eljárás a Coldschmidt-féle aluminotermikus eljáráson alapszik, anyagösszetételé­ben azonban az öntészeti követelményeknek megfelelően eltér attól. A Goldschmidt eljárásnak fő célja az alumí­niummal való redukció útján történő fém-, illetve ötvözetelőállítás [3]. Jelen esetben az alumínium redu­kálóképességét nem fémkinyerésre használjuk fel, hanem az alumíniumoxidképződéskor felszabaduló hő­mennyiséggel hevítjük a tápfejet. A hőleadó anyag alumíniumpor, esetleg magné­ziumpor, oxigénhordozó, valamint töltő- és kötő­anyag keveréke, melyben a folyékony fémmel való érintkezés hatására hőtermelő reakció megy végbe. Felhasználás szerint megkülönböztetünk : hőleadó tápfej burkolatot és hőleadó fedőport. A hőleadó tápfej burkolat lényegében formázható hevítőkeverékből készített szárított mag, amelyet a tápfej üregbe helyezünk, s öntés után vele a tápfejet oldalról hevítjük. A hőleadó fedőpor kötőanyagot nem tartalmaz. A fedőport az öntés befejeztekor a folyékony tápfejre szórjuk, tehát vele a tápfejet felül­ről melegítjük. A hőleadóburkolattal szemben több követelményt támasztunk. Ezek közül a legfontosabb, hogy a burko­lat anyaga az öntött acél összetételét ne változtassa meg, sem az öntött acél valamelyik ötvözőjének kiége­tésével, sem a burkolat valamely káros szennyezőjének a folyékony acélba való juttatásával. Az utóbbi meg­akadályozható, ha a burkolatanyag oxigénhordozó alkotójául az öntendő fém oxidját használjuk. Erre a célra az acél- és vasöntészetben legmegfelelőbbek a vasoxidfajták. Nagyobb mennyiségű vasoxid haszná­lata előnytelen hatású lehet. A reakció során ui. a redukálódott folyékony vas a burkolat és a tápfej között fémes kötést létesíthet, s megnehezülhet a burkolatnak a tápfejről való eltávolítása. Érkezett 1958. V. 8-án. D. K. : 621.746 . 464 A burkolatból tehát minél kevesebb vasnak sza­bad kiredukálódnia, s ezért a vasoxidot általában az alumínium és vasoxid sztöchiometriai arányához mér­ten kisebb mennyiségben adagoljuk. Az alumínium a vasoxid redukálásából nyert oxigén elfogyása után a levegő oxigénjének felhasználásával ég tovább. Az acélok mechanikai tulajdonságaira káros szeny­­nyezők közül a kén bejutását kell megakadályozni, ezért kenet nagyobb mennyiségben tartalmazó oxidot nem szabad a keverékbe adagolni. A burkolat gázáteresztőképességének növelésére adagolt őrölt koksz is a lehető legkevesebb kenet tartalmazza. Az oxigén­hordozó alkotónak könnyen redukálhatónak és nagy oxigéntartalmúnak kell lennie, s az is fontos, hogy a redukcióhoz szükséges hőmennyiség a lehető legkisebb legyen. A vasoxidfajták adott hőmérsékleten való redu­kálhatóságát a termodinamikai normálpotenciál érté­kéből, azaz a vasoxidból leváló oxidén parciális nyo­másából lehet eldönteni [4]. A fémoxidok közül adott hőmérsékleten az az állandóbb, amelynek képződését negatívabb termodi­namikai normálpotenciál kíséri. Ilyenkor az egyensúlyi állandó nagy, vagyis a fémoxidból keletkező oxigén parciális nyomása kicsi. Az 1. táblázat a vasoxid-1. táblázat A különböző vasoxidok termodinamikai normálpoten­ciálja és a keletkező oxigén parciális nyomása 1500 C°-on (1773 Kg) fajtáknak az acél kb. 1500 C° (1773 K°) öntési hőmér­­sékletén fennálló termodinamikai normálpotenciálját és a hozzájuk tartozó parciális oxigénnyomásokat szemlélteti. A táblázatból látható, hogy a vasoxidokból leváló oxigén parciális nyomása a ferrioxid esetében a legnagyobb, tehát adott körülmények között a ferri­oxid redukciója indul meg először. A reakcióban igen fontos a redukálandó anyag leadta oxigénmennyiség, valamint a redukcióhoz szükséges hőmennyiség. A 2. táblázat az 1 kg oxigént tartalmazó vasoxidok súlyát, vastartalmát és az 1 kg oxigén leadásakor elfogyasztott hőmennyiségeket foglalja össze. A táblázatból kitűnik, hogy egyenlő mennyiségű oxigén leadásakor, a FeO-ból 1,5-ször, a Fe304-ból pedig 1,12-szer annyi vas redu- A feltételezett reakció G° 1773 K° Kcal/kmol oxigén PO2, atm. 2 Fe -f- 02 —> 2 FeO —73 000 10~9 6 Fe + 02 —> 2 Fe304 —43 000 io-м 4 Fe304 -j- 02 —» 6 Fe203 2 000 1Q-0.245

Next