Industrial tests of heat-insulating material based on graphite intercalation compounds

Authors

  • Александр Анатольевич Костиков Donbass State Engineering Academy Shkadinova 72, Kramatorsk, Donetsk region, 84313, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-3503-4836
  • Анна Николаевна Довгаль Donbass State Engineering Academy Shkadinova 72, Kramatorsk, Donetsk region, 84313, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-2033-2470
  • Андрей Андреевич Кузнецов https://orcid.org/0000-0001-6928-9891
  • Владимир Николаевич Черномаз Donbass State Engineering Academy Shkadinova 72, Kramatorsk, Donetsk region, 84313, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.24869

Keywords:

riser, graphite intercalation compounds, industrial tests, riser insulation

Abstract

The results of industrial tests on using graphite intercalation compounds for heat insulation of large steel casting risers were considered in the paper. The basic material for casting products was steel 30L.

Two methods of using graphite intercalation compounds for riser heat insulation were proposed. The first method was to apply graphite intercalation compounds (GICs) to completely filled risers, and the second one was to apply GICs to risers, partially filled with molten metal. The studies have shown that the temperature of the metal mirror surface of the completely filled riser is close to the metal crystallization temperature, and in this case using GICs does not prevent the formation of skin on the metal surface, leading to the formation of shrink hole.

Using GICs in partial filling of risers with molten metal leads to the fact that applying GICs to the metal mirror prevents the skin formation on metal surfaces, as metal has a temperature higher than the crystallization temperature. The conducted industrial tests have shown that the proper use of GICs for large casting resins allows reducing the metal consumption by 5–8 % of the casting weight.

Author Biographies

Александр Анатольевич Костиков, Donbass State Engineering Academy Shkadinova 72, Kramatorsk, Donetsk region, 84313

Associate Professor

Department of Applied Mathematics

Анна Николаевна Довгаль, Donbass State Engineering Academy Shkadinova 72, Kramatorsk, Donetsk region, 84313

Student group IT-10-2

Андрей Андреевич Кузнецов

Associate Professor

Владимир Николаевич Черномаз, Donbass State Engineering Academy Shkadinova 72, Kramatorsk, Donetsk region, 84313

Associate Professor, Head of Department

Department of Applied Mathematics

References

  1. Вейнова, О. А. Способ теплоизоляции зеркала металла прибылей крупных стальных отливок [Текст] / О. А. Вейнова, А. А. Костиков, А. А. Кузнецов // Литейное производство. — 2011. — № 9 — С. 9–11.
  2. Пат. 41382 Україна, МПК В22D 7/10. Спосіб теплоізоляції дзеркала металу [Текст] / Кузнєцов А. А. — заявитель и патентообладатель Донбаська державна машинобудівна академія. — № u200811905 ; заявл. 07.10.08 ; опубл. 25.05.09, Бюл. № 10 (2009). — 2 с.
  3. Пат. 2455108 Российская Федерация, МПК В22D 27/06. Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей оливок [Текст] / Стрельников И. А., Илларионов И. Е., Журавлев А. Ф. — заявитель и патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ≪Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова≫. — № 2011117816/02 ; заявл. 03.05.11 ; опубл. 10.07.12, Бюл. № 19 (2012). — 3 с.
  4. Пат. 2356688 Российская Федерация, МПК В22D 27/06. Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей оливок [Текст] / Илларионов И. Е., Стрельников И. А., Петрова Н. В., Журавлев А. Ф. — заявитель и патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ≪Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова≫. — № 2007144151/02 ; заявл. 27.11.07 ; опубл. 27.05.09, Бюл. № 15 (2009). — 4 с.
  5. Пат. 2393048 Российская Федерация, МПК В22D 7/10. Теплоизоляционная смесь и литейная форма [Текст] / Назаратин В. В., Дуб В. С., Кригер Ю. Н. и др.; заявитель и патентообладатель ОАО НПО ≪ЦНИИТМАШ≫. — № 2008132022/02 ; заявл. 06.08.08 ; опубл. 20.02.10, Бюл. № 18 (2010). — 9 с.
  6. Пат. 2369462 Российская Федерация, МПК В22D 27/06. Экзотермическая смесь для обогрева прибылей стальных и чугунных отливок [Текст] / Беляков А. И., Беляков А. А., Борсук П. А. и др. — заявитель и патентообладатель ООО ≪МЕТАЛЛИТМАШ≫, Государственный научный центр РФ ОАО НПО ≪ЦНИИТМАШ≫ — № 2008134283/02 ; заявл. 20.08.08 ; опубл. 10.10.09, Бюл. № 28 (2009). — 8 с.
  7. Пат. 2429940 Российская Федерация, МПК В22D 27/06. Экзотермическая шлакообразующая смесь [Текст] / Миннеханов Г. Н., Миннеханов Р. Г., Митраков Г. Н..; заявитель и патентообладатель Миннеханов Р. Г., Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ≪Омський государственный технический університет≫ — № 2010104339/02 ; заявл. 08.02.10 ; опубл. 27.09.11, Бюл. № 27 (2011). — 8 с.
  8. Пат. US 2012/0061454 (A1), МПК В22D 27/06. Exothermic mixture [Текст] / Rudd W., Rudd A., Hopper D., Yi Y. C. — заявитель и патентообладатель TUBEFUSE APPLICATION B. V., Zuid — Holland (NL). — № 13/125 632 ; заявл. 23.10.09 ; опубл. 15.03.12. — 15 с.
  9. Gelzard, A. Modelling of exfoliated graphite [Text] / A. Gelzard, J. F. Mareche., G. Furdin // Progress in Materials Science. — 2005. — Vol. 50. — P. 93–179.
  10. Довгаль, А. Н. Слоистые соединения графита [Текст] / А. Н. Довгаль, А. А. Костиков, А. А. Кузнецов, В. Н. Черномаз / Восточно-Европейский журнал передовых технологий. — 2012. — Т. 6, № 5(60). — С. 32–39.
  11. Veinova, O. A., Kostikov, A. A., Kuznetsov, A. A. (2011). The heat insulation of metal heel. [Sposob teploizolyacii zerkala metalla krupnich stalnich otlivok]. Liteynoye proizvodstvo, 9, 9–11.
  12. Kuznecov, A. A. (2009). Patent 41382 Ukraine, MPK B22D 7/10. Sposіb teploіzoljacії dzerkala metalu. Donbas'ka derzhavna mashinobudіvna akademіja, № u200811905 ; declared 07.10.08; published 25.05.09, № 10, 2.
  13. Strelnikov, I. A. (2009). Patent 2455108 Russian Federation, МPК B22D 27/06. Teploizolyacionnaya smes dlya utepleniya pribiley otlivok. Federalnoye gosudarstvennoe obrazovatelnoye uchrejdenie vischego professionalnogo obrazovaniya “Chuvachskiy gosudarstvenniy universitet imeni I.N.Uliyanova, № 2011117816/02 ; declared 03.05.11; published 10.07.12, № 19, 3.
  14. Illarionov, I. E. (2009). Patent 2356688 Russian Federation, МPК B22D 27/06 Teploizolyacionnaya smes dlya utepleniya pribiley otlivok. Federalnoye gosudarstvennoe obrazovatelnoye uchrejdenie vischego professionalnogo obrazovaniya “Chuvachskiy gosudarstvenniy universitet imeni I.N.Uliyanova, № 2007144151/02; declared 27.11.07; published 27.05.09, № 15, 4.
  15. Nazaratin, V. V. (2010). Patent 2393048 Russian Federation, МPК B22D 27/06 Teploizolyacionnaya smes i liteynaya forma. OAO NPO TCHNIITMACH, № 2008132022/02; declared 06.08.08; published 20.02.10, № 18, 9.
  16. Belyakov, A. I. (2009). Patent 2393048 Russian Federation, МPК B22D 27/06 Exotermicheskaya smes dlya obogreva pribiley stalnich I chugunnich otlivok. OOO “METALLITMACH”, Gosudarstvenniy nauchniy centr RF OAO NPO “TCHNIITMACH”, № 2008134283/02; declared 20.08.08; published 10.10.09, № 28, 8.
  17. Minnekhanov, G. N. (2011). Patent 2393048 Russian Federation, МPК B22D 27/06 Ekzotermicheskaya shlakoobrazuuchaya smes. Gosudarstvennoe obrazovatelnoye uchrejdenie vischego professionalnogo obrazovaniya “Omskiy gosudarstvenniy tekhnicheskiy universitet”, № 2010104339/02; declared 08.02.10; published 27.09.11, № 27, 8.
  18. Rudd, W. (2012). Patent 2012/0061454(A1) United States Exothermic mixture. TUBEFUSE APPLICATION B.V.,Zuid –Holland(NL), № 13/125 632; declared 23.10.09; published 15.03.12, 15.
  19. Gelzard A., Mareche, J. F, Furdin, G. (2005). Modelling of exfoliated graphite. Progress in Material Science, 50, 93–179.
  20. Dovgal, A. N., Kostikov, A. A., Kuznetsov, A. A. Chernomaz, V. N. (2012). Lamellar graphite compounds. [Sloistiye soedineniya graphita]. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol. 6, № 5 (60), 32–39.

Downloads

Published

2014-06-11

How to Cite

Костиков, А. А., Довгаль, А. Н., Кузнецов, А. А., & Черномаз, В. Н. (2014). Industrial tests of heat-insulating material based on graphite intercalation compounds. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(1(69), 30–34. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.24869

Issue

Vol. 3 No. 1(69) (2014): Mechanical engineering technology

Section

Mechanical engineering technology

License

Copyright (c) 2014 Александр Анатольевич Костиков, Анна Николаевна Довгаль, Андрей Андреевич Кузнецов, Владимир Николаевич Черномаз

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

The consolidation and conditions for the transfer of copyright (identification of authorship) is carried out in the License Agreement. In particular, the authors reserve the right to the authorship of their manuscript and transfer the first publication of this work to the journal under the terms of the Creative Commons CC BY license. At the same time, they have the right to conclude on their own additional agreements concerning the non-exclusive distribution of the work in the form in which it was published by this journal, but provided that the link to the first publication of the article in this journal is preserved.

A license agreement is a document in which the author warrants that he/she owns all copyright for the work (manuscript, article, etc.).
The authors, signing the License Agreement with TECHNOLOGY CENTER PC, have all rights to the further use of their work, provided that they link to our edition in which the work was published.
According to the terms of the License Agreement, the Publisher TECHNOLOGY CENTER PC does not take away your copyrights and receives permission from the authors to use and dissemination of the publication through the world's scientific resources (own electronic resources, scientometric databases, repositories, libraries, etc.).
In the absence of a signed License Agreement or in the absence of this agreement of identifiers allowing to identify the identity of the author, the editors have no right to work with the manuscript.
It is important to remember that there is another type of agreement between authors and publishers – when copyright is transferred from the authors to the publisher. In this case, the authors lose ownership of their work and may not use it in any way.