Смесь для модифицирующих брикетов

 

СМЕСЬ для МОДИФИЦИРУЩИХ . БРИКЕТОВ, вклочающая графитизирующий модификатор, пенополистирол, отличающаяся тем, что, с ускорения твердения брикетов на воздухе и повышения реакционной способности их при контакте с ра.сплавленным металлом без образования нерастворимых продуктов реакции, она допол нительно содержит ацетон при следующем соотношении ингредиентов, вёс.%: Графитизирующий модификатор .60-95 Пенополистирол 2,2-17 Ацетон 2,8-23 2.Смесь по п, 1, о т л и м а ющ а я с я тем, что пенополистирол и ацетон берут в соотношений 1;1,3. 3.Смесь по п. 1, от п и ц а ю щ а я с я тем, что графнтизирующий модификатор берут фракции не более 2 мм.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Р

PECllVSЛИН

O9l (10

ЗарС 22С 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

ti a s TOPCKOIIIV. СВ @ВТЕЛЬС и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3387821/22-02 (22) 22.01.82 (46) 23.05.83. Бюл. И 19 .(72) Л.И. Агапова, П.А. Бывшев, О.А. Волков, В.С. Ивлиев, В.Б. Поль, О.В. Сырчин и В.Д. Топоров

{71) Центральный научно-исследова;тельский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного маши-! ностроения

;(53) 669.15" 1.98(088..8) (56). 1, Горелкин О.С., Братченко В.П. и Иванов А.М.. Вторичное модифицирование чугуна брикетами: из ферросилиция.

Тезисы докладов научно-технической конференции иулучшение качества металла и erо зкономия за счет применения новых легирующих составов и модификаторов". Челябинск, .1981, с. 83.

2, Авторское свидетельство СССР.

,й 253822, кл. С 22 С 35/00,1970. (5A)(57) СМЕСЬ ДЛЯ МОДИФИЦИРЯОЩИХ

БРИКЕТОВ, включающая графитизирующий модификатор, пенополистирол, с т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью ускорения твердения брикетов на воздухе и повышения реакционной. способности. их при контакте с рщ;плавленным металлом без образования нерастворимых продуктов реакции, она дополнительно содержит ацетон при следующем соотношении ингредиентов, весА:

Графитизирующий модификатор .60-95

Пенополистирол 2,2-17

Ацетон 2,-8-23

2. Смесь по п. 1, о т л и ч а to" щ а я с я тем, что пенополистирол и ацетон берут в соотношений 1:1,3..

3. Смесь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что графитизирующий модификатор берут фракции.не. более

2 мм.

1019000

Изобретение относится к литейному производству, в частности к графитизирующему модифицированию жидкого чугуна, и может быть применено при обработке жидкого металла в литейной форме.

Известна смесь для модифицирова-, ния чу"унных отливок, используемая в виде брикетированных порошкообразю ных материалов на связке иэ жидкого стекла j1).

Однако жидкое стекло, используемое в качестве связки, требует сравнительно длительного твердения на воздухе. При реакции брикетов на жид- 5 ком стекле с расплавленным металлом происходит постепенное выплавление ! зеоен модификатора, что требует значительного времени контакта с расплавом, а.жидкое стекло образует неор- 20 ганические нерастворимые включения, загрязняющие металл.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является смесь / 2/; содержащая ин- 25 гредиенты в следующем соотношении, вес.4:

Силикокальций 56"58

Плавиковый шпат 27-29

Магнии металличес- ЗО кий 12-14

Пенополистирол 0,5

Жидкое стекло До 10 от суммы твердых компонентов

Пенополистирол, выгорающий и созда ющий восстановительную среду при вза,имодействии.с расплавленным металлом, повышает реакционную способность модификатора и стабильность результатов модифицирования. Однако, будучи свя-. занным в данной смеси с модифицирующей" присадкой жидким стеклом, также не оказывает влияния на снижение продолжительности твердения брикетов и продолжительность реакции их с расплав" ленным металлом.

Целью изобретения является ускорение твердения брикетов на воздухе и повышение реакционной способности их при контакте с расплавленным метал- 5О лом без образования нерастворимых продуктов реакции.

Указанная цель достигается тем, что смесь для модифицирующих брикетов, включающая графитизирующий модификатор, пенополистирол, дополнитель-. но содержит ацетон при следующем соо, отношении ингредиентов, вес.4:

Графитизирующий модификатор 60-95

Пенополистирол 2 2 17

Ацетон 2,8-23

Причем пенополистирол и ацетон берут в соотношении 1:1,3.

Кроме того,,графитизирующий ирдификатор берут фракции не более 2 мм.

Связующим в предлагаемой смеси является .раствор пенополистирола в ацетоне. Смесь быстро твердеет на воздухе, а при взаимодействии с расплавленным металлом интенсивно выгорает без образования нерастворимых примесей.

По мере выгорания связки зерна модиФикатора в брикете теряют связь между собой, замешиваются в протекающий металл и растворяются в нем, за счет чего значительно сокращается продол" жительнос1ь реакции брикета с расплавленным металлом.

Пример. Смесь готовят следующим образом.

Пенополистирол растворяется в аце- тоне. Для определения количества ацетона, необходимого для растворения, навеску пенополистирола, равную 100 r,. заливают ацетоном. После растворенная излишний ацетон сливают. Взвешивание остатка показало, что для растворения на каждую единицу массы пенополистирода необходимо затрачивать 1,3 единицы массы ацетона, т.е отношение пенополистирола и ацетона по массе должно составлять 1:1,3. Такой раствор используется в качестве связующего в смеси для брикетов.

В качестве зернистого графитизирующего модификатора в смеси использовались порошки ферросилиция ФС75 четырех Фракций (не более 0,3 мм, 0,3-1 мм, 1-2 мм и 2-3 мм).

Порошок ферросилиция замешивался в раствор пенополистирола в ацетоне и из полученной смеси производилась формовка брикетированных образцов, форма, размеры и методика изготовления которых соответствовали образцу для испытания на растяжение (ГОСТ 23409.7-78). Твердение образца после. Формовки происходило на воздухе, при этом фиксировалась продолжительность процесса.

Брикетированные образцы подвергались испытанию на прочность при растяжении также в соответствии с

ГОСТ 23409.7-78.

Для изучения скорости выгорания связующего и соответствующего рассы3 101900 пания брикеты опускались на поверхность расплавленного металла при

1300 С. При этом связующее начинало выгорать, а брикет по мере выгораниярассыпаться на отдельные зерна моди-. фикатора.

Составы испытанных смесей и свойства брикетов, из них, а также известной смеси приведены в таблице.

Из результатов испытаний следует, что брикеты из предлагаемого состава смеси обладает .достаточной прочностью, как и брикеты на жидком стекле, однако отличаются вяачительно меньшими продолжительностями твердения и реакции с расплавленным металлом.: . В смесях с модификатором зернистостью более 2 мм наблюдается ухудшение формуемости брикетов и осыпание частиц Ферросилиция с поверхности брикета при твердении.

При.содержании в смеси пенополистирола меньше ?,23 и ацетона меньше

2,83 брикеты обладают низкой сырой прочностью и ломаются--при извлечении иэ стержневого ящика.

При содержаниях в смеси пенополистирола больше 1 и ацетона больше 233 брикеты при- твердении .вспучиваются и теряют свою форму., что не допускается при. установке брикетов в специальные полости литейной Формы прй модифицировании.

При одинаковом количестве связующего в известной и предлагаемой смв" ЗЗ сях продолжитещность реакции брикетов с расплавленным .металлом составила соответственно 630 и 90-105 с, что свидетельствует о повышении при" мерно в 6 раз скорости разупрочне- 4О

I ,ния брикетов, Брикет иэ известной смеси при контакте с жидким металлом .в тече. нии 100.с потерял 253 первоначального веса, а брикет иэ предлагаемой 45 смеси прореагировал пюлностью.

0 4

Таким образом, брикеты, приготовленные иэ смеси зернистого графитизирующего.модификатора, пенополистирола и ацетона, обладают ускоренною твердением на воздухе и повышенной реакционной способностью при контакте с расплавленным металлом беэ..образования нерастворимых продуктов реакции. Размер зерен графитизирующего модификатора не должен превышать

2 мм. Интенсивная реакция брикетов из предлагаемой смеси позволяет эффестивно применять их при модифицировании в форме.

При сравнении с базовой техноло-, гией модифицирования - вводом модификаторов в разливочный ковш, моди-фицирование. в форме позволяет умень . шить расход ферросплавов примерно в три раза при достижении.того же эффекта модифицирования, т.е. с 6,5-13

,примерно до 0,2-6,33.

Стоимость 1 т дробленого 753 го ферросилиция составляет 348,5 руб.

При расходе ферросилиция в базо" вом варианте 0,53-ныe затраты на 1 т модифицированного чугуна составляют

1 74 руб. При модифицировании в фор:, ме при средних расходах. ферросилйция

2,5 кг, .ацетона 0,28 кг и пенаполи стирола (отходы) 0,22 кг. и стоимости ацетона 28б,О руб./т, затраты на модифицирование 1 т чугуна по материалам составляют 0,95 руб. Затраты на изготовление брикетов, подготовку утилизированного полистирола, включая его стоимость и прочее, принимаются по имеющимся производственным данным примерно эквивалентными затра там. на операции по модифицированию

1чугуна в ковше.

Зкономический эффект от исполь" зования предлагаемой смеси для модифицируощих брикетов составит на 1 т чугуна 0,79 руб.

10)9000

Фракция ферросилиция,мм

Свойства брикетов

Смесь

Содержание компонентов в смеси,$

ПенополистиАцетон

Примечание

° Ф

Зй -.. Ъ

Смесь не формуется

Меньше 0«) 2,0"3,0

195 2«2 2«8 Меньше 0,3 20

105 Формуется хорошо

0,3-1,0 20

1,0-2,0 20

2 0 -3,0 20

90 4,4 5«6 Меньше 0,3 40

125 .Формуется хорошо

100

26

30.30

Брикет осыпается

80 9 11 Меньше 0,3 60

175 формуется хорошо

30, 30

30

Брикет осыпается

70 13 )7 Меньше 0,3 120 35

)85. Формуется хорошо

120 45

100 32

100

Брикет осыпается

60! 17 23 Меньше 0,3 240 32

190 Формуется хорошо

Ф Ю

Ферросилиций

Ю ЮЮ

««ед «7 1,3 1 т емая

0 3 1,0 ,. t,0"2,0

0,3-1,0

1,0-2,0

2«0 3«0

0,3-1,0

1,0-2,0

2«0-3«0

0,3-1,0

1,0-2,0

2,0-3,0

ПродолжительносзЪ твердения,мин

Прочность при растяжении, кгс/см

Продолжительность реакции при 1300 С с

° В

Не формуется

145

140

1019000

:Продолжение таблицы

Фракция Ферросилиция,мм

Содержание комяо .нентов в смеси,Ф

Свойства брикетов

Смесь

Ю ЕВЮЮЕЕЮЮЮЮ

Ю ЕЕ ВЕ Ю Ю

«ЮЮЮЮЮЮ Ю

ЮЮ Ю

Ю Ю Ее

ЮЮЕВЮЮ

Примечание

Ацетон

Ренополистирол

ВOЮЮЕ ЮЮЮЮ«О ВЕЕЕ«ЮЮ

240

I 1,0-2,0.180

180

12,0 брикет осыпается

2,0"3,0 г

- 50 22 28 Меньше 0,3 .320

0 3-1 0 330

1,0-2,О 340 320

2 О".3,0

32. 630;После расплав: ления остались куски шлака

Известная

Составитель К. Сорокин

Редактор О. Поповка. Тех0еаМ,Гергель Коооектор Г. Решетник

Заказ 3639/21 . Тираж 627 : . Подписнс.е

ВНИИПИ Государственно|-о комитета СССР по делам изобретений и открытий

«11)0)g» Nocxaa N-ß «Раушская наб. g..4Д

Филиал ППП Патент", r. ужгород, ул.. Проектная, 4

ЕВ Ю Ю Ю ю

Ферроси" лиций

Продол» жительность твердения мин

Прочность при растяжении, кгс/см

Продолжи-, тельность реакции при1300 ", с

При твердении брикет вспучивается и те" ряет форму