Способ получения лигатуры

 

ПЮ (Н) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗИ) С 22 С 35 00 ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3406267/22-02

1 (22) 05.03.82 (46) 15.08.83. Бюл. 9 ..30 (72) В.И.Дубоделов, В;П.Полищук, A.À.Äîëæèêoâ и В;С, Чеканов (71) Институт проблем литья AH Украин. ской ССР (53) 621.740(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

9 765385, кл.С 22 С 35/00, 1980.

2. "Сталь", 1977, 9=7, с.617-619 ° (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫ включающий раздельное расплавление ферромарганца и алюминия и их смешиванне, отличающийся тем, что, с целью снижения угара алюминия и повьааения однородности химического состава лигатуры, жидкие алюминий и ферромарганец нагревают до температуры, превышающей температуру ликвидус каждого компонента на 40-60, затем вводят жидкий ферромарганец четырьмя порциями, соответственно 1/4, 1/2 и 1,0 от веса алюминия, а последняя.порция — остальное, в камеру с жидким алюминием и одновременно осуществляют принудительное перемешивание сплава.

10ЗЬ08З 2

Цель изобретения — снижение угара алюминия и повышение Однородности химического состава лигатуры.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения лигаб5

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству лигатур, содержащих марганец, алюминий и железо.

Известен способ получения лигатуры, содержащий легкоплавкие и легкоокисляющие элементы, включающий выплавку ферросплава, отделение шлака и заливку ферросплава в изложницы, в которых помещены куски легкоплавкого металла или н ковш-приемник, в 10 котором установлены слитки легкоплавкого металла L 1) ..

Однако этот способ не позволяет получить достаточно равномерный химический состав сплава и сопровождается пироэффектом и высоким угаром легкоплавкого элемента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности.и достигаемому результату является способ получения лигатуры, включающий расплав-. ление ферромарганца в ьлектродуговой печи, ввод в печь части алюминия и выпуск полученного сплава в ковш с остальной частью жидкого алюминия.

Плавлеиие алюминия н ковше осуществляют пламенем газовой горелки. температура сплава составляет 1400

1450 С. Разливку полученной лигатуры проводят сверху через стопор на слитки массой 1- 27 т $ 2).

Недостатками способа являются высокий угар алюминия и неравномерный химический состав получаемой лигатуры, ВысОкий угар алюминия н печи обусловлен действием высокотемпературной печи. При расплавлении ферросплава дугой алюминий всплывает и перегревается на 700-800 С выше температуры его плавления, что приводит к интенсивному окислению. Кроме того, при 40 последующем сливе высокотемпературного ферросплава в ковш с жидким алюминием, количество которого в 5-6 раз меньше чем ферроспЛава, хотя и происходйт .взаимное растворение металлов при перемешивании, однако процент угара алюминия остается нысоким.

Объясняется это тем, что часть не— растворившегося алюминия с температурой 1300-14000 С всплывает на поверхность сплава и окисляется. После окончания слива ферромарганца в ковш прекращается интенсивное перемешивание, что тормозит процент усреднения химического состава сплава по высоте ковша. Последующее перемешивание, лигатуры в ковше не производят, поэтому сплав получается недонасыщенным алюминием на дне.ковша и перенасыщенным в верхней части ковша.

60 туры, включающему раздельное расплавление ферромарганца и алюминия и их смешивание, жидкие алюминий и ферромарганец нагревают до температуры, превышающей температуру ликвидус каждого компонента на 40-60 С, затем вводят жьщкий ферромарганец четырьмя порциями, соотве ственно 1/4, 1/2 и 1,0 от веса алюминия, а послденяя порция - остальное, в камеру с жидким алюминием и одновременно осуществляют; принудительное перемешивание сплава.

Получение жидкого ферросплава, содержащего алюминий и марганец, смешиванием жидких ферромарганца и алюминия осуществляют с помощью двух магнитодинамических установок.

Магнитодинамические установки позволяют подготавливать исходные жидкие компоненты (планление и перегрев) перемешивать их и транспортировать (порционный перелив ферромарганца и подача полученой лигатуры в.изложницы или в ковш со сталью).

Приготовление 5 т жидкой лигатуры, содержащей 208 алюминия и 80% ферромарганца производят в магнитодинамических установках емкостью 6 т (по ферромарганцу) и мощностью 600 кВт.

Получить жидкий ферросплав смешиванием жидких ферромарганца и алюминия при перегреве металлов над линией ликнидус менее 40 не представляется о возможным. Недостаточно нагретый ферромарганец при подаче его н камеру с жидким алюминием кристаллизуется на желобе и это препятствует дальнейшему технологическому процессу. Перегрев жидких алюминия и ферромарганца на 40-60 С объясняется оптимальными условиями приготовления сплава, при которых обеспечиваются высокая однородность химического состава и низкий угар алюминия. уменьшение температуры перегрева жидких алюминия и ферромарганца приводит к повышению вязкости компонентов и соответственно вызывает затруднения с транспортиронанием и смешиванием ал0миния и ферромарганца. Увеличение температуры перегрева алюминия и ферромарганца выше 60 С приводит к понышенным энергозатратам, что экономически нецелесообразно.

Дискретный ввод ферромарганца в жидкий алюминий четырьмя порциями

1/4, 1/2, 1, от веса алюминия, а последняя — остальное в камеру с жидким алюминием объясняется тем, что при этом достигается оптимальное соотношение между степенью перегрева алюминия и сплава и продолжительностью получения лигатуры.

Снижение количества порций ферромарганца меньше 4-х приводит к перегреву жидкого алюминия и сплава

Э 1035083 больше 200 С над их температурой плавлеьля, что повышает угар и приводит к потерям этих компонентов °

Увеличение количества порций ирнсаживаемого ферромарганца вьюж 4-х приводит- к увеличению продолжительности приготовления лигатуры.

Обеспечение прн дискретном ввОде порций Ферромарганца в алюминий соотношением их развеса соответственно 1/4, 1/2, 1 от веса алюминия, а последйяя - остальное объясняется сохранением перегрева алюминия и лигатуры ие более 200 С выше температуры плавления во всех случаях, что позволяет достигнуть минимального угара комп итон при высокой скорости приготовления лигатуры. Из менение соотношения раэвеса порций приводит к неравномерному перегреву алюминия и лигатуры, причем в отдельных случаях перегрей превышает

200 С, что обуславливает повышенный угар алюминия.

И ри м е р. Необходимо получить. лигатуру состава 203 алюминия и

803 ферромарганца в количестве 3 т.

В раздельных камерах одной печи или двух печах расплавляют 600 кг алюминия и 2400 кг Ферромарганца и нагревают до 700 и 1300ОC соответственно.

Затеи в камеру с жидким алюминием подают .Ферромарганец в количестве

1/4 веса алюминия (150 кг). При смешивании алюминия с температурой

700 С и ферромарганца с температурой 1300 в том же соотношении, температура алюминия в результате теплового баланса составляет 870-890 С. Перегрев алюминия выше температуры плавления не превышает 200 С, что не приводит к его окислению. По мере растворения ферромарганца в алюминии температура плавления получаемого сплава растет и, в свою очередь, уменьшается температура пере грева сплава над его температурой плавления. После полного растворения нервой порции ферросплава получается сплав, состоящий иэ 20% фер-.: ромаргарца н 80% ажоминия, температура плавления которого составляет

850-870 С. Ввод второй порции ферромарганца весом i/2 веса алюминия 300 .кг) в полученный сплав приводит к нагреву последнего до 1049-1070 C. Нере16 грев сплава выше температуры плавления не превышает, как и в первой порции, 200 С. После растворения второй порции Ферромарганца получа- . ется сплав, состоящий иэ 43% Ферро15 .марганца и 57% алюминия, температура плавления которого составляет

1030-1050 С.

Ввод третьей порции ферромарганца seccw 1 веса алюминия (600 кг) в полученный сплав, приводит к нагре ву последнего до 1210-1230 С. Перегрев сплава, как и в предыдущих случаях, не превышает 200 С. После . растворения ферромарганца получается сплав, состоящий иэ 62% ферромар" ганца и 38% алюминия, температура плавления которого составляет 11801200 С.

Ввод последней порции ферромарганца в произвольном количестве в сплав, состоящий из 55 и более процентов

Ферромарганца, остальное аюиоминий, не нриводнт к нагреву сплава более

1300 С. Поэтому вес .последней порции ие ограничивается температурным условием способа. В данном случае он равен 1350 кг.

Полученную жидкую лигатуру, либо подают в сталеразливочный ковш вмес49 те со сталью, либо разливают на слитки илн.чушки.

В таблице приведены технологические нараметры процесса приготовления лигатуры с различной температурой перегрева исходеых компонентов.

Энергетические расходы " кВт ч

Угар СодержаА1, ние Al, ф ф

Общее время получения лигатуры

Продолжительность операций смешивания компо нентов

Время полуЧе ния жидких компонентов

Перегрев металлов над температурой лнквидус, С

1,2 19,8 3 15

3802

1,6 - 19,6 3 10

1 05

4 25

3851

19 4 3 30 > 0 55

2,7

4002

19,8 3 ч 10 мин 1ч 30 мни 4 ч 40 мнн 3737

1035083

Составитель Н. Косторной

Техред Т.Маточка Корректор Ю.Макаренко, редактор Т.Парфенова

Заказ 5763/24 Тираж 627

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

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

Использование предлагаемого спосо» ба получения лигатуры повышает процент усвоения алюминия до 98-99%, что позволяет в 2-4 раза сократить угар алюминия по сравнению с существующими способами, кроме того, отк-, лонение содержания алюминия в разных точках лигатуры не превышает 0,02%, что показывает высокую степень гомогенизации. Себестоимость 1 т ферросплава, состоящего из 20% алюминия. и 80% феромарганца, для известного технического решения на 13 рублей больше, чем для предлагаемого. Ожидаемый годовой. экономический эффект от внедрения предлагаемого способа получения лигатуры составляет только за счет экономии алюминия 56-60 тыс.руб.