Комплексный модификатор

 

КОМПЛЕКСНЫЙ МОДИсШКЛТОР для пегировашю чугуна, вкпючаю-щий окисгаы капьция, кремния, марганца, ванадия и жепеза, отпичающийс я тем, что, с цепью повышения износостойкости , он дополнительно содержит окислы хрома, титана и сульфат кальция при спедукядем соотношении компонен8-15 Окиспы капьция 10-15 Окислы кремния 3-6 Окислы марганца 1,0-3,0 Окислы ванадия 1,0-3,0 Окислы хрома 4-7 Окислы титана 1,5-5 Сульфат кальция (Q Остальное Окислы железа (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3441 452/22-02 (22) 04.06.82 (46) 07.10.83. Бюл. N 37 (72) П. П. Мишин, М. Г. Бойко, М. А, Цейтлин, B Я. Л укин, Ю. П. Бе ёь< й, Ю, С. Щекалев, С, Н. Леках и А. Т. Фролов (71 ) Научно-производственное объединение "Тулачермет" (53) 669.1 5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 628176, кп. С 21 С 5/54., 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

% 885201, кл. С 21 С 5/54, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

No. 675992, кл. C 21 В 5/02, 1980.

4. Авторское свидетельство СССР

% 777377, кл. Р 27 В 1/00, 1978.

ÄÄSUÄÄ 1046297 А

3(ц С 21 С 5/54 С 22 С 35/00 (54) (57) КОМПЛЕКСНЫЙ МОДИФИКАТОР дпя пегирования чугуна, вкпючаюший окислы кальция, кремния, марганца, ванадия и жепеэа, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с цепью повышения иэносостойкости,он дополнительно содержит окислы хрома, титана и сульфат кальция при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Окислы кальция 8-1 5

Окислы кремния 10-1 5

Окислы марганца 3-6

Окислы ванадия 1,0-3,0

Окислы хрома 1,0-3,0

Окислы титана 4-7

Сульфат кальция 1,5-5

Окислы жепеэа Остальное

104В297

35-50

5-20

4-1 5

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к составам материалов, применяемых дпя пегирования и улучшения качества металла, выппавпяемого в эпектростапеппавипьных агрегатах и доменных печах.

Известна экэотермическая смесь дпя рафинирования (десупьфурации) стали, включающая конвертерный шлак (Сс О

40-55%; Si 02 10-21%; 40 2ОЗ 05- 10

3,5%; М О 0,5-3,0%; Мп О 5-9%;

Fe O3 3-10%; FeO 15-20%; Р О до 5%;

5 0,1-0,2%), ппавиковый шпат и порошок алюминия (1 j.

Однако вследствие отсутствия в этой 15 смеси окислов хрома, титана и ванадия она не может быть использована дпя выплавки легированного питейного чугуна.

Кроме того, эта смесь весьма дорога (более 100 руб/т) вследствие испопьэо- 20 вания в ней дефицитных плавикового шпата и алюминия (до 15%) и поэтому ее применение оправдано пишь дпя выцпавки ряда весьма ответственных марок стапэй и экономически нецелесообразно дпя попу- 25 чения чугуна.

Известна также шпакообразующая смесь дпя выплавки стали по составу,отличающаяся от предыдущей допопнитепь но введенными марганцем и углеродом(2 30

Однако известная смесь не может по той же причине являться флюсом дпя получения легированного питейного чугуна.

Известен материал, применяемый дпя пегирования металла и, в частности, чугунов ванадием (3), включающий, вес. %:

Окислы кремния 75

Окислы алюминия 4

Окислы ванадия 0,75

Окислы железа 3,5

Углерод 10

Потери при прокапивании Остальное

Однако весьма высокое содержание в этом материале окислов кремния, за мет но повышающее расход известняка при использовании этого материала дпя выплавки чугуна, существенно ограничивает воэможность его применения дпя пегирования и повышения качества метап50 пав

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является комплексный модификатор дпя выплавки легированного чугуна (4), содержащий, вес.%:

Окислы кальция

Окислы кремния

Окислы марганца

Окислы магния 1»5

Окислы ванадия 0,05-5

Окислы железа Оста пьное

Недостатками известного комплексного модификатора являются низкая износостойкость и отбеп чугунов. Кроме того, при использовании укаэанного материала в качестве пегирующ фпюсующей добавки при выплавке чугуна не представляется возможным получение высокопегированного металла, так как уровень легирования чугуна определяется в этом случае лишь концентрациeN ванадия. Недостатком известного материала являются также сравнительно небольшие его ресурсы, не позволяющие вовлечь его в производство в широком промышленном масштабЬ.

Цепью изобретения является повышение износостойкости.

Поставленная цепь достигается тем, что комплексный модификатор, включающий окислы кальция, кремния, марганца, ванадия и железа, дополнительно содержит окислы хрома, титана и сульфат кальция при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Окислы кальция 8-1 5

Окислы кремния 10-1 5

Окислы марганца 3-6

Окислы ванадия 1,0-3,0

Окислы хрома 1,0-3,0

Окислы титана 4-7

Сульфат кальция 1,5-5

Окислы железа Остальное

Предлагаемый комплексный материал может быть использован как пегирующефпюсующая добавка цри выплавке чугуна в эпектропечах, так и в качестве одного нэ компонентов шихты при получении чу гуна доменным процессом. Состав комплексного материала отрабатывался экс периментапьно. При использовании комп,лексного материала в качестве пегирующе-фпюсующей добавки при выплавке и переплавке чугуна в эпектропечах входящие в его состав окислы кальция и кремния в количестве 8-15% и 10 - 15% соответственно образуют при растворении шлаковую основу, жидкоподвижность. которой существенно увеличивается от растворения в ней окислов марганца и железа. Последние также заменяют окислы железа, получаемые от присадок жепезоруд ых добавок, необходимых дпя наводки шлака и частичного окисления примесей.

Окислы хрома, ванадия и титана в указанных количествах 1-3%, 1-3% и 4-7%

1046297 соответственно наряду с легированием металла хромом, ванадием и титаном спс собствуют стабилизации пенообразования при наводке шпака, сникая.угар железа с отходящими газами. 5

Входящий в состав материала сульфат кальция в.количестве 1,5-5% может также выполнять в этом случае роль легирующего серой компонента, заменяя сравнительно дефицитные материалы (сернистое 10 железо, элементарная сера).

Однако концентрация сульфата серы в этом материале при таком варианте использования не должна превышать 5,0, так как при дальнейшем ее увеличении 1 наблюдается уже появление токсичных выделений серы в атмосферу цеха и снижается степень усвоения серы металлом.

При применении комплексного материала в качестве компонента шихты для до- 20 менной плавки легированных чугунов входящие в состав материала окислы кальция и кремния в указанном количестве обеспечивают получение шпака с нужной основностью (Са 0 / 5 D> =1), не вызывая до-25 полнительного расхода известняка и обес= печивая содержание серы в необходимых преде ла х.

Ъ

Наличие окислов марганца в количест- Зл ве 3-6% способствует повышению скорооти схода шихты за счет образования микрообъемов легкоплавких силикатов марганца, благоприятствующих растворению окислов кальция, и более интенсивному взаимодействию последних с окислами железа шихты.

В состав материала могут входить также окислы магния, алюминия, фосфора в сумме до З, которые являются примесями и попадают с материалами, при помощи которых вводятся основные окислы предлагаемого вещества, Указанные окислы в этом количестве не оказывают влияния на достижение поставленных целей и даже могут способствовать повы.шению активности легирующих компонентов и, следовательно, полноты легирования металла.

Предлагаемый уровень концентрации основных компонентов комплексного материала и, прежде всего, серы позволяет эффективно вовлечь в промышленное производство дополнительные сырьевые источники хрома, ванадия, титана, железа и серы, которые в настоящее время практически не используются, нанося серьезный ущерб окружающей среде. Ос новным преимушеством предлагаемого материала является повышение сквозного извлечения хрома ванадия и титана, что заметно повышает эффективность использования хром-, ванадий- и титаносодержашего сырья в целом. Причем введенные с материалами окислы указанных компонентов, восстанавливаясь при выплавке чугуна, легируют металл хромом, ванадием, титаном, заметно повышая уровень механических и эксплуатационных свойств металла.

Пример. Предлагаемый материал применялся для комплексного легирования чугуна хромом, ванадием, титаном и серой. Плавка велась в 0,5 т индукционной печи. Температура перегрева сос тавляла 1500 С. Величина, добавки материала в шихту равнялась 15 от веса металлозавалки. При этом отливки имели в питом состоянии отбел при толщине стенки не менее 15 мм. По сравнению с традиционной технологией, предусматривающей использование сернистого железа, сквозной отбел достигается только в отливках с толщиной стенки не более

lO мм. После последующего графитизирующего отжига при 950 С в течение

3 ч отливки охлаждались на воздухе. В исходном чугуне без ванадия в структуре наблюдались вокруг включений компактного графита скопления феррита. В чугуне, выплавленном с применением предлагаемого комплексного материала, матрица полностью перлитная. При этом

Й а увеличивалось в 1,2 раза по сравнению с 4 е, ч у гу н а, полученном по известной технологии. Показатели промышленных испытаний предлагаемого материала при выплавке высококачественного пеги« рованного чугуна приведены в табл. 1.

104В297 о

l 1

Щ СО а

Ф х о

Ф ж о

Ф

I о

l а

l (О

С4 о о а с4 о

tQ

CQ о о с9 о о

СЯ о о

О4 о о

Я о

СО о о

Я о о

Ф о о Ф

Л о

Al Ф о

СО о

Ф о

СЧ о л о

o„

С 4 о

»

l Ф

l (0

0) С0

0) 7 (tQ

Я о о Ф о

Щ о с9 о

CQ о (О о» Ф о

О) о

О о л о

С0

gg о

I о !

4 »

Ф

СО

l

СЧ

СЯ о

0)

° 44 о

I

I

l

1

I п»

I

Ф

Е.", Сь, е 1

1

l Ф с"1

t

I а

cO I

0)

l

I !

I

1

l

СО Ю

СQ Щ

tQ (О о о

1 046297

Предлагаемый комплексный материал лий из етих чугуновв причем может применяться и в качестве кампо- saa характеристика atta деталей ответсьнента шихты для выплавки специального венного назначения, «ак износостойкость высококачественного легированного чугу- повышается на 50-70%. Показатели лро на. lips sToM повышение концентрации $ MbtttmeHttblx испытаний известного и предукаэанных компонентов приводит (табл.2) лагаемого материалов при выплавке чу к заметному повышению механических и гуна в AobteHttbtx печах приведены в експлуатационю х характеристик изде- табл. 2.

1 046297 о о ж O V e и - о И о о

Я о

o„

cQ о

1,; о

Ф

О сО о

С с0

Я о о

С )

Я о о л» о

Я о» о о

СЧ о

l о» о Ф

С ) о

CD л( о о» 1 о л» о о л

11 10462

Использование юобретения значитеш > но раснаряет сырьевую базу для выплавки питейских пегированяах чугунов, способствуя погашению сквозного asasaчения таких центах пегирующих roMno- 5 юнтов, как ванадий, хром, титан, марганел, Прн этом представляется возможным лрвкеюние дпя получения легированного чугуна хром, титаэ- и ванадийсадержащих материалов продуктов лромежуточно-.. Io

12 го передела рудного сырья. Зашны этих .материалов лозволяют в два раза увеличить выплавку легированного Литейного чугую ans отливок ответственного назначения и иовысить сквозное ювлеченю ванадия и хрома as сырья в чугу» на 5-7%, а титам на 2-3%.

Экономический эффект от вюдреиж ксвалпексви.о моднфматора составияет ю менее 2,0 млн. руб. в год.

Составитель Г. Дудин

Редактор H. Джуган Техред Ж.Кастелевич Корректор Ше р

Закю 7666/25 Тираж 568 Подлисное

ВНИИПИ Государственного к ыитета СССР ло,делам изобретений и открытий

113035, Nocrsa, Ж-35, Раушская иаб., а. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4