Шлакообразующая смесь
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ, содержащая флюоритовый известняк, углеродсодержащий материал и известь, о тличающаяся тем, что, с целью повьшения восстановительной и раскислительной способности смеси и сокращения вьщеления в атмосферу . фтористых соединений, она дополнительно содержит карбид кремния и натриевую селитру при следующем соотношении компонентов, мас.%: Флюоритовый известняк 15-20 Углеродсодержащий материал 10-30 Карбид кремния5-25 Натриевая селитра 3-8 ИзвестьОстальное (У)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК..SUÄÄ1 9
3(51) С 21 С5 4
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ВР Qg ъ и
10-30
5-25
3-8
Остальное (21) 3592468/22-02 (22) 18.05.83 (46) 23.05,84. Бюл. Ю - 19 (72) Я.С.Резник, Г.Г.Закобуня, С.И.Прокопенко, M.À.Áåñàí, В.А.Грачев, Н.А.Горелов и Е.M.Êèðèí (71) Пензенский политехнический институт (53) 669.187.26(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 353970, кл. С 21 С 5/54, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
i9 937522, кл. С 21 С 7/064, 1979 ° (54)(57) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ, содер жащая флюоритовый известняк, углеродсодержащий материал и известь, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения восстановительной и раскислительной способности смеси и сокращения выделения в атмосферу фтористых соединений, она дополнительно содержит карбид кремния и натриевую селитру при следующем соотношении компонентов, мас.7:
Флюоритовый известняк 15-20
Углеродсодержащий материал
Карбид кремния
Натриевая селитра
Известь
1093709
Изобретение относится к металлургии
Мерных металлов, а именно к составам шлакообразующих смесей, используемых для выплавки и обработки металлов в металлургических плавильных агрегатах, и может быть использовано в литейном производстве для выплавки высококачественных сплавов.
30
5-30
20-50
Известны шлакообразующие смеси, 10 содержащие известняк, плавиковый шпат и другие флюсообразующие компоненты, служащие для выплавки и обработки сплавов черных металлов..
Известны шлакообразующие смеси, содержащие в качестве основы известняк и плавиковый шлат в различных соотношениях: флюс АНФ-7 содержит, мас.У: CaF2 8010, Сао 20,0; флюс АНФ-11-СаР 95,0 СаО 5,0. 20
Флюс АНФ-7 обеспечивает высокую степень десульфурации сплавов, а флюс
АНФ-1II — высокую температуру процесса Е13.
Однако эти смеси содержат очень большое количество агрессивного к огнеупорной футеровке плавикового шпата, выделяющего в атмосферу фтористые соединения, вредные для здоровья человека. Эти смеси имеют также высокую стоимость.
Известна шлакообразующая смесь, содержащая, мас.Е:
Довосстановительный шлак производства ферротитана 30-б0
Известь обожженная 30-60
Плавиковый шлат Остальное
Введение в данную смесь довбсстановительного шлака производства фер- 40 ротитана удешевляет смесь (2 3.
Однако довосстановительный шлак имеется в наличие на узком перечне металлургических заводов и применение смеси в литейном производстве машино- 45 строительных заводов страны экономически невыгодно.
Наиболее близкой к предлагаемой является шлакообразующая смесь (3 3, содержащая, мас.Е:
Окислы железа
Флюоритовый известняк
Углеродсодержащий материал 0,3-2,5
Известняк Остальное
Известная смесь позволяет обеспечить высокую степень дефорфорации и десульфурации металла, однако не позволяет осуществлять восстановительные процессы, кроме того,при ее использовании в атмосферу выделяется большое количество фтористых соединений, вредных для здоровья человека.
Целью изобретения является повышение восстановительной и раскислительной способности смеси и сокращение выделения в атмосферу фтористых соединений.
Поставленная цель достигается тем, что шлакообразующая смесь, содержащая флюоритовый известняк, углеродсодержащий материал и известь, дополнительно содержит карбид кремния и натриевую селитру при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Флюоритовый известняк 15-20 Углеродсоодержащий материал 10-30
Карбид кремния 5-25
Натриевая селитра 3-8
Известь Остальное
Наличие в составе смеси указанного количества компонентов способствует созданию шлака, позволяющего вести процесс плавки и обработки с. высокой степенью раскисления и восстановления из шлака таких элементов, как углерод и кремний, железо, марганец и другие, а также сокращает выделение в атмосферу вредных для здоровья человека. фтористых соединений. Новое количественное соотношение компонентов в предлагаемой смеси является предпочтительным, в связи с тем, что сокращение в смеси флюоритового известняка уменьшает выделение в атмосферу вредных для здоровья человека фтористых выделений, а исключение из смеси окислов железа делает шлак более легкоподвижным.
Положительный эффект от внедрени в состав смеси карбида кремния заклю" чается в том, что он обеспечивает активное протекание реакции восстановления металла из окислов, так как термодинамическая активность углерода и кремния, входящих в состав ингредиента, высока по отношению к окислам металлов. Причем если термодинамическая активность кремния до 1400 С о превышает активность углерода, то в интервале температур выше 1400 С ако тивность. углерода превышает активность кремния, чем обеспечивается интенсивное протекание реакции восстановления железа и его окислов во всем интервале температур расплава.
Э 10937 .Совместное использование углерода и кремния позволит компенсировать их; недостатки как восстановителей в непрерывно изменяющихся условиях.
Отходы карбида кремния являются дешевым материалом, который может быть применен в качестве восстанови" . теля. Восстановление элементов протекает:по следующей реакции;
SiC + 3 МеО = 3 Ме + Si02 + СО.
Понижение содержания карбида кремния в смеси ниже 5Х не обеспечивает полного восстановления элементов из окислов, повышение содержания карбида кремния в флюсе выше 25% . нецелесообразно, так как приводит к его нерациональному использованию.
Продуктами восстановления закиси железа являются Ме, ЯКО и СО, в результате, чего образуется шлак с повышенной концентрацией SiO это должно приводить к увеличению вязкости шлака. Однако наличие в шлаке извести и незначительного количества флюоритово-, го известняка снижает его вязкость..
Содержание окиси кальция в ваграночном шлаке в указанных пределах и флюоритового известняка в пределах
15-20Х является достаточным для полного ошлакования кремнезема и поддержания требуемой вязкости. Вхо- дящий в состав шлакообразующей смеси .
SiC позволяет восстанавливать из
Ф известный .
I став чугуна — — — — —предлагаемый
Количество выделения фтористых соединений в атмосферу известное
Натриевая селитра
Известь глерод содержа щий материал глерод Кремний Маргане предлагаемое пересчете на
У
100 кг шлака кг/м
J (16,4-18,7) 10
3,00
12 2 48
3,92
3,00
0,6
35 (6, 3-7, О) ° 10 (16,4-18,7) ° 10
1,82
0,71
1,7
0,6
15 3
1,83 0,70 (6, 6-7, 1) 10 (16, 4-18, 7) ° 10
3,31
3,00
43
3,28
1,7 0,6
15 20
17 5 (9,3-9,7) -10 (16,4-18,7) ° 105
0 68
0,6
0,67
1,88
3,00
20 8 37
3,24
1,7 <
25 10 (10, 1-10 4) - 10 (16, 4" 18, 7) ° 10ь 1,94
3,00
32
3,24
0,6
24 9
30 5 (16, 1-16, 7) ° 10
1,94 0,67
Т
Содержание компонентов смеси,мас.X .
09 4 шлака как Fe, так и Si и Мй по следующим реакциям:
SiC+ 3 FeO = 3Fe + SiO>+CO
Si0 +2C = Si +2C0
МпО + С = Me+ CO.
Введение в шлакообразующую смесь натриевой селитры (8X) ограничивает окислительную границу расплава шлака и сокращает ее взрывоопасность.
Кроме того, наличие углеродсодержащего материала в шлаке способствует пауглероживанию железоуглеродистого расплава, т.е. представляется возможность выплавлять в печи экономически выгодным способом синтетичес.кий чугун.
Пример. Предлагаемую шлакообразующую смесь готовят по технологии изготовления известных смесей, Из приготовленной смеси наводят шлаковую ванну в электрошлаковой печи, а затем в непрерывном процессе в печь вводят расчетную шихту или осуществляют заливку жидкого металла. Плавки проводят в полупромышленной однофазной электрошлаковой печи. Печь подклю.чают к печному трансформатору ьПО 250/40 пк, имеющему четыре ступени напряжения 24, 4, 28, 33 и 40 В и номинальный ток 6200 А.
Результаты исследований предлагаемой смеси для выплавки чугуна приведены в таблице.
1093709
Составитель Т. Нарьппкина
Редактор Н. Рогулич Техред Л.Мартяшова Корректор 0 . Билак
Заказ 3379/23
Тираж 540
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Как видно из таблицы. степень восстановлени . углерода, кремния и марганца при обработке чугуна предлагаемой смесью в сравнении с известной значительно вьппе, а вьщеление фтористых соединений снижается. Содержание в смеси карбида кремния и углеродсодержащего материала приводит к наличию в обработанном шлаке углерода и кремния, что дает возможность использовать смесь неоднократно.
Комплекс преимуществ предлагаемой смеси в сравнении с известной позволяет повысить степень раскисления шлака, образующегося при плавке, восстанавливать из шлака в металл нужные элементы, снизить количество вредных выделений в атмосферу, а применение ее в литейных цехах машиностроительнь1х заводов легкодоступно.
Экономический эффект от применения шлакообразующей смеси в производстве составит 1,5-2 руб. на тонну обработанного чугуна.
