Экзотермическая смесь

 

ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ, содержащая карбид кальция, силикокальций, криолит и графит, отличающаяся тем, что, с целью увеличения длительности модифицирукщего воздействия смеси при одновременном рафинировании и дегазации чугуна и повышения механических свойств его, она дополнительно содержит силикобарий при следующем соотношении компонентов , мас.%: Карбид кальция30-40 Силикокальций10-20 Криолит5-1О Силикобарий15-25 ГрафитОстальное §

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СФ Р %

РЕСПУБЛИН

„Я0„„9 711 (д) С 21 С 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИЯ

30-40

10-20

5-10

15-25

Остальное Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЗФ

Н ABTOPCNONIII СИЩВТИЛЬСТВУ (21) 3574109/22-02 (22) 04.04.83 (46) 23.05.84. Бюл, В 19 (72) С.M.Áåëîêóðîâ, Б.М.Лепинских, И.И.Телицин и В.Ф.Новиков (71) Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения (53) 669.168(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 472156, кл. С 21 С 1/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 616295, кл. С 21 С 7/00, 1978. (54) (57) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ, содержащая карбид кальция, силикокальций, криолит и графит о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью увеличения длительности модифицирующего воздействия смеси при одновременном рафинировании и дегазации чугуна и повышения механических свойств его, она дополнительно содержит силикобарий при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Карбид кальция

Силикокальций

Криолит

Силикобарий

Графит

1093711

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к литейному производству, в частности к мидифицированию и рафинированию жидкого чугуна, и может быть использовано при внепеч5 ной (ковшевой) обработке жидкого металла.

Известна экэотермическая смесь для десульфурации и науглероживания жидкого чугуна, содержащая, мас.7.:

Карбид кальция 52-70

Графит 8-16

Криолит 8-12 ,Натрий хлористый 10-24

Эта смесь повышает температуру металла при ковшевой обработке (десульфурации и науглероживании) 1 1.

Однако при модифицировании жидкого металла после достижения максимальной температуры (1435 С) происходит реэ- zO кое снижение ее и эффекта модифицирования, заключающегося в повышении свойств чугуна, не наблюдается.

Наиболее близкой по составу и достигаемому эффекту к предлагаемой 25 является экзотермическая смесь, содержащая, мас.X:

Карбид кальция 40-60

Силикокальций 30-40 . <риолит 5-10

Графит 5-10

Эта смесь позврляет при обработке серого чугуна осуществить его десульфурацию, науглероживание и модифицирование, что способствует снижению величины отбела и некоторому повышению свойств металла отливок L2 S.

Недостатком известной смеси является низкая длительность модифицирующего воздействия и, вследствие этого 40 невысокое повышение прочностных свойств металла отливок, особенно залитых в последнюю очередь.

Целью изобретения является увеличение длительности модифицирующего 45 воздействия смеси при одновременном о рафинировании и дегазации чугуна и повышение его механических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что экзотермическая смесь, содержащая карбид кальция, силикокальций, криолит и графит, дополнительно содержит силикобарий при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Карбид кальция 30-40

Силикокальций 10-20

Криолит 5-10

Силикобарий 15-25

Графит Ос таль ное

Наличие в составе экзотермической смеси карбида кальция способствует стабилизации температуры обрабатываемого расплава, кроме того карбид кальция увеличивает рафинирующую способность смеси. В случае повышения содержания карбщ,а кальция в составе смеси свыше 40X . наблюдается увеличение количества образующегося шлака, которнй становится тугоплавким и нереакционноспособным особенно.при недостаточно высокой температуре жидкого чугуна. Кроме этого, высокое содержание карбида кальция требует значительной присадки криолита (до

207). Пониженное содержание карбида кальция (ниже 3OX) в смеси ведет к снижению температуры обрабатываемого чугуна и ведет к кристаллизации чугуна с отбелом.

Силикокальций способствует стабилизации структуры чугуна. Применение экэотермической смеси с пониженным содержанием силикокальция (ниже 10X) ведет к кристаллизации чугуна с отбелом вследствие образования сложных карбидов с участием бария, имеющих сравнительно большую термическую стойкость в температурном интервале затвердевания чугуна.

При увеличении силикокальция в смеси более 207 образуется большое количество шлака.

Криолит в составе смеси служит для связывания продуктов взаимодействия кальция и бария с кислородом, серой и фосфором, содержащихся в жидком чугуне. Содержание криолита в смеси ниже 5Х приводит к нарушению условий рафинирования чугуна, так как образующийся шлак становится тугоплав,— ким и нереакционноспособным. Повышение концентрации криолита выше 107 нецелесообразно, так как не наблюдается эффекта повышения рафинирующей способности шлака.

Наличие силикобария в составе смеси увеличивает длительность модифицирующего эффекта и, улучшая рафинирование чугуна, повышает его механические свойства. При содержании силикобария в составе смеси выше 25Х имеет место

"отбел", ниже 157. происходит снижение длительности модифицирующего воздействия и свойства металла отливок понижаются.

Графит (или другой углеродистый материал) в составе смеси в сочетании с карбидом кальция способствует создаСодержание экзотермической смеси, мас.Ж т

Состав

Силикокальций арбид альция

Криолит

Графит

Силикобарий

57

30

40 10

23

20

10

20

ЗО

12 з . 10937 нию восстановительной атмосферы, образованию активных центров кристаллизации, измельчению включений. графита, устранению отбела и уменьшению усадки чугуна. При наличии углеродистого материала в составе смеси меньше, чем предлагаемый предел, эффект от воздействия незначителен, а выше указанного предела не происходит дальнейшего повышения показателей процесса 0 обработки.

Экзотермическая смесь для обработки серого чугуна представляет собой механическую смесь порошка графита с дробленым . карбидом кальция, силикокальцием, криолитом, силикобарием (фракция 2-3 мм).

Пример. Обработке подвергают чугун, содержащий, мас.7: углерод

3,44; кремний 0,84; марганец 0,74; 2п фосфор 0,15; сера 0,085. Ввод смеси осуществляют на дно ковша при температуре заливаемого металла 13801400 С. Для испытаний подготовлены смеси, состав которых представлен в 25 табл. I.

Результаты опытных плавок представлены в таб. 2.

Длительность модифицирующего воздействия смеси определяют временем, прошедшим с момента окончания обра11 4 ботки до появления в структуре чугуна цементита.

Таким образом, использование предлагаемой экзотермической смеси способствует увеличению длительности модифицирующего эффекта и повышению механических свойств обработанного чугуна..

При этом наиболее стабильные результаты для чугуна ваграночной плавки с содержанием серы до 0,085Е достигнуты при вводе в чугун экзотермической смеси предлагаемого состава.

Базовым объектом является известная смесь, содержащая силикокальций.

В сравнении с ней предлагаемая экзотермическая смесь обладает следующими преимуществами. Увеличение длительности модифицирующего воздействия позволяет получать отливки из чугуна без отбела, устраняется необходимость последующей термообработки и, тем самым, сокращается цикл получения годных деталей, при этом снижается себестоимость изделий на ЗОЖ. Кроме этого, за счет рафинирования и дегазации металла увеличиваются прочностные свойства серого чугуна приблизительно на марку, и соответственно снижение расхода смеси.

Т а б л и ц а 1

1093711

Таблица 2 вердость, Нв

Состав смеси трела прогиба, мм

180

20,1.3,3

37,8

190

22,1

41,0

3,8

190

23,4

3 42,5

4,3

190

43,0

24., О

4,4

190.40,5

21,5

5,8

Известный

180

20,8

38,0

3,5 и

Продолжение табл„9

° Я(Соста смеси

Структура чугуна

Предлагаемый Перлит 1003.-ный мелкопластинчатый По 0,8-1,0

Перлит 100Х-ный тонкопластинчатый П 0,6-0,8

Перлит 100Х-ный тонкопластинчатый Gg0,6-0,8

Перлит 100Х-ный тонкопластинчатый П 0,6-0,8

Перлит 100Х-ный тонкопластинчатый П 0,6-0,8

Извест" Перлит 100Х-ный мелко ный пластинчатый П 0,8-1,0

ВНИИПИ Заказ 3379/23

Тираж 540 Поддисаое

Филиал ППП "йатеат", г. ужгород, ул.Проектная,4

Предлагаемый t

Предел прочности на изгиб, кг/мм2

Предел прочност на разры кг/мм2

Длительность модифицирующего воздействия, мин