Рафинирующая смесь

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

А1 июЯ0ао (sO 4 С 21 С 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и DTHpbfTVM

Н А ВТОРСИОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3870569/22-02 (22) 21.03.85 (46) 23,09.86. Бюп. Р 35 (71) Целиноградский инженерностроительный институт (72) Н.П. Лыков, В.Д. Краля, В,В. Суменкова, М.П. Бубнов, Л.П. Шатров и Д.Д. Мелисов (53) 669.162.683.2 (088.8) (56) Патент США )) 3954446, кл. 75-53 (С 21 С 1/02), 1980.

Патент Японии Â 57-2242, кл. С 21 С )/02, 1982. (54) (57) 1. РАФИНИРУКЩАЯ СМЕСЬ, содержащая карбид кальция и обожженную извеСть, отличающаяся тем, что, с целью повышения РаФини рующей способности смеси и механических свойств чугуна, она допол нительно содержит содовый шпак внедоменной обработки чугуна, алюминий, фториды редкоземельных метала лов и углерод при следующем содержании компонентов, мас.Х:

Карбид кальция 5-25

Содовый шлак внедоменной обработки чугуна 5-50

Апюминий 0,5-15

Фториды редкоземельных металлов 0,1-5

Углерод 0 5-)0

Обожженная известь Остальное

2. Смесь по п. î т л и ч а ю— щ а я с я тем, что содовый шлак внедоменной обработки чугуна содержит следующие компоненты, мас.Х:

Окись натрия 25-35 е

Окись марганца 18-12

Окись кальция 4-7

Окись кремния 20-30 (Окись магния 1-3

Окись апюминия )-2

Ю И

Окись железа -. Остапьное

1258833

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в литейном производстве для рафинирования чугуна.

Целью изобретения является повышение рафинирующей способности смеси.и механических свойств чугуна.

Рафинирующая смесь содержит карбид кальция, обожженную известь, содовый шлак внедоменной обработки чугуна, алюминий, углерод и фториды редкоземельныхметаллов при следующем соотношении компонентов,мас. Е:

Карбид кальция 5-25

Содовый шлак внедоменной обработки чугуна 5-50

Алюминий 0,5-15 фториды редкоземельных металлов 0 1-5

Углерод О, 5-10

Обожженная известь Остальное

При этом состав содового шлака внедоменной обработки чугуна следующий, мас.X:

Окись натрия 25-35

Окись кремния 20-30

Окись кальция 3-7

Окись марганца 8-12

Окись алюминия 1-2

Окись магния 1-3

Окись железа Остапьное

Введение в состав рафинирующей смеси дополнительно содового шлака, алюминия, фторидов РЗМ и углерода приводит к резкому изменению физико-химических процессов, происходящих в жидком чугуне, вызывает его эффективное рафинирование.

Окислы, входящие в состав содового шлака, обладают высокой активностью и, как следствие, большой реакционной способностью. При вводе их s чугун они активно взаимодействуют с серой, образуя сульфиды, которые отличаются своей термодинамической стабильностью, малой плотностью и легко удаляются из расплава, снижая при этом вязкость образующихся шлаков, особенно в области низких температур.

При содержании в смеси содового шлака менее 5Х образуется иегомоген-, ный и вязкими шпак. Это приводит к снижению рафииирующей активности компонентов смеси.

При содержании содового шлака в смеси более 50Х резко повышается

IS

50 реакционная способность образующихся шлаков, что приводит к интенсивному разъединению футеровки ковша.

Алюминий, введенный в состав смеси, наряду с сильным раскисляющим воздействием на металл, ведет к восстановлению сульфидообразую- щих металлов из окислов, повышая тем самым активность протекания реакций десульфурации чугуна.

Нижний предел содержания алюминия в составе смеси (0,5Х) необходим для обеспечения протекания реакций восстановления сульфидообразующих металлов из окислов смеси; при содержании его более 15Х происходит процесс насыщения чугуна алюминием и снижение прочностных характеристик металла, Наличие в составе смеси карбида кальция совместно с обожженной известью способствует более активному удалению серы из чугуна. При вводе в чугун кальция, входящий в состав СеС и СаО, активно вступает в реакцию с серой, образуя тугоплавкие соединения CaS.

Особенно эффективно обессеривание чугуна карбидом кальция, известью, содовым шлаком протекает при наличии в смеси фторидов редкоземельных металлов. Наличие этих компонентов вызывает резкое понижение температуры плавления рафинирующей смеси (до 1100-1150 С), повышение ее жидкоподвижности и реак-.- ционной способности по отношению к сере чугуна. Кроме того, при взаи» модействии фторидов с чугуном происходит восстановление из них редко, > земельных металлов, которые являются сильными элементами-модификаторами, способствующими как рафинированию чугуна, так и его модифицированию, что приводит к значительному повышению его механических свойств.

При содержании этих компонентов менее 0 1Х понижается жидкоподвижность шлака и несколько снижаются механические свойства чугуна. Повышение их содержания (более 5X) де", лает шлак агрессивным по отношению к футеровке ковша.

Углерод в смеси способствует обраэованию дополнительных центров, кристаллизации графита, устранению отбе1 ла и уменьшению усадки.При содержании ,углерода менее 0,5Х зародышеобразо3 1258 вание графита происходит малоэффек- тивно. Ввод углерода в смесь в количестве более IOX приводит к выделению спели в чугуне.

Рафинирующую смесь. готовят следую- 5 щим образом: исходные компоненты измельчают до фр. <3 мм (кроме порошКоВого алюминия и *торидов Р3М, кото рые используют в состоянии поставки} смешивали в барабане в течение 30 мин.10 где S и содержание серы в исходном чугуне; содержание серы в чугуне, обработанном рафинирующими сме сями.

S к

Компонентный состав испытанных рафинирующих смесей приведен в табл. I.Смеси 1-4 соответствуют составу предлагаемой рафинирующей смеси, смеси 5 и 6 взяты для сравнения (более высокое и более низкое содержание элементов), смесь 7 соответствует известному составу рафиниРующей смеси. 20

Сравнительные испытания смесей проводят влитейном цехе. Чугун выплавляют в вагранке производительностью 3 т/ч, отливают клиновидные пробы и детали насосов. В качестве 25 шихты используют литейные чугуйы марки JIKI .и ЛКЗ, .чугунный лом и отходы собственного производства. . Температура металла на желобе вагранки 1360-1380 С. Обработку. чугуна осуществляют в чаниковом ковше емкостью 0,6 т. Расход рафинирующей

Ост альное

10 3

6 О,1

0 5 1

15 5

0,4 0,05

16 6

23

0,5

40

0,6

"В составе 7 дополчительно содержатся фториды щелочноэемельных металлов в виде СаР,в количестве 2 3.

1 5

2 20

3 12

4 25

5:4

6 28

833 4 смеси составил I X от веса жидкого металла.

Степень обессернвания чугуна 1 определяют по формуле

Результаты десульфирующей способности смесей и механические свойства чугунов приведены в табл. 2.

Обработка чугуна рафинирующими смесями предлагаемого состава позволяет получить более высокие степень обессеривания и механические свойства чугуна, чем смесями известных составов °

Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемого состава рафинирующей смеси составляет

10-15 руб. при обработке 1 т чугуна за счет повышения ее рафинирующей способности в 1,3-1,6 раза и -повышения механических свойств чугуна: предела прочности при растяжении на 60-100 МПа!относительного удлинения на 1,5-1!77.

Т а б л и и а 1

1258833

Таблица 2

Степень обессерива- . чия 9 X

85 70 68 74 57 60 52.Предел прочности 8 в

МПа

370 380 380 360 310 300 280

Относительное удлинение 8, Ж

2,Я 1,8 2,0 1,6 0,4 0 5 0,3

Составитель К. Сорокин

Редактор Н. Егорова . Техред M.Õîäàíè÷ Корректор Т. Колб

Заказ,5086/25 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4