Экзотермический брикет для ваграночной плавки
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Опубликовано 2 31 230 Бюллетень W Дата опубликования описания 2 3.1280 (51)М. Кл. F 27 В 1/00 Государственный комитет СССР яо делам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 746 ° .34(088.81 6 В.С. Ким, A,Ä. Качан, В.В. Карлин и А.Н. Парада Всесоюзный проектно-технологический институт литейного"-", производства - : н т .-;, ..., (72) Авторы изобретения (71) За яв и тель (54) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИР БРИКЕТ ДЛЯ ВАГРАИОЧНОЙ ПЛАВКИ Изобретение относится к литейному производству, в частности касается состава 3Kэотермического брикета для плавки чугуна. Известен экзотермический брикет Я на основе карбида кремния, интенсифицирующий ваграночный процесс и являющийся заменителем ферросилиция при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: Двуокись кремния 15-25 Окись алюминия 7-30 Окись кальция 12-15 Карбид кремния Остальное В данном брикете двуокись кремния, окись алюминия и окись кальция являются шлакообразующими составляющими. Они должны предохранять карбид кремния от преждевременного взаимодействия с газовой фазой до попадания в вагранке в зону плавления, где должны расплавиться и освободить карбид кремния для взаимодействия его.с жидким чугуном, в результате чего углерод и кремний из карбида кремния должны перейти в чугун с одновременным выделением теплоты с экзотермическим эффектом. Однако в известном брикете шлакообраэующие составляющие имеют температуру плавления на уровне .15001700оС. В связи с такой высокой тем5 пературой расплавления шлакообраэующие составляющие не могут расплавиться в вагранке в зоне плавления, где температура газовой фазы находится на уровне 1340-1380оC. Поэто10 му известный брикет начинает разрушаться только в зоне максимальных температур (в кислородной зоне вагранки), где температура газовой фазы достигает 1500-1700вС. Прн этом раз15 рушение брикета не успевает пройти полностью, так как брикет в кислородной зоне вагранки находится очень непродолжительное время. В основном разрушение брикета и взаимодействие 20 содержащегося в нем карбида кремния с чугуном происходит в горне вагранки, где также металл задерживается на короткий промежуток времени. Но так как карбид кремния, в отличие от 25 других носителей кремния, растворяется в жидком чугуне медленно, то в горне вагранки этот процесс растворения не успевает в полной мере пройти. Прн этом значительная часть кар30 бида кремния, которая не успела раст789669 вориться в чугуне, всплывает в шлак и уносится из вагранки. Это приводит к значительным потерям карбида кремния, следовательно, снижается степень усвоения его чугуном. Но так как экзотермический эффект растворения карбида кремния находится в прямой зависимости от степени усвоения его чугуном, то не используется в полной мере экзотермический эффект от применения карбида кремния. Цель изобретения — создание экзотермических брикетов на основе карбида кремния, позволяющих увеличить степень усвоения чугуном карбида кремния и повышение экэотермического эффекта. Для достижения указанной цели использован известный брикет, в котором изменено соотношение компонентов. Предлагаемый экзотермический брикет имеет следующий состав компонентов, вес.%: Двуокись кремния 26-35 Окись алюминия 2-6 Окись кальция 16-25 Карбид кремния Остальное В предлагаемом брикете шлакообразующие составляющие (двуокись кремния, окись алюминия и окись кальция) взяты в такой пропорции, чтобы температура расплав.пения их не превышала 1340-1380ОС. Таким образом, при температуре 1340-1380ОC шлакообразующие составляющие в брикете расплавляются,брикет разрушается, освобождается карбид кремния для последующего его взаимодействия с жидким чугуном с экзотермическим эффектом. Температура 1340-1380ОС в вагранке достигается уже в зоне плавления, поэтому брикет уже в этой зоне начинает разрушаться, освобождая карбид кремния, и практически разрушение брикета происходит полностью в конце зоны плавления. Освобожденный карбид кремния взаимодействует с жидким чугуном. Таким образом, реакции взаимодействия карбида кремния с жидким чугуном при применении предлагаемых брикетов начинаются значительно раньше, чем при применении известного брикета, который требует для своего разрушения температуры порядка 1500-1700 С. Поэтому при применении предлагаемых брикетов в вагранке процесс растворения карбида кремния в жидком чугуне происходит практически полностью. Реакции насыщения чугуна углеродом и кремнием из карбида .кремния проходят наиболее полно, повышается степень усвоения чугуном карбида кремния и, как следствие, получается максимальный экзотермический эффект. В табл. 1 приведены составы предлагаемых и известного брикетов, в табл. 2 — данные по усвоению кремi0(ния и,углерода из карбида кремния, содержащегося в брикетах; в табл. 3 — стадии разрушения предлагаемого и известного брикетов в зависимости от температуры нагревания. Коэффициент усвоения кремния ко1 леблется от 0,81-0,87 (брикеты 9 1 и Р 3) до 0,94-0,96 брикет М 2). Коэффициент усвоения углерода находится в пределах 0,81-0,88 (брике2О ты Р 1 и М 3) и 0,92-0,95 (брикет М 2). Коэффициент усвоения кремния из известного брикета составляет 0,650,71. В брикетах Р 1 и Р 3 усвоение карбида кремния находится почти в одних и тех же пределах. Наилучшие результаты получены при применении брикетов 9 2. Шлакообразующие составляющие в брикете 9 2 плавятся при 13401350ОС, следовательно, разрушение брикета происходит в зоне плавления; карбид кремния иэ брикета успевает 5 в полной мере раствориться в жидком металле с максимальным экзотермичесЗ5 ким эффектом. Из табл. 3 видно, что предлагаемые брикеты разрушаются значительно раньше, чем известный брикет, что приводит к увеличению степени усвое4Р ния чугуном карбида кремния и, соответственно, получению максимального экзотермического эффекта. Таким образом, коэффициент усвоения чугуном кремния из карбида крем45 ния содержащегося в брикете, составляет 0,94-0,96; коэффициент усвоения чугуном углерода из карбида кремния, содержащегося в брикете, составляет 0,92-0,95; температура чугуна повышается на 60-800С при добавке в шихту до 4% брикетов. Хорошее усвоение чугуном карбида кремния позволяет широко применять предлагаемые брикеты в качестве эффективного носителя кремния с дополЗз нительным перегревом чугуна на 6080оС 789669 Таблица 1 Номер брикета Химический состав, Температура плавления, ° С Двуокись Окись Окись калькремния алюминия ция Карбид кремния Предлагаемые брикеты 6 16 Остальное Остальное 2 20 Известный брикет Остальное 15 Остальное 1500-1520 Т а б л и ц а 2 КоэФфициент усвоения углерода из брикета Содержание углерода в чугуне Номер бри кета С применением брикетов Без применения брикетов С применением брикетов Количест еэ применения брикетов во от металлозавалки, . Предлагаемые брикеты 2,16 0,87 3,10 0,88 1,58 0,84 1,48 2,56 3,34 3,51 Известный брикет 0,70 0,66 3,34 3,15 2,13 2,23 0,71 0,65 1,69 1,41 3,46 3,11 Т а б л и ц а 3. Температура нагрева, С г 0 Стадии разрушения брикетов Предлагаемый брикет Известный брикет 1100-1150 1180-1260 Размягчение Деформация от собственного веса 1180-1260 1280-1340 1340-1400 1420-1500 Реакция со вспучиванием Образование жидкой фазы шлакообраэующих и растекание 1340-1380 1500-1520 Содержание кремния в чугуне, % 1,65 1,30 1,60 1,35 2,25 2,48 2,11 2,32 Коэффициент усвоения кремния из брикета 0,83 0,96 0,94 0,86 0,81 3,05 3,15 3,07 3,12 3,10 3,35 3,53 3,40 3,56 1 350-1 360 1340-1350 1370-1380 0,95 0,92 0,87 0,81 789669 Формула изобретения Составитель Е. Ноткин Редактор Т. Кугрышева Техред A.Ùåïàíñêàÿ Корректор O. Вила, ° Заказ 9018/34 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 Экзотермический брикет для ваграночной плавки, содержащий карбид кремния, двуокись кремния, окись алюминия и окись кальция, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения степени усвоения чугуном карбида кремния и повышения экзотермического эффекта, он содержит компоненты в следующих количествах вес,Ъ: Двуокись кремния 26-35 Окись алюминия 2-6 Окись кальция .16-25 Карбид кремния Остальное . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ 9 1583262, кл. 18 В 1/08, опублик. 1977.
