Смесь для комплексной обработки черных металлов

Смесь для комплексной обработки черных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СМЕСЬ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающая силикокальций, карбид кальция, криолит и алюминий, отличающая с я тем, что, с целью улучшения механических и литейных свойств сплава, она дополнительно содержит побочный продукт производства карбида кальция, а в качестве карбида кальция содержит металлургический сланцевый карбид кальция при следующих соотношениях компонентов, мас.: Силикокальций 25-35 Побочный продукт производства карби15-2Q да кальция Криолит 5-10 2-6 АЛЮМИНИЙ с Металлургический е сланцевый карбид сл Остальное кальция

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„511 с 21 с 5/54; с г1 с У/076

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН1фФ::" :::::;,-",,;::.",у/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ "" «. х

Остальное (21) 3419158/гг-02 (22) 07.04.82 (46) 07.09.83. Бюл. Й 33 (72) М.М. Ефаненков, Ю.А. Каплуновский, В.В. Семененко и В.А. Владимиров (71) Всесоюзный проектно-технологи+ческий институт литейного производств ва \ (53) 621.745(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССРЬ 616295, кл. С 2.1 С 7/00, 1976.

2 ° Авторское свидетельство СССР и 749902, кл. С 2 1 B 1/00, 1980.

1 (54)(57) СМЕСЬ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОБРА-.

БОТКИ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающая силикокальций, карбид кальция, крио„„SU„„1039969 А

: лит и алюминий, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью улучшения механических и литейных свойств сплава, она дополнительно содержит побочный продукт производства карбида кальция, а в качестве карбида. кальция содержит металлургический сланцевый карбид кальция при следующих соотношениях компонентов, мас.Ф:

Силикокальций 25"35

Побочный продукт производства карбида кальция 15"20

Криолит 5-10

Алюминий 2ю6

Металлургический сланцевый карбид кальция

15-20

5-10

2-6

1 1039

Предлагаемое изобретение относится к литейному производству, в частности к рафинированию, мод., ицированию, рас кислению и микролегированию чугуна и стали, т.е. к комплексной их обработке как в ковше, так и негюсредственно в печи перед выпуском.

Известна смесь для обработки чугуна, содержащая карбид кальция, силикокальций, криолит и графит 1 j.

При обработке этой смесью происходит частичное раскисление, а расход смеси довольно высок 1,$3 от массы металла.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является смесь для комплексной обработки жидкого чугуна C2 ), содержащая,вес.Ф:

Силикокальций 30-40

Графит 5-10

Криолит 5 1О

Алюминий 2" 6

Карбид кальция Остальное

Однако использование ее для обработки стали не всегда возможно (огра- у5 ничено), гюскольку эффект науглероживания в данном случае часто нежела телен; Смесь не обладает эффектом микролегирования. Карбид кальция (технический), который применяется у Зо составе известной смеси, как десуль« фурирующий реагент является дорогим дефицитным материалом, потребность в котором для основных целей (получения ацетилена и др.) не удовлетворяется.

Высокая температура плавления карбида . кальция (около 2300 С) уменьшает реакционную способность смеси, приводит к уменьшению температуры металла и снижению его жидкотекучести, т.е. ухудшению литейных свойств. По этой же причине десульфурирующая сгюсобность технического карбида кальция не постоянна и зависит от многих причин, прежде всего, от температуры расплава. 45

Целью изобретения является улучше-, ние механических и литейных свойств сплава.

Поставленная цель достигается тем, что смесь для комплексной обработки черных металлов, содержащая силикокаль ций, криолит, алюминий и карбид кальция, дополнительно содержит. гюбочный продукт производства карбида кальция, а в качестве карбида кальция содержит металлургический сланцевый карбид кальция при следующих соотношениях компонентов, мас.4:

969 3

Силикокальций 25-35

Побочный продукт производства карбида кальция

Криолит, Алюминий

Металлургический сланцевый карбид кальция Остальное

Побочный продукт производства кар" бида кальция представляет собой сплав

-на основе железа, содержащий следующие компоненты, мас.Ф:

Кремний 11,0-20,0

Кальции 0,3-0,5

Титан 0,2-2,0

Марганец 0,3-0,8

Ванадий О, 1-0, 12

Хром 0,3 1,4

Молибден 0,3-0,4

Ниобий 0,2-0,3

Железо Остальное

Наличие в составе побочного продукта производства карбида кальция легирующих элементов - Si Ti Мп, Ч, CR, Мо, Nb обеспечивает комплексное микролегирование обрабатываемого сплава при одновременном раскислении и модифицировании. Высокая степень усвоения легирующих элементов из указан. ного продукта обусловлена его боль шой плотностью, близкой к плотности жидкого металла.

Металлургический сланцевый кар" бид кальция имеет следующий состав, мас.Ф:

Карбид кальция 33-45

Свободный углерод 2"2,5

Окись кальция 32-40

Карбонат кальция Остальное

Он отличается более низкой, чем у технического карбида кальция температурой плавления (1400-1500 С), кроме того, это менее дорогой (в 1,5"

2 раза дешевле) и недефицитный матери. ал, получаемый из дешевого. сырья сланцеперерабатывающего производства, Применение в составе смеси металлургического сланцевого карбида кальция увеличивает реакционную способность смеси благодаря меньшей температуре йлавления и соответственно меньшим тепловым потерям, что стабилизирует процесс десульфурации и позволяет получить металл с большей жидкотекучестью, а следовательно, и лучшего качества. Кроме того, в этом случае смеаь получится менее дорогостоящей и дефицитной.

969

4 более 354 нежелательно из-за его де-, фицитности.

Криолит: минимальное содержание криолита принято на уровне известной смеси,,увеличение содержания криолита более 103 нежелательно иэ-за его дефицитности.

Алюминий: алюминий обеспечивает эффективное раскисление расплава и при его содержании в смеси менее 2 этот эффект незначителен, увеличение содержания алюминия. более 64 приводит к усиление графитиэирующего эффекта в чугуне, что может вызвать уменьше" .ние механических свойств выплавляемо-. го металла.

Иеталлургический сланцевый карбид . кальция: уменьшение его количества менее 29 приводит к уменьшению обессеривающей способности смеси, и, как следствие, ухудшению свойств металла; увеличение количества карбида кальция более 533 приведет к уменьшению легирующего или модифицирующего эффекта смеси, так как в этом случае соответственно уменьшается содержание в смеси или побочного продукта производства карбида кальция или сияикокальция.

Использование предлагаемой смеси позволяет получить новый качественный эффект, выражающийся в повышении механических свойств и жидкотекучести. При .этом прочность чугуна увеличивается на 15-25 ИПа, в результате чего получаем новую марку чугуна

СЧ35 взамен СЧ30.

Кроме того, снижается себестоимость выплавляемого металла se счет использования менее дефицитного и дорогого сырья (сланцевый карбид кальция) и отходов производства (побоч" ного продукта производства карбида кальция ) взамен карбида кальция (тех-е нического) и частично силикокальция..

Расход смеси составляет 1,23 от массы жидкого металла, Экономия при обработке 1 т жидкого металла предлагаемой смесью составляет от 0,6 до 1 руб. Годовой ожидаемый экономический эффект составит 60100 тыс. руб.

Предлагаемая смесь может найти широкое применение в литейном производстве при изготовлении высококачественных отливок из чугунов повышенных марок СЧ30, СЧ35 и выше, а также из стали.

В табл. 2 приведены сравнительные данные по химическому составу.(содержание углерода, кремния, серы, титана) и свойства чугуна после обработки предлагаемыми и известной смесями.

Как видно из таблицы замена технического карбида кальция на металлургический сланцевый и добавка в смесь побочного продукта производства кар- 2О бида кальция обеспечивает высокую степень десульфурации и раскисления, на уровне известной смеси, такую же склонность чугуна к отбелу и одно-: временно новый положительный эффект. " 2 более высокий уровень механических свойств„ повышается прочность при рас. тяжении на 15-25 ИПа и увеличивается жидкотекучесть на 50-100 мм. . увеличение механических свойств чугуна обеспечивается дополнительнь1м микролегированием, в частности, титаном, который содержится в побочном продукте производства карбида кальция, а также раскислением, модифицированием и десульфурацией.

Обоснование граничных значений компонентов:

Побочный продукт производства кар. бида кальция: при увеличении в составе смеси количества побочного продукта более 203 наблюдается увеличение отбела, вследствие захолаживающего действия, которое оказывает железо и легирующие элементы. При этом понижаются прочностные свойства чуГу-4 на, жидкотекучесть и увеличивается твердость чугуна.

При уменьшении в составе смеси по бочного продукта производства карбида кальция (менее 153) происходит умень 0 шение прочностных характеристик.

Силикокальций: уменьшение его количества в смеси менее 254 приводит :к ослаблению модифицирующего действия 5 ,смеси и увеличению склонности чугуна к отбелу; увеличение силикокальция

3 1039

В табл. l приведены составы смесей с различным содержанием компонентов, среднее значение - смесь Р 3,; граничные значения - смеси И 2;. 4, смеси 11 1, 5 - выходящие за граничные значения дополнительно введенного компонента (побочного продукта производства карбида кремния) и соб га" вов. 6 - известный.

1039969

Т а б л и ц а 1

Содержание компонентов, Смесь

61

Криолит

Графит

Алюминий

Карбид кальция

Силикокальций

Мет аллургический сланцевый карбид кальция обо чный продукт производства карбамида кальция

4 57 4

53 2

4l 4 29 6

35 5

40 6

Таблица 2

Содер- Проч- Твержание ность дость, 5 Т1 кисло- при гПа рода в растячугуне, женин, см З/100 МПа

\ Ю °

10

7

1О

10!

18

25

10 известная

Химический состав чугуна, Ф

Смесь

Глубина жидкотеку" чест ь, мм отбела, мм

3,1

3,1

3,0

1 3,16

2 317

3 3,174 3,16

5 317

6 3,23

1,8!

1,82

1,80

1,86

1,81

1,79

0,007 0,001

0,007 0,002

0,007 0,003

0,008 0,004

0,008 0,005

0,008

2,0-2, l 0-2

2,1-2,2 0-2

2, 1-2,2 0

330

650

3,0

3,0

3,15

2,1-2,3 0-2

2,0-2,4 2-5

2,0-2,2 0-2

Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6820/26

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

Составитель К. Сорокин

Редактор А. Шандор Техред В.Далекорей Корректор Д. Зимокосов