Шлакообразующая смесь

Шлакообразующая смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.