Шихта для получения модифицирующего шлака
Иллюстрации
Показать всеРеферат
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
1 11 4 С 21 С 5/54
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; П
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
5-10
5-10
Остальное шпат
Карбид кремния
Базальт (21) 3873175/22-02 (22) 05.02.85 (46) 30,07.86.Бюл. 9 28 (71) Пензенский политехнический институт (72) В.А.Грачев, Н.А.Горелов, Е.М.Кирин и А.А.Худайбергенов (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
I1 937522, кл. С 21 С 7/02, 1982.
Авторское свидетельство СССР
Р 467940, кл. С 21 С 5/54, 1973.
„„SU„„1247422 А1 (54) (57) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРУЮЩЕГО ПШАКА, включающая известь и плавиковый шлат, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью придания шлаку модифицирующих свойств и увеличения его десульфурирующей способности, она дополнительно содержит карбид кремния и базальт при следующем соотношении компонентов, мас.X:
Известь 10-15
Плавиковый,1247422
Изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к составам шихт для получения шлаков, используемых при плавке и обработке железоуглеродистых расплавов.
Целью изобретения является придание шлаку модифицирующих с. войств, увеличение его десульфурирующей способности.
Предложенная шихта для получения модифицирующего шлака включает известь, плавиковый карбид кремния и базальт при следующем соотношении компонентов, мас.7.:
Известь 10-15
Плавиковый шпат 5-10
Карбид кремния 5-10
Вазальт Остальное
Наличие в составе шихты указанного количества компонентов способствует созданию шлака, позволяющего при обработке чугуна одновременно его модифицировать и рафинировать.
Введение в состав шихты карбида кремния обеспечивает эффективное протекание реакций раскисления окислов железа, кремния и марганца, входящих в состав шлака. Причем„ если раскислительная способност:ь кремния до 1400 С превышает таковую для углерода, то в интервале температур выше 1400 С активность углерода значительно превышает активность кремния, что обеспечивает выполнение задачи интенсивного протекания реакции раскисления в широком интервале температур расплава. Использование углерода и кремния в виде отходов абра-. зивной промьппленности позволяет компенсировать их недостатки как раскислителей в непрерывно изменяющихся условиях.
Содержание в составе шихты карбида кремния менее 57 не обеспечивает условий для раскисления. Увеличение содержания карбида кремния более
10 мас.7 нецелесообразно, так как приводит к удорожанию смеси и сокращает содержание в шлаке остальных компонентов, необходимых для комплек— сного выполнения поставленной цели.
Использование в составе шихты базальта, содержащего мас.Ж: Pe„0
10-15; Si0 42-52 Mg0 5-20; А1 О
10-20; TiO I 3, обусловлено наличием в нем окислов кремния и магния, позволяющих модифицировать чугун, а также его невысокой стоимостью. Изменение содержания базальта, вьппе и ниже принятых пределов значительно влияет:на процесс модифицирования, 5 что подтверждено практическими исследованиями, и указанные пределы считаются оптимальными.
Введение в состав шихты извести и плавикового шпата обеспечивает активное протекание процесса десульфурации, а также способствует расжижению шлака и улучшает кинетику рас— кисления металла.
Содержание плавикового шпата в шихте менее 57. и извести менее 107 не обеспечивает достаточной степени разжижения шлака и ухудшает кинетику раскисления, повьппение же вьппе верхних пределов приводит к удорожанию смеси и сокращает в шлаке содержание модифицирующих элементов.
В табл.1 приведены данные по свойствам шлака, полученного из предложенных компонентов шихты, отражающие
, степень влияния на них различных со,цержаний компонентов шихты.
Как;видно из табл.1, шлак имеет достаточно высокую температуру плавления и вязкость, что обеспечивает ве30 дение процесса электрошлаковой обработки расплава чугуна при 16501700 С. Эти показатели обеспечивают находящиеся в составе базальта окислы кремния, железа и алюминия (за д5 счет высоких своих температур плавления и высоких вязкостей), а также присутствующий в составе шихты карбид кремния. Введение в состав смеси плав.икового шпата и извести в комплексе с остальными компонентами обеспечивает шлаку необходимые свойства.
В табл.2 приведены варианты составов испытанных шихт для получения модифицирующих шлаков, при этом варианты шихт 1-3 относятся к известной шихтовой смеси.
Испытание шлаков, выплавленных из известной и предложенной шихт, производил1и следующим образом.
Предварительно перемешанную шихту для получения модифицирующего шлака переплавляли в дуговой электропечи, после чего работу печи переводили в бездуговой электрошлаковый режим,, снижая величину напряжения, и в печь осуществляли закалку металлической шихты следующего расчетно1 о состава,7: С 3,2-3,3; Si 1,91247422
Содержание компонентов, мас.Ж
Шихта
Свойства звест Плавиковый Карбид крем- Базальт Т.пл., Вязкость шпат ния С при 1320 С
7,5
Остальное 1270
0,51
1270
То же
10
0,50
12,5
7,5
7,5
1250
0,57
10
1220
0,53
17,5 12
1216
0,52
2,0; Мп 0,7-0,8; $ 0,11-0,12;Р до
0,14; Плавки проводили в полупромьппленной однофазной электрошлаковой печи с нерасходуемым графитовым электродом. Печь питалась от печного трансформатора ТПО 250/40 ПК. Порция шихты расплавлялась и расплав подвергался обработке в течение
15 мин после достижения им темпе— о ратуры 1500 С. Температура шлака поддерживалась в пределах 1650+20 С.
Исследовалось влияние обработки полученным шлаком на изменение химического состава и механических свойств переплавляемого чугуна.
Химический состав и механические свойства чугуна, выплавленного с использованием шлака, приготовленного из предложенной шихты в сравнении с применяемой для этой цели известной шихты (опыты проведены при одинаковых условиях), приведены в табл.3.
Чугун, выплавленный и обработанный шлаком, полученным из предложенной шихты, имеет более высокие ме, ханические свойства, в сравнении с обработкой шлаком из известной смеси, что объясняется значительной десульфурацией, превьппающей 907, а также модифицирующим действием шлака,содержащего высококремнеземистые расплавы, содержашие Si в виде сложных компонентов.
Модифицирующий эффект подтверждается и тем, что отбел полученного чугуна значительно меньше.
Из табл.3 видно также, что выплавленный чугун имеет более высокое содержание С, Si и Мп, тогда как при использовании известной шихты содержание этих элементов снижается. Кроме того, положительное действие карбида кремния, который, имея высокую температуру плавления и близкую к шлакам плотность !
О (3,2 г/см ), находится в слое шлака в гетерогенном состоянии, сохраняя большую реакционную способность.Следует отметить и высокую стоимость карбида кремния к окислительной ат15 мосфере, что уменьшает скорость его окисления и делает его эффективным диффузионным раскислителем. Раскислительные способности шлака, получен-, ного из предложенной шихты, подтвер20 ждает и цвет шлака после его исполь-. зования, который был зеленовато-оливковым.
Таким образом, применение предло25 женкой шихты для получения модифицирующего шлака позволяет выплавлять модифицированный чугун с повьппенными свойствами без использования для этого дорогостоящих ферросплавов.
Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в повышении срока службы отливок из чугуна, модифицированного без применения специальных дорогостоящих фер35 осплавов с одновременным его раскислением и десульфурацией.
Таблица 1
1247422
Т а б л и ц а 2
Шихта
Концентрат Известь Карбид Базальт ставролитов кремния
Плавиковый Алюминиевый порошок шпат
Остальное
То же
25
7 5
Остальное
То же
7,5
12,5
7,5
15
17,5
Таблица 3
Шихта Химический состав, иас.X
Механические свойства
-Г
6е 6,, кгсlмм! кгсlмм! 6,мм!
Si Mn S P нв
П р и м е ч а и и е. Числитель — значения до обработки, знаменатель " после обработки.
ВНИИПИ Заказ 4081/26 Тираж. 552 Подписное
Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужт ород, ул. Проектная, 4
I а зз
3,25
2 а
3 3
3>24 з
3 3 а
3,27
3 28
4 а
3,34
5 а
Э 26
3 ° 32
3 26
6 а з,з!
7 а з з
3,36
3 3 в а
3,36
1 96
Л
l,82 а ! 97
1,Â
1 91
1,Â
1 90
1,94
1 91 а
1,96! 92
-а
1,99
92 а
2,01
l 93 .!
2,03 а
О 77
0,73
О 78
0,75
О 74
0,69
О 75 а
О,78
О 71 а
0,74
О 73 а
0,77
O 74 а
О,77
О 75 а
0,77 о !!
-а-0,08 о !! а
0,09
О 11 а
0,09 о !!
О,О6
О 11 а
0,06 о !! а
0,05
О 11 а о,оз о !! а о,оз а
î o1ãz
О,1!
О 14 а
0,14 о !э а
0,12
О 1Z а
О ° 1Z о !з
0,12
О 12
Л о,!г
О 1З
0,1Z
О 12 а о,12
24 4 а
21,2
25 а
20,6
24 l
ZO,1 г! о а
26, 2. го 8 а
26,1
20 1
--а30,5
22 4 а
29,5
Z1 O а
26,8
48 1 а
40,8
49 2
40,2
48 5
Л»
41,2
41 4 а
52,1
40 1 .-а
51,9
42 О
--а-49,1
Л
52,6
4! 6
45,9 э z а
3,0
3 2
2,9
33
«а3,0
2 8 з
3,0
3 О а-3,1
3 а
3,3 зо а
3,2
3 О а
3,Z г17
207
229
2! 7
229
207
217
241
«г«О7«
217
Z«1«7«
229
297
241
»г«О»7«
24 1