Способ раскисления металлов

Способ раскисления металлов

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам раскисления металлов. Цель изобретения - увеличение скорости раскисления. Способ раскисления металлов предусматривает формирование на поверхностях раздела твердого электролита с раскисляемым расплавом и раскисляющей средой переходных зон путем нанесения на стенки емкости смеси частиц твердого электролита и компонентов раскисляемого расплава со стороны этого расплава и смеси частиц твердого электролита и компонентов раскислителя со стороны этого раскислителя, что позволяет получить чистый по неметаллическим включениям металл с минимальным содержанием вредных примесей.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам раскисления металлических расплавов. Цель изобретения - увеличение скорости раскисления. При погружении в металлический расплав емкости с проницаемыми для примесей стенками из твердых электролитов с ионной по примесям проводимостью растворенные в металле примеси диффундируют через стенки внутрь емкости и связываются рафинирующей средой. При этом из смеси частиц твердого электролита с компонентами раскисляемого расплава на границе раздела расплав - электролит вследствие растворения компонента раскисляемого расплава формируется переходная зона, состоящая из частиц твердого электролита, пропитанных рафинируемым расплавом. Со стороны раскисляющей среды также формируется аналогичная переходная зона из частиц твердого электролита, пропитанных раскисляющей средой. В результате возрастает площадь поверхностей раздела твердый электролит - раскисляемый расплав и твердый электролит - раскисляющая среда, обеспечивается полная смачиваемость электролита раскисляющим расплавом и раскисляющей средой и за счет этого увеличивается скорость раскисления. П р и м е р. Изготовили две партии проницаемых для кислорода пробирок из диоксида циркония, стабилизированного полуторным оксидом иттрия. На внутреннюю и наружную поверхности пробирок одной партии нанесли смесь частиц диоксида циркония с тонким порошком карбонильного железа, являющегося компонентом рафинируемого расплава и рафинирующей среды. Пробирки второй партии изготовили по обычной технологии. В печи Таммака в корундовом тигле расплавили 500 г восстановленного водородом железа и раскислили его алюминием (рафинирующая среда). В четыре пробирки (две полученные по обычной технологии и две с нанесенной на внутреннюю и наружную поверхности смесью частиц диоксида циркония и порошка железа) поместили по 10 г нераскисленного восстановленного водородом железа, содержащего 0,17% кислорода (рафинируемый металл). При 1600^оС пробирки с нераскисленным железом погрузили в расплав раскисленного железа и выдержали там определенное время. При погружении пробирок в расплав порошок карбонильного железа в нанесенной на поверхности пробирок смеси расплавился и образовал с частицами диоксида циркония переходные зоны с развитой поверхностью раздела твердый электролит - раскисляемый расплав и твердый электролит - раскисляющая среда, полностью смоченные раскисляемым расплавом и раскисляющей средой. Во время выдержки кислород из нераскисленного расплава диффундировал через стенки пробирок в раскисленный расплав и связывался там алюминием в нерастворимые в металле оксиды. После выдержки пробирки извлекали из раскисляющего расплава и в раскисляемом железе методом вакуум-плавления определяли содержание кислорода. В результате анализа оказалось, что содержание кислорода в железе, находившемся в пробирках с нанесенной на поверхности смесью порошков диоксида циркония и железа, снизилось после выдержки в течение 10 мин до 0,04% и после выдержки в течение 30 мин - до 0,003%. В пробирках, изготовленных по обычной технологии, содержание кислорода в железе снизилось до 0,06% и 0,01% соответственно. Таким образом, формирование в процессе раскисления на поверхностях раздела твердого электролита с раскисляемым расплавом и раскисляющей средой переходных зон путем нанесения на стенки емкости смеси частиц твердого электролита и компонентов раскисляемого расплава и раскисляющей среды увеличило площадь поверхностей контакта, улучшило смачиваемость твердого электролита раскисляемым расплавом и раскисляющей средой, увеличило за счет этого скорость раскисления и позволило снизить содержание кислорода в металле при десятиминутном раскислении в полтора, а три тридцатиминутном - в три раза больше по сравнению с раскислением в пробирках, изготовленных по обычной технологии. Предлагаемый способ может быть использован для раскисления и рафинирования расплавов черных и цветных металлов из многих растворенных примесей - кислорода, азота, серы, меди и др. Использование предлагаемого способа раскисления металлов из растворенных примесей позволит получать чистый по неметаллическим включениям металл с минимальным содержанием вредных, или нежелательных примесей, что особенно важно для стали и сплавов специального назначения.

Формула изобретения

СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ по авт. св. N 852941, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости раскисления, стенки емкости со стороны раскисляемого расплава покрывают смесью частиц твердого электролита и компонентов раскисляемого расплава, а со стороны раскисляющей среды - смесью частиц твердого электролита и компонентов раскисляющей среды.