Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении катодных узлов алюминиевых электролизеров. Цель изобретения - увеличение объемной усадки, плотности, электросопротивления в литом состоянии и коррозионной стойкости . Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 2,0-4,0; Si 2,0-3,6; Мп 0,1-0,3; Р 0,05-1,6; S 0,3-0,7; Fe - остальное . Увеличение в составе чугуна содержания серы с 0,05 до 0,3-0,7% обеспечило повьш1ение объемной усадки в 1,9-2,6 раза, плотности в 1,02- 1,06 раза, электросопротивления в литом состоянии в 2,2-2,8 раза и увеличение коррозионной стойкости в 1,1-1,2 раза. 1 табл. Ш (Л со 4 4 СХ) О а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

СЮ4 С 22 С 37 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4042372/31-02 (22) 24.03.86 (46) 15.10.87. Вюл. К 38 (71) Запорожский машиностроительный институт им.В.Я.Чубаря (72) В,М,Шамий, А.А.Абрамов, И.И.Азаров, М.Н.Неркун и М.П.Кононов (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1073318, кл. С 22 С 37/10, 1984.

Типовая инструкция по монтажу и капитальному ремонту алюминиевых электролизеров. ТИ 11 10-6-78 МЦМ

СССР. Л., 1978, с.4, „.80„„1344806 А1 (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении катодных узлов алюминиевых электролизеров ° Цель изобретения - увеличение объемной усадки, плотности, электросопротивления B литом состоянии и коррозионнойстойкости. Новый чугун содержит компо— ненты в следующем соотношении, мас.Ж:

С 2,0-4,0; Si 2,0-3,6; Мп 0,1 -0,3;

Р 0,05-1,6; S 0,3-0,7; Fe — остальное. Увеличение в составе чугуна содержания серы с 0,05 до 0,3-0,7Х обеспечило повышение объемной усадки в 1,9-2,6 раза, плотности в 1,021,06 раза, электросопротивления в литом состоянии в 2,2-2,8 раза и увеличение коррозионной стойкости в

1,1-1,2 раза. 1 табл.

1344806

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для катодных узлов алюминиевых электролизеров.

Цель изобретения — увеличение объемной усадки, плотности, электросопротивления в питом состоянии и коррозионной стойкости.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в составе предложенного чугуна обусловлен следующим.

Углерод и кремний при содержании на нижнем уровне обеспечивают повышенную объемную усадку чугуна, что характерно и для серы во всем диапазоне ее концентраций в чугуне.

Сера, обладая высокой растворимостью в жидком чугуне, интенсивно тормозит графитизацию. Атомы серы в жидком чугуне обладают поверхностнои активностью по отношению к поверхности раздела расплав-зародыш графитной фазы. В результате этого зародыши графитной фазы быстро покрываются слоем адсорбированных атомов серы, центры графитизации деэактивируются и не перерастают в зародыши сверхкритических размеров. Чугун кристаллизуется белым с "замороженными" зародышами графита. Усадка чугуна вследствие торможения графитчза" ции увеличивается.

При содержании серы до 0,3% чугун кристаллизуется серым, а графит образуется равномерно-пластинчатым. При содержании серы 0,3-0,7% образуются карбиды (цементит ), приводящие к полной замене стабильной эвтектики пелебуритом, избыток серы располагается по границам зерен. Электросопротивление УВКоА структуры чугуна высокое, объемная усадка большая.

При содержании серы более 0,7% не.— зависимо от длительности графитизи-. рующего отжига в чугуне сохраняется перлит, что не позвояяет снизить электросопротивлени::: контакта катодного узла после отжига в период обжига подины.

При концентрации серы в пределах

0,3-0,7% во время обжига подины электролизера происходит самоо.вжиг, в результате которого центры графитизации быстро развиваются и превращаются в мелкие включения углерода отжига компактной формы, присутствую— щие в большом количестве„ Металличес- кая матрица становится ферритной с

50 фора. Жидким чугуном с температурой

1400-1420 С заливают катодные узлы, В лабораторных условиях чугун выплавляли в индукционной печи

ИСТ-016 Л(идг;.пм чугуном запивали натурные образцы, моцелирующие работу катодного узла алюминиевого электролизера, и пробы дпя определения усадки чугуна. Измеряли объемную усадку и электросопротиьление чугуна, элект10

В. выделениями серы по границам зерен в ниде сульфидной фазы. Электрическое сопротивление чугуна снижается и определяющую роль в его снижении играет металлическая основа чугуна.

Фосфор обеспечивает высокую жидкотекучесть чугуна при заливке катодного узла.

В качестве примеси чугун может содержать до 0,3% Сг.

Предложенный чугун обеспечивает высокую объемную усадку, в результате которой образуется зазор между заливкой и блоком (1,0-1,5 мм ). При наличии такого зазора катодный стержень может свободно расширяться при нагреве катодной секции, не разрушая угольные блоки, что приводит к увеличению срока службы электролизеров.

Кроме того, образующийся зазор увеличивает эпектросопротивление контакта токоподвод;угольный блок, что в период обжига подины электролизера (нагрев до 900-950 С) способствует выделению большого количества тепла в самой подине, ускоряет и улучшает ее обжиг.

После обжига подины и пуска электролизера под воздействием гемпературы 900-950 C в чугуне в течение 3сут происходит грайитизирующий отжиг (самоотжиг ), в результате которого изменяется структура. Ферритная металлическая матрица и компактный углерод отжига обеспечивает чугуну низкое электросопротивление.

Чугун выплавляют в индукционной печи ИЧТ-2,5 с кислой футеровкой.

Для выплавки чугуна используют шихту из 100% отработанных блюмсов (токоподводов) . В качестве карбюризатора используют бой угольных блоков с содержанием углерода 96,7%. Серу вводят в ковш перед выпуском металла в виде сернистого железа (30% серы ) в количестве 2,0-4,0% от веса чугуна. Фосфор вводят в печь за 10-15 мин до окончания плавки в виде феррофос1344806 росопротивление контакта в литом состоянии и после отжига по режиму обжига подины электролизера °

СоСтавы известного и предложенного чугуна и их свойства приведены в таблице.

Чугун

Химический состав мас.X

Объемная усадка

Ее чугуна,7

S I Mn S

3,4 3,0 0,5

Известный

0,04

0,8

1,3 Осталь— ное

0,03

Предложенный 1,8 1,9 0,08 0,24

2,3

0 05

2,0 2,0 0,10 0,30

3,0 2,8 0,20 0,50

4,0 3,6 0,30 0,70

2,1

0,83

),8

1,60

1,5

1,70

4,1 3,8 0,50 0,80

0 7

Чугун .

Плотность, г/см э

Корроэионная стойкость, г/м ч

Электросопротивление чугуна, р икОм см

2 в литом после графитисостоянии эирующего отжига

7,02

18,25

Известный

53

7,65

I6,24

7,35

147

128

7„29

7,19

117

7,15

Как следует из таблицы, повышение в известном чугуне содержания серы с 0 05 до 0,3-0,7Х обеспечило повышение объемной усадки в 1,9-2,6 раза, плотности в 1,02-1,06, электросопротивления в литом состоянии в 2,2 — 2,8 раза и увеличение коррозионной стойкости в 1,1—

1,2 раза.

Формула изобретения

Чугун преимущественно для заливки катодных узлов алюминиевых электролизеров, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, сеРу и железо, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения объемной усадки, плотности, электросопротивления в литом состоянии и коррозионной стой-

Предложенный 43

Продолжение таблицы

15,31

15,29

16,10

16,20

1344806

2, 0-4,0

2,0-3,6

Составитель Н.Косторной

Редактор Т.Лазоренко Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Заказ 4889l28 Тираж 604

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4 кости, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Х:

Углерод

Кремний

Марганец

Фосфор

Сера

Железо

0,1-0,3

0 05-1,6

0,3-0,7

Остальное..