Способ получения железо-кремний-магниевой лигатуры

Способ получения железо-кремний-магниевой лигатуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к разработке способов получения лигатур железо-кремний-магний. Эти лигатуры используют для модифицирования чугунов, Цель изобретения - повышение степени усвоения магния, модифицирующей способности лигатуры и снижение себестоимости лигатуры. В расплав ферросилиция, находящийся в камере автоклава, при 4-5 атм вводят отходы магнийсодержащих магниевых сплавов, В расплаве поддерживают соотношения лития к кремнию 0,001- 0,011:1 и лития к магнию 0,01-0,15: : 1, 2 табл. с (ё е

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ам «!! (дд 4 C 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ П=ЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЮБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 l ) 4224316/31-02 (22) 06.04.87 . {46) 30.03,89. Бюл. Ф 12 (71) Днепропетровский металлургический институт им. Л,И.Брежнева (72) М.И.Гасик, В.Д.Белан, А.Н.Морозов, О.И.Люборец, В.А.Гаврилов, В.А.Саранкин, В.В.Трегубенко, В.Н.Матюшенко и Г„И.Быков (53) 669,15.71(088.8) (56) Кривошеев А.Е. и др. О современных способах производства лигатур магния — Литейное производство, 1959, 1! 3, с. 24-25.

Технологическая инструкция .ТИ 144-Ф-07-83. Производство лигатуры железо-кремний-магниевой. ВПО

СОЮЗФЕРРОСПЛАВ МЧМ СССР, Запорожский завод ферросплавов. Запорожье, 1983, с ° 4-6.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к разработке способов получения лигатур типа железо-кремний-магний, которые широко используются в черной металлургии для модифицирования чугунов.

Цель изобретения — повышение степени усвоения магния, модифицирующей способности лигатуры и снижение себестоимости лигатуры.

Способ осуществляют следующим образом.

Жидкий ферросилиций заливают в ковш, который устанавливают в камере автоклава. В автоклаве создают, давление с помощью сжатого воздуха (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗО-КРЕМНИЙ-МАГНИЕВОЙ ЛИГАТУРЫ (57) Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к разработке способов получения лигатур железо-кремний-магний. Эти лигатуры используют для модифицирования чугунов. Цель изобретения — повышение степени усвоения магния, модифицирующей способности лигатуры и снижение себестоимости лигатуры. В расплав ферросилиция, находящийся в камере автоклава, при 4-5 атм вводят отходы магнийсодержащих магниевых сплавов. В расплаве поддерживают соотношения лития к кремнию 0,0010,011:1 и лития к магнию 0,01-0,15:

:1, 2 табл.

4-5 атм. Штангу с магнийсодержащим материалом опускают в расплав и выдерживают 30-40 с. Далее расплав перемешивают мешалкой 250-300 с, Снимают давление и разливают лигатуру.

В качестве магнийсодержащих материалов используют отходы литнйсодержащих магниевых сплавов. В расплаве поддерживают соотношения лития к кремнию (0,001-0,011):! и лития к магнию (0,01-0,15):l.

В табл,l приведены составы отходов литийсодержащих магниевых сплавов, использованных при осуществлении способа, 1468952

Пример. Испытания предлагаемого способа проводят в условиях Запорожского ферросплавного завода.

При выплавке лигатуры использова5 ли следующие шихтовые материалы: фер- росилиций марок ФС45 и ФС65 (ГОСТ

1415-78), чушковый магний, отходы литийсодержащих магниевых сплавов, После заливки ферросилиция, в расплав

1 в автоклаве присаживались магнийсо держащие материалы, Результаты испытаний сведены в табл,2, В ходе испытаний установлено, что предлагаемый способ получения лигатуры, в сравнении с известным способом обеспечивает повышение степени усвоения магния с 8А-86% до 83-94%, т.е. на 3-10% (абс.), снижение затрат íà 20 производство Fe-Б -Ng-лигатуры, т.е. снижение себестоимости лигатуры, а также повышается модифицирующая способность лигатуры эа счет лития, Исследованиями установлено, сте- 25 пень усвоения магния в значительной степени зависит не только от создания условий для образования силицидов магния типа Mg„Si, но и от количественного состава силицидных интер- 30 металлидов. Если создать оптимальные условия, при которых в расплаве будут образовываться интерметаллиды типа

Mg Si с максимальным содержанием магния и минимальным содержанием кремния (т,е, изменить их количест-. венный состав), то при этом степень усвоения магния повысится, так как он будет в больших количествах связываться кремнием в интерметаллиды 40 (не подверженные угару и окислению), При этом, в расплаве образуется некоторый избыток кремния, который эффективно связывает в новые интерметаллиды новые порции магния. 45

Таким образом, создаются условия для существенного снижения угара магния, Низкая степень усвоения магния при осуществлении известного способа .связана в значительной мере с тем, что способ известный обеспечивает условия для образования только интерметаллидов Mg Si со сравнительно низкой концентраци55 ей магния (63 ), В результате этого часть магния оказывается несвязанной в интерметаллиды и угарает.

При осуществлении предлагаемого способа и совместном вводе в ферросилиций магния и лития качественный и количественный состав образующих-. ся силицидных интерметаллидов меняется, так как существенную роль в механизме образования фаз начинает играть литий. Взамен интерметаллидов

Мд $1 образуются фазы Li„Ng Si, количественный состав которых может быть представлен соединением LiM Si з

1,З (Li — 5 ., Mg — 68 S i — 27 ) . Это соединение содержит на 10 . больше сумму лития и магния, чем фаза Mg Si

2 магния и на 10 кремния. Образование интерметаллидов Т 1М@ Ы, протекает более легко, так как литий более сильный силицидообразующий компонент.

В результате магний и литий сразу же после расплавления в больших количествах связываются с кремнием в фазу Limg Si более оптимального состава, чем фазы Ng Si; количество а свободного магния (подвергающегося угару) снижается, в расплаве существует избыток кремния, который связывает в интерметаллиды все новые порции лития и магния. В результате перечисленного степень усвоения магния и лития возрастает.

В результате возможности использования отходов литийсодержащих магниевых сплавов, достигается экономия дорогостоящего и дефицитного металлического магния и повышение качества лигатуры (т-.к как литий усиливает модифицирующий эффект лигатуры) .

Предлагаемые соотношения обусловлены следующим.

При снижении соотношения Li:Mg менее нижнего предела в расплаве наблюдается дефицит лития. Лития оказывается недостаточно для иницирования образования интерметаллидов (Limg

Li Ìg более верхнего предела в расплаве избыток лития. Ввиду высокой склонности к образованию силицидов он вытесняет магний из интерметаллидов состава Li Mg-Si-, что повышает угар магния (за счет увеличения доли

Таблица ) Состав отходов ли- Способ по примерам, мас.Х ниевых сплавов 1 2 3 4 5 6 7

7. по массе:

Магний

Литий

86,5 98,8 84

13,5 1,2 16

98,8 92

1,2 8

Таблица 2

Показатели

Способ по примерам

Предлагаемый (Известный

6 7

1 2 3

Состав полученного ферросилиция для выплавки лигатуры, мас.7.

Кремний

Железо

Сопутствующие примеси (Al, Mn и др. )

Температура исходного ферросилиция, С

58

52

57

46

58

58

52

Остальное

1320

1320

)320 1320 . 1320 1320 )320

146895 в расплаве свободного магния) и удорожает технологию.

При снижении соотношения Li.:Si .менее нижнего предела определяющую роль в образовании интерметаллидов играет магний и кремний, ввиду дефицита лития. В результате, фазы

Limg Si,,> наиболее оптимального состава не образуются, что приводит к повышению угара магния и лития, удорожанию технологии и снижению качества лигатуры. При увеличении этого соотношения более верхнего предела в расплаве нарушаются условия образова- 15 ния интерметаллидов наиболее оптимального состава. Взамен образования крупных интерметаллидов Limg

Использование предлагаемого способа позволяет повысить усвоение магния в лигатуру, ее качество за счет введения в лигатуру модифицирующего лития и снизить себестоимость лигатуры за счет использования отходов.

Формула и э о б р е т е н и я

°

Способ получения железо-кремний магниевой лигатуры, включающий заливку ферросилиция и обработку его в автоклаве в присутствии присадки с последующей разливкой, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения степени усвоения магния, модифицирующей способности и снижения себестоимости лигатуры, в качестве присадки используют отходы литийсодержащих магниевых сплавов при поддержании в расплаве соотношений лития к кремнию 0,001-0,01):1 и лития к магнию 0,01-0,15:1.

1468952

Продолжение табл.2 т

Способ по примерам

Показатели

4 5 вестный

Предлагаемый

) 7

Давление в автоклаве, атм 4

Масса ферросилиция, взятого для получения лигату" ры, т 2

Масса вводимых,. литийсодержащих магниевых отходов, кг (1-5 вар.) 100

Масса вводимого металлического магния, кг (6-7 sap.)

Время выдержки расплава в автоклаве, с 40

Время перемешивания.расплава в автокла100 100

100

100

100

100

40

40

40

250

250

250 250 250

250

250 ве,,с

Состав полученной лигатуры, мас. кремний железо магний литий

Соотношение в расплаве .(1-5 вар.)

Li : Si

Ь1 : Mg

Степень усвоения магния, Х (6-7 вар.)

Степень усвоения магния, Х (1-5 вар.) 56 56 44 55

37 37 49 38

4,35 4,0 . 4,31 3,7

0 35 0,62 0,04 0,66

43

4,4

0,05

43

4,2

56

37

4,3

0,011 0,0009 0,012

0 15 0,008 0,17

0,001

0,01

О, 006

0,08

89

92

85

Способ по примеру 4 соответствует условиям выше предлагаемых.

+Ф

Пример 5 — условия ниже предлагаемых.

Составитель А,Арнольд

Редактор И.Сегляник Техред И.Дидык Корректор О.Кравцова

Заказ 1320/27 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственно1 о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101