Экзотермический брикет для ваграночной плавки

Экзотермический брикет для ваграночной плавки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 2 31 230 Бюллетень W

Дата опубликования описания 2 3.1280 (51)М. Кл.

F 27 В 1/00

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 746 ° .34(088.81

6

В.С. Ким, A,Ä. Качан, В.В. Карлин и А.Н. Парада

Всесоюзный проектно-технологический институт литейного"-", производства - : н т .-;, ..., (72) Авторы изобретения (71) За яв и тель (54) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИР БРИКЕТ ДЛЯ ВАГРАИОЧНОЙ

ПЛАВКИ

Изобретение относится к литейному производству, в частности касается состава 3Kэотермического брикета для плавки чугуна.

Известен экзотермический брикет Я на основе карбида кремния, интенсифицирующий ваграночный процесс и являющийся заменителем ферросилиция при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Двуокись кремния 15-25

Окись алюминия 7-30

Окись кальция 12-15

Карбид кремния Остальное

В данном брикете двуокись кремния, окись алюминия и окись кальция являются шлакообразующими составляющими. Они должны предохранять карбид кремния от преждевременного взаимодействия с газовой фазой до попадания в вагранке в зону плавления, где должны расплавиться и освободить карбид кремния для взаимодействия его.с жидким чугуном, в результате чего углерод и кремний из карбида кремния должны перейти в чугун с одновременным выделением теплоты с экзотермическим эффектом.

Однако в известном брикете шлакообраэующие составляющие имеют температуру плавления на уровне .15001700оС. В связи с такой высокой тем5 пературой расплавления шлакообраэующие составляющие не могут расплавиться в вагранке в зоне плавления, где температура газовой фазы находится на уровне 1340-1380оC. Поэто10 му известный брикет начинает разрушаться только в зоне максимальных температур (в кислородной зоне вагранки), где температура газовой фазы достигает 1500-1700вС. Прн этом раз15 рушение брикета не успевает пройти полностью, так как брикет в кислородной зоне вагранки находится очень непродолжительное время. В основном разрушение брикета и взаимодействие

20 содержащегося в нем карбида кремния с чугуном происходит в горне вагранки, где также металл задерживается на короткий промежуток времени. Но так как карбид кремния, в отличие от

25 других носителей кремния, растворяется в жидком чугуне медленно, то в горне вагранки этот процесс растворения не успевает в полной мере пройти. Прн этом значительная часть кар30 бида кремния, которая не успела раст789669 вориться в чугуне, всплывает в шлак и уносится из вагранки. Это приводит к значительным потерям карбида кремния, следовательно, снижается степень усвоения его чугуном. Но так как экзотермический эффект растворения карбида кремния находится в прямой зависимости от степени усвоения

его чугуном, то не используется в полной мере экзотермический эффект от применения карбида кремния.

Цель изобретения — создание экзотермических брикетов на основе карбида кремния, позволяющих увеличить степень усвоения чугуном карбида кремния и повышение экэотермического эффекта.

Для достижения указанной цели использован известный брикет, в котором изменено соотношение компонентов.

Предлагаемый экзотермический брикет имеет следующий состав компонентов, вес.%:

Двуокись кремния 26-35

Окись алюминия 2-6

Окись кальция 16-25

Карбид кремния Остальное

В предлагаемом брикете шлакообразующие составляющие (двуокись кремния, окись алюминия и окись кальция) взяты в такой пропорции, чтобы температура расплав.пения их не превышала 1340-1380ОС.

Таким образом, при температуре

1340-1380ОC шлакообразующие составляющие в брикете расплавляются,брикет разрушается, освобождается карбид кремния для последующего его взаимодействия с жидким чугуном с экзотермическим эффектом. Температура 1340-1380ОС в вагранке достигается уже в зоне плавления, поэтому брикет уже в этой зоне начинает разрушаться, освобождая карбид кремния, и практически разрушение брикета происходит полностью в конце зоны плавления. Освобожденный карбид кремния взаимодействует с жидким чугуном. Таким образом, реакции взаимодействия карбида кремния с жидким чугуном при применении предлагаемых брикетов начинаются значительно раньше, чем при применении известного брикета, который требует для своего разрушения температуры порядка 1500-1700 С. Поэтому при применении предлагаемых брикетов в вагранке процесс растворения карбида кремния в жидком чугуне происходит практически полностью. Реакции насыщения чугуна углеродом и кремнием из карбида .кремния проходят наиболее полно, повышается степень усвоения чугуном карбида кремния и, как следствие, получается максимальный экзотермический эффект.

В табл. 1 приведены составы предлагаемых и известного брикетов, в табл. 2 — данные по усвоению кремi0(ния и,углерода из карбида кремния, содержащегося в брикетах; в табл. 3 — стадии разрушения предлагаемого и известного брикетов в зависимости от температуры нагревания.

Коэффициент усвоения кремния ко1 леблется от 0,81-0,87 (брикеты 9 1 и Р 3) до 0,94-0,96 брикет М 2).

Коэффициент усвоения углерода находится в пределах 0,81-0,88 (брике2О ты Р 1 и М 3) и 0,92-0,95 (брикет

М 2).

Коэффициент усвоения кремния из известного брикета составляет 0,650,71.

В брикетах Р 1 и Р 3 усвоение карбида кремния находится почти в одних и тех же пределах. Наилучшие результаты получены при применении брикетов 9 2. Шлакообразующие составляющие в брикете 9 2 плавятся при 13401350ОС, следовательно, разрушение брикета происходит в зоне плавления; карбид кремния иэ брикета успевает

5 в полной мере раствориться в жидком металле с максимальным экзотермичесЗ5 ким эффектом.

Из табл. 3 видно, что предлагаемые брикеты разрушаются значительно раньше, чем известный брикет, что приводит к увеличению степени усвое4Р ния чугуном карбида кремния и, соответственно, получению максимального экзотермического эффекта.

Таким образом, коэффициент усвоения чугуном кремния из карбида крем45 ния содержащегося в брикете, составляет 0,94-0,96; коэффициент усвоения чугуном углерода из карбида кремния, содержащегося в брикете, составляет

0,92-0,95; температура чугуна повышается на 60-800С при добавке в шихту до 4% брикетов.

Хорошее усвоение чугуном карбида кремния позволяет широко применять предлагаемые брикеты в качестве эффективного носителя кремния с дополЗз нительным перегревом чугуна на 6080оС

789669

Таблица 1

Номер брикета

Химический состав, Температура плавления, ° С

Двуокись Окись Окись калькремния алюминия ция

Карбид кремния

Предлагаемые брикеты

6 16

Остальное

Остальное

2 20

Известный брикет

Остальное

15

Остальное 1500-1520

Т а б л и ц а 2

КоэФфициент усвоения углерода из брикета

Содержание углерода в чугуне

Номер бри кета

С применением брикетов

Без применения брикетов

С применением брикетов

Количест еэ применения брикетов во от металлозавалки, .

Предлагаемые брикеты

2,16 0,87 3,10

0,88

1,58

0,84

1,48

2,56

3,34

3,51

Известный брикет

0,70

0,66

3,34

3,15

2,13

2,23

0,71

0,65

1,69

1,41

3,46

3,11

Т а б л и ц а 3.

Температура нагрева, С г 0

Стадии разрушения брикетов

Предлагаемый брикет

Известный брикет

1100-1150

1180-1260

Размягчение

Деформация от собственного веса

1180-1260

1280-1340

1340-1400

1420-1500

Реакция со вспучиванием

Образование жидкой фазы шлакообраэующих и растекание

1340-1380

1500-1520

Содержание кремния в чугуне, %

1,65

1,30

1,60

1,35

2,25

2,48

2,11

2,32

Коэффициент усвоения кремния из брикета

0,83

0,96

0,94

0,86

0,81

3,05

3,15

3,07

3,12

3,10

3,35

3,53

3,40

3,56

1 350-1 360

1340-1350

1370-1380

0,95

0,92

0,87

0,81

789669

Формула изобретения

Составитель Е. Ноткин

Редактор Т. Кугрышева Техред A.Ùåïàíñêàÿ Корректор O. Вила, °

Заказ 9018/34 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Экзотермический брикет для ваграночной плавки, содержащий карбид кремния, двуокись кремния, окись алюминия и окись кальция, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения степени усвоения чугуном карбида кремния и повышения экзотермического эффекта, он содержит компоненты в следующих количествах вес,Ъ:

Двуокись кремния 26-35

Окись алюминия 2-6

Окись кальция .16-25

Карбид кремния Остальное . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 1583262, кл. 18 В 1/08, опублик. 1977.