Способ химико-термической обработкимедных фурм доменных печей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнп

Соцналнстическнп

Рес убпик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii834237

Ф ф

" .-1" (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30. 07. 79 (2! ) 2803502/22-02 (sl)N. Кл. с присоелинением заявки М

С 23 С 9/ог

3Ъпударстеенный комитет

СССР (23) Приоритет

II0 делам изобретений и открытий

Опубликовано 30. 05. 81. Бюллетень ЛЬ 20

Дата опубликования описания 30. 05. 81 (53) УДК 621 ° 785. . 51. 539 (088. 8) А. С. Кудлай, В. А. Сацкий, И. Т. Хомич, В. А. Новиков, В. Н. Ященко и Н. И. Довгий (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский проектноконструкторский технологический институт механизации

1 труда в черной металлургии и ремонтно-механических работ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕДНЫХ

ФУРМ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в литейной промьппленности, Известен способ защиты поверхности литейных фурм от воздействия окружающей среды с использованием жаростойких покрытий, Металлическую поверхность фурмы механически покрывают огнеупорной изоляцией, состоящей иэ антрацита, литейного кокса и каменноугольного пека flj.

Однако связь между поверхностью и защитным слоем механическая, малопрочная. Получаемьгй слой пористый, газопроницаемый,Проникновение кислорода через пористый слой способствует окислению подслоя и дополнительному ослаблению связи защитного слоя с металлом. Это приводит к тому, что в процессе эксплуатации защитный слой может быть легко содран с поверхности фурмы.

Известен также способ повьппения стойкости медных фурм алитированием.

2 .Фурми подвергают алитированию в смеси порошков AI и А1 0 при 800 С. Толщина диффузионного слоя составляет

2,5-5,0 мм. Увеличение срока службы изделия достигают за счет более высокой изиосо- и окалиностойкости диффузионного слоя, образующегося на поверхности фурмы после алитирования 121.

I0 Однако диффузионный слой, увели.чивая .износо- и окалиностойкость, не оказывает заметного влияния на сопротивляемость фурмы тепловым ударом, имеющим место при соприкос15 новении фурмы с расплавленным металлом.

Цель изобретения — увеличение срока службы фурм за счет повьппения их стойкости против тепловых ударов.

Поставленная цель достигается тем, что перед алитированием на поверхность фурм наносят слой свинца толщиной 1,5-3,0 мм.

3 834237

После диффузионного отжига фурмы, 1 предварительно покрытой свинцом, н на ее поверхности получают биметалли- о ческий диффузионный слой, внутрення 3 часть которого на 80Х состоит из т структурно-свободного свинца, на5 щ ружная — из алюминиевой бронзы, ч

Температура на поверхности фур- б мы при стационарном режиме работы . и

150-180 С, температура плавления о

10 свинца 327 С. До соприкосновения о н фурмы с жидким металлом свинец на- д ходится в твердом состоянии. При попадании на фурму жидкого чугуна к (тепловой удар) часть тепла идет 5 П на расплавление свинца и таким об- л разом уменьшается тепловой напор на з остальной объем металла. За счет этого ф

1,5 - 2,0

2,0 — 2,2

2,5 — 3,0

4,0 — 4,5

3,5 — 4,0

2,5 — 3,0

Без свинца

0,2 — 0,3

0,8 — 1,0

1,5 — 2,0

1,5 - 2,0

1 0 — 1,2

0 5

1,5

3,5

4,0, снижается вероятность прогара фурмы.

Биметаллический диффузионный слой получают следующим образом.

На заготовку каким-либо способом (в данном случае методом окунания в расплав) наносят слой свинца толщиной 1,5-,3,0 мм. Далее эту заготовку подвергают диффузионному отжигу в среде А1-Ме-галоидное соединение.

В процессе диффузионного отжига в медь одновременно диффундирует свинец и алюминий, так как эти элементы антогонисты, то и получают биметаллический диффузионный спой.

На фотографии приведена микроструктура диффузионного споя, Сравнительную оценку стойкости против тепловых ударов оценивают следующим образом.

В обработанные образцы на глубине

10 мм от поверхности зачеканивают термопары. Образцы на 15 с подводят под факел газовой горелки на расстоянии 40 мм от сопла и в это время

Толщина слоя свинца, наносимого а заготовку перед алитированием, пределяется общей толщиной диффуионного слоя и его внутренней часи. При толщине меньше 1,5 мм обая толщина диффузионного слоя отлиается от таковой при алитировании ез свинца. Незначительна также толщина внутренней части. Увеличее толщины слоя свинца свыше 3,0 мм е приводит к увеличению толщины иффузионных слоев.

Наличие в реакционной смеси жидометаллической фазы (свинец при темературе диффузионного отжига) увеичивает скорость диффузии в 3-4 раа, что обеспечивает получение дифузионного слоя общей толщиной 4-5 мм против 1,5-2,0 мм при алитировании без свинца. Увеличение толщины диффузионного слоя также положительно сказывается на рабочих характеристиках Фури.

Пример. Медный образец покры25 вают слоем свинца различной толщины методом окунания в расплав и подвергают алитированию в смеси, содержащей, вес.%:

Порошок алюминия 30

Зо Порошок железа 18

Окись алюминия 50

Хлористый аммоний 2,0

Толщина диффузионного слоя после такой обработки приведена в таблице. на осциллографе записывают кривую нагрева. У образцов, обработанных по предлагаемому способу, темпера55 тура за это время достигает ,690-720 С, в то время как у образцов, О подвергнутых алитированию по технологии известного способа составляет

760-800 С.

5 834237 6

Таким образом, вероятность прога- вышения стойкости против тепловых ра фурм уменьшается на 50Х, а срок ударов, перед алитированием на послужбы увеличивается Hà 35Х. верхность фурм наносят слой свинца толщиной 1,5-3,0 мм.

Формула изобретения

Составитель Л. Бурлинова

Редактор М. Ткач Техред Н. Келушак Корректор Н. Швь)цкая

Заказ 4015/53 Тираж 1048 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Способ химико-термической обработки медных фурм доменных печей, включающий алитирование, о т л и— чающий с я тем, что, с целью увеличения срока службы за счет по5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Андоньев С. М. и др. Охлаждение доменных печей. М., "Металлургия", )о 1972, с. 268-269.

2. Патент США Ф 4043542, кл. 266-270, 197).