CS266955B1 - Spósob zistovania prepalu ferosilícia - Google Patents

Abstract

Riešenie patří do oboru hutníctva a rieši sposob hodnotenia ferosilícia před jeho použitím pri výrobě ocele. Doterajšie požiadavky oceliarských závodov na ferosilícium sa vzfahujú na obsah kremíka, granulometriu, připadne obsah sprievodných prvkov v zliatine. Jednotlivé zliatiny vykazujú rozličnú hodnotu prepalu. Podlá merani sa ukazuje súvislosí medzi objemovými změnami konkrétných odliatych a stuhnutých zliatín a ich náchylnostou k prepalu. Podstatou riešenia je, že sa u konkrétného ferosilícia zmeria přesný obsah kremíka a měrná hmotnost ferosilícia o zrnitosti 2 až 5 mm. Velkost odchýlky nameranej a teoretickej hodnoty mernej hmotnosti pre daný obsah kremíka je nepriamo úměrná velkosti hodnoty prepalu pri tavbě ocele.

Description

Vynález sa týká spósobu zistovania prepalu ferosilícia před jeho použitím pri výrobě ocele. '

Ferosilícium, zliatina železa a kremíka, je technologická zliatina v metalurgii. Patří k najpoužívanejším ferozliatinám, vyrábaným v najvMčších množstvách. Používá sa na dezoxidáciu a legovanie ocelí; na přípravu komplexných dezoxidačných, metalotermických, alebo zásypových exotermických zmesi; v zlievárenstve na přípravu niektorých liatin, ako súčasť očkovacích zmesi, ako súčasť samotuhnúcich formovacích zmesi a pri výrobě niektorých zliatin farebných kovov. Kvalita ferosilícia je posudzovaná obsahom kremíka a zliatiny, sú zaradené do sortimentov v intervalech obsahu kremíka a podlá maximálneho obsahu niektorých sprievodných prvkov. Kvalita sa dalej posudzuje podlá kusovosti, resp. podlá zrnitosti, alebo podlá osobitných požiadaviek odberatelov. Metalurgickou veličinou, ktorou sa ferozliatiny rozlišujú pri tavbách je prepal; u ferosilícia je to percento alebo hmotnost kremíka, ktorý v priebehu tavby pri výrobě ocele oxiduje, prechádza do trosky a sa stráca. Prepal kremíka je pri dezoxidácii ocelí nevyhnutný a záměrný. Prepal kremíka pri legovaní ocelí je nežiadúci, pretože časť kremíka legovacej zliatiny sa stráca, legovanie je menej přesné, produkt prepalu oxid křemičitý může vplývat na výsledok tavby, móže nepriaznivo ovplyvňovať životnost zásaditých vymuroviek metalurgických zariadení. Výsledky laboratórnych meraní a tavieb ukázali, že obsah kremíka a sprievodných prvkov vo ferosilíciu necharakterizujú v plnom rozsahu jeho fyzikálně a metalurgické vlastnosti. Výsledky merania mernej hmotnosti napr. ukázali, že niektoré zliatiny vykazujú určitý pokles merenej hmotnosti, oproti údajom uvádzaným v tabulkách v závislosti: měrná hmotnost k obsahu kremíka v zliatine. Přitom vplyv obsahu sprievodných prvkov v zliatine na pokles jej mernej hmotnosti je podlá výpočtov nepatrný oproti nameraným hodnotám. Výsledky meraní dalej ukázali, že prechodom ferosilícia z kusového do disperzného stavu sa jeho měrná hmotnost dalej znižuje. Napokon výsledky laboratórnych tavieb ukázali, že prepal niektorých konkrétných druhov ferosilícia, je výrazné nižší od iných druhov, hoci obsah kremíka sa v zliatinách vzájomne líši len nepatrné. Meratelne sa prejavila rozdielnosť použitého ferosilícia pri tavbách. Z doteraz povedaného vyplývá, že jedno ferosilíciu je vhodnejšie na legovanie od iného, pretože vykazuje nižšiu hodnotu prepalu pri tavbách; obsah kremíka v zliatine však nemusí v plnom rozsahu túto skutočnost charakterizovat. V laboratórnych tavbách sa totiž ukázalo, že aj ferosilícium vyrobené v róznych tavbách, ale s prakticky rovnakým obsahom kremíka, vykazovalo vzájomne rozdielne hodnoty prepalu. Hodnoty laboratórnych tavieb oproti prevádzkovým, sú v tomto případe smerodajné, pretože ferosilícium přidávané do laboratórnych tavieb bolo odoberané vždy z jediného kusá danej ferozliatiny s přesným chemickým zložením. V prevádzkových pomeroch sa leguje vSčším množstvom ferosilícia odoberaním zo skládky alebo zo zásobníka; pri sklone ferosilícia k nehomogenite a pri postupnom doplňovaní skládky alebo zásobníkov zliatinou, móžu mať jednotlivé kusy rozdiel obsahu kremíka neikoíko percent a aj rozdielne hodnoty prepalu. Pre výrobu niektorých druhov ocelí lehovaných křemíkem, napr. pre kvalitu transformátorových ocelí, má nízká hodnota prepalu ferosilícia nízký obsah oxidických vtrúsenín v oceli, přesnost legovania; teda vlastnosti spojené s kvalitou použitého ferosilícia, zásadný význam.

Podstata vynálezu spočívá v presnom zmeraní obsahu kremíka chemickou analýzou a v presnom zmeraní mernej hmotnosti rovnakého ferosilícia o zrnitosti 2 až 5 mm. Velkost odchylky mernej hmotnosti od tabulkovej hodnoty pre daný obsah kremíka je nepriamo úměrná velkost hodnoty prepalu pri tavbě ocele.

Výhoda uvedeného spósobu spočívá v možnosti hodnotenia a výběru ferosilícia před jeho použitím na legovanie. Vyrobené ferosilícium móže byť z pohladu prepalu viac, alebo menej vhodné, čo je možné zistiť nepriamo meraním a vyhodnotením mernej hmotnosti. Spósob umožňuje vybrat najvhodnejšie ferosilícium tam, kde v technologii výroby ocele sa každý vplyv odráža na finálnych vlastnostiach ocelí, napr. na měrných stratách křemíkových transformátorových ocelí.

Příklad praktického použitia vynálezu je interpretovaný na laboratórnych tavbách . přípravy.ocelí legovaných ferosilíciom. Na legovanie bolo použité 10 róznych zliatin s obsahom

CS 266 955 Bl

62,1 až 71,9 % hmot Si; každá zo zliatin bola dávkovaná do ocele v množstvách 1, 2, 3 a 4 % hmotnosti ocelověj vsádzky (5 kg), čo reprezentuje 40 tavieb. U vzoriek použitého ferosilicia bola zmeraná měrná hmotnost. Závislost mernej hmotnosti na obsahu kremíka v zliatine znázorňuje obr. 1 následovně. Měrná hmotnost ferosilicia uvádzaná v literatúre je charakterizovaná priamkou A (60 % hmot. Si, 4 000 kg.m^-3; 70 % hmot. Si, 3 510 kg.m^-^ . Měrné hmotnosti zliatin s iným obsahom kremíka je možné vypočítat z obsahu zliatin s iným obsahom kremíka je možné vypočítat z obsahu kremíka a z rovnice priamky A (od 60 do 90 % hmot. Si má čiara A charakter priamky). Pod priamkou A nachádzajú sa měrné hmotnosti reálných dosiatich zliatin, merané pri zrnitosti zliatin 2 až 6 mm (prázdné značky) a na zliatinách v prachovom stave (plné body). Z obr. 1 je vidiet, že skutočné reálne zliatiny vykazujú určité odchylky mernej hmotnosti ^(yzdialenosti bodov B od čiary A), ktoré odchylky sa so změnou obsahu kremíka nemenia pravidelné a ktoré sa s prechodom do prachového stavu ešte zvačšajú. Hodnoty prepalov kremíka pri legovaní sa vypočítájú z obsahu kremíka vo vyrobenéj oceli a v použitom ferosilíciu, z množstva ocele a ferosilicia; prepaly mdže byt vyjádřené v percentách alebo v gramoch. Na obr. 2 je znázorněny vztah medzi prepalom ferosilicia (vyjádřeným v gramoch) a rozdielom měrných hmotností (vzdialnosťou bodov B od priamky A). Každá z hodnót prepalu, určujúca bod na obr. 2 je aritmetickým priemorom prepalov štyroch tavieb s daným druhom ferosilicia. Konkrétné číselné údaje k obr. 1 a obr. 2 uvádza tabulka. Tabulka ukazuje praktické použitie hodnotenia a výběru ferosilicia: z desiatich zliatin, ktoré boli sledované, majú zliatiny Č. 4 a 7 najváčší rozdiel měrných hmotností a malí by byt pre tavby najvhodnejšie; zliatina č. 9 vykazuje naopak najmenší rozdiel a teda by mala byť najmenej vhodná. Výsledky tavieb, v tomto případe priemerné hodnoty prepalov kremíka pri tavbách ukazujú, že najnižšie priemerné hodnoty prepalov boli u ferosilicia č. 4 a 7, najvyššie - takmer dvojnásobné u zliatiny č. 9. Graficky túto skutečnost znázorňuje obr. 2 pre dané zliatiny a tavby. Hodnotu prepalu ovplyvňujú aj dalšie veličiny, ktoré spůsobujú rozptyl hodnot (obsah kyslíka v oceli, teplota ocele, granulometria a dlžka skladovania použitého ferosilicia). Z obr. 2 však vyplývá závislost medzi velkosťou odchylky mernej hmotnosti a velkosťou prepalu, čo charakterizuje regresná priamka E. Na obr. 1 je ešte znázorněné ferosilícium bodom D s obsahom 68,7 % hmot. Si, použité v inej sérii tavieb; vykazovalo vóbec najváčšiu odchylku mernej hmotnosti a vĎbec najnižšiu priemernú hodnotu prepalu (0,5 g).

Závislost mernej hmotnosti ferosilicia na obsahu kremíka v zliatine podlá údajov v tabulkách znázorňuje priamka A, skutočné namerané hodnóty na zliatinách o velkosti kúskov 2 až 5 mm body B a u rovnakých zliatina v prachovom stave body C, ako aj vdbee najvačšia nameraná odchylka (bod p) mernej hmotnosti konkrétnej zliatiny. Obr. 2 znázorňuje vztah medzi hodnotou prepalu kremíka vyjádřenou v gramoch a velkosťou odchylky mernej hmotnosti, charakterizovaný priamkou E.

Tabulka číselne odplňuje údaj k obr. 1 a obr. 2.

Tabulka

	Obr. 1	Obr. 2
č.	Si	Ekg.m-33		[kg.rrT^]
	% hmot.	A B vypočítané 2-6 mm	C prach	rozdiel· A - B	Priemer

1	62,1	3 898,2	3 778,9	3 526,1	119,3	15,8
2	62,5	3 878,8	3 724,2	3 462,4	154,6	14,7
3	63,1	3 849,7	3 704,1	3 506,2	145,6	17,0
4	63,1	3 849,7	3 612,9	3 308,8	236,8	11,3
5	63,3	3 840,0	3 678,4	3 411,4	161,6	13,6
6	64,5	3 781,8	3 630,2	3 467,2	151,6	17,1
7	65,3	3 723,4	3 477,7	3 303,2	245,7	11,5
8	65,4	3 738,1	3 541,2	3 326,7	196,9	16,4

CS 266 955 Bl

Tabulka pokračování

č.	Obr. 1	Obr. 2
Si % hmot.	Ckg.m-33	tkg.m-3J
A vypočítané	B 2-6 mm	c prach	rozdiel A - B	Priemer
9	66,6	3 679,9	3 591,7	3 362,4	88,2	20,9
10	71,9	3 422,8	3 305,0	3 353,0	117,8	17,5

PREDMET VYNÁLEZU

Claims (1)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   SpĎsob zisťovania prepalu ferosilícia před jeho použitím vo výrobě ocele, vyznačujúci sa tým, že sa zmeria obsah kremíka a měrná hmotnost ferosilícia o zrnitosti 2 až 5 mm, pričom velkost odchýlky nameranej a teoretickej hodnoty mernej hmotnosti pre daný obsah kremíka je nepriamo úměrná velkosti hodnoty prepalu pri tavbě ocele.