UA41144C2

UA41144C2 - Порошковий дріт для десульфурації чавуну

Info

Publication number: UA41144C2
Application number: UA2001031492A
Authority: UA
Inventors: Олександр Михайлович Зборщик; Александр Михайлович Зборщик
Original assignee: Олександр Михайлович Зборщик; Александр Михайлович Зборщик
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2003-06-16
Also published as: RU2222604C2; UA41144A

Abstract

Винахід відноситься до чорної металургії, а саме – до засобів для десульфурації чавуну магнієвими реагентами у чавуновозних ковшах. Порошковий дріт для десульфурації чавуну складається з металевої оболонки та заповнювача із порошкоподібного сплаву системи залізо-кремній-магній з вмістом магнію 16 – 35 мас.% та добавкою кальцію, алюмінію, барію, титану та РЗМ. Згідно з винаходом, необхідна кількість добавок повністю або частково введена до складу заповнювача дроту у вигляді металевого кальцію, алюмінію, барію, титану та РЗМ. Винахід забезпечує суттєве спрощення технології виробництва порошкового дроту без зниження ефективності його використання для десульфурації металу.

Description

Опис винаходу

Порошковий дріт може бути використаний у чорній металургії та ливарному виробництві для глибокої 2 десульфурації чавуну магнієм у ковшах. Можливе також його використання для модифікування металу з метою виробництва чавунних відливків з графітом кулястої та вермікулярної форми.

Відомий порошковий дріт для позапічного обробляння чавуну, що складається з металевої оболонки товщиною менше імм, яка заповнена металевим магнієм (див. Патент США Мо4205981, м. кл. С21С7/02, опубліковано 3.06.1980р.). 70 В умовах металургійних заводів цей дріт не може бути ефективно використаний для десульфурації чавуну в ковшах з наступних причин. При температурах позапічного обробляння чавуну введений у метал магній випаровується та видаляється з розплаву у вигляді бульбашок пари, біля поверхні яких протікають хімічні реакції між магнієм та домішками чавуну. Тому для ефективного використання магнію потрібно, щоб руйнування металевої оболонки дроту та вихід пари магнію у метал мали місце у донній частині ковша. З цією метою подачу 72 дроту у розплав потрібно вести з високою швидкістю. При використанні дроту великого діаметру це приводить до утворення у чавуні великої кількості пари, формуванню несприятливих газометалевих потоків, викидам з ковша металу, що оброблюють, та неефективного використання магнію. Зменшення діаметру дроту, який вводять у розплав, приводить до того, що внаслідок нагрівання у металі він швидко втрачає жорсткість та не може проникати на потрібну глибину у чавун.

Відомий також порошковий дріт для введення магнію у розплави на основі заліза, що складається з металевої оболонки та заповнювача, який містить механічну суміш 20 - 4095 порошку магнію та 80 - 6095 обпеченого доломіту (див. Авторське свідоцтво СРСР Мо1655996, м. кл. С21С7/06, опубліковано 15.06. 1991р.).

Його використання дає можливість зменшити кількість пари магнію, яка надходить у розплав при незмінних діаметрі дроту та швидкості введення його у розплав. Але в умовах глибокої десульфурації чавуну цей дріт с 22 також не забезпечую ефективного використання введеного у метал магнію. Го)

При вказаному складі заповнювача дроту магній надходить у метал, що обробляють, у вигляді безперервного струменю пари, дроблення якого на окремі бульбашки відбувається в об'ємі металу. У цих умовах розмір бульбашок пари магнію, що виникають у металі, визначається тільки величиною межфазного натягу на поверхні поділу пари магнію з чавуном. Великий розмір бульбашок, що виникають, приводить до того, що при М 30 низькому вмісті сірки у металі під час руху бульбашки до поверхні розплаву більша частина магнію неможе бути «ф витрачена на протікання хімічних реакцій.

Найбільш близьким по технічній сутності до дроту, що заявляється, є порошковий дріт для десульфурації -- чавуну, що складається з металевої оболонки, яка заповнена порошкоподібним сплавом системи «-- залізо-кремній-магній з вмістом магнію 16 - 3595. З метою поліпшення умов десульфурації металу сплав системи 3о залізо-кремній-магній може додатково містити кальцій, алюміній, барій, титан та рідкоземельні метали (РЗМ) у З кількості 2 - 1095 (див. Патент України Мо36927 заявка Мо2000021113 від 25.02.2000Ор., рішення про видачу патенту на винахід від 02.11.2000р.).

Більш висока ефективність використання магнію при введенні його в метал у складі сплаву системи « залізо-кремній-магній досягається завдяки особливостям розподілення магнію у структурі твердого сплаву. З 50 Дослідження цих сплавів свідчать про те, що головними їх структурними складовими є кремній, лебоіт с (Гебіо) та силіцид магнію (Мазі). У структурі твердого сплаву кремній та лебоїт знаходяться у вигляді з» крупних зерен, між якими знаходяться дрібні включення силіциду магнію. Саме у них зосереджена головна кількість магнію, що присутній у складі сплаву.

Температура плавлення силіциду магнію складає 11027"С, що значно нижче температур плавлення 45 оточуючих його лебоїту та кремнію, які складають відповідно 1220" і 141470. Тому розчинення силіциду магнію е у чавуні протікає швидше, ніж розчинення більш тугоплавких фаз, що складають матрицю сплаву. При цьому - бульбашки пари магнію, що виникають у чавуні, формуються внаслідок розчинення кожного з включень силіциду магнію окремо. Внаслідок малої кількості магнію у них бульбашки мають малі розміри та велику питому площу - поверхні поділу з металом, який оброблюють. Завдяки цьому введення магнію в чавун у складі сплаву «їз» 20 забезпечує високий ступінь використання магнію для десульфурації та модифікування металу.

Недоліком вказаного вище порошкового дроту є те, що вибір оптимального складу його заповнювача у

Т» кожному випадку пов'язаний з необхідністю зміни хімічного складу сплаву, який виплавляють на феросплавних заводах. При проведенні десульфурації та модифікування обмеженої кількості металу в умовах різних підприємств потреба у виробництві дрібних партій сплавів різноманітного хімічного складу значно ускладнює технологію виготовлення порошкового дроту.

ГФ) В основу винаходу поставлено задачу удосконалення порошкового дроту для десульфурації та модифікування чавуну, у якому за рахунок зміни складу заповнювача дроту значно полегшується досягнення о оптимального хімічного складу реагенту.

Поставлена задача вирішується тим, що порошковий дріт складається з металевої оболонки та заповнювача 60 із порошкоподібного сплаву системи залізо-кремній-магній з вмістом магнію 16 - 3595 мас. та добавкою кальцію, алюмінію, барію, титану та РЗМ, згідно винаходу необхідна кількість добавок повністю або частково введена до складу заповнювача дроту у вигляді металевого кальцію, алюмінію, барію, титану та РЗМ.

Необхідна кількість алюмінію може також бути введена до складу заповнювача дроту у вигляді вторинних сплавів системи алюміній-магній з вмістом магнію 0,1 - 1595 мас. бо З метою зменшення втрат реагентів внаслідок окислення атмосферним киснем доцільно також введення кальцію, барію, титану та РЗМ до складу заповнювача дроту у вигляді сплавів з алюмінієм.

Підставою для даного винаходу служать результати дослідно-промислових досліджень десульфурації та модифікування чавуну в умовах металургійних та машинобудівних заводів. Вони свідчать про те, що у багатьох Випадках результати десульфурації та модифікування металу визначаються тільки загальною кількістю введеного у метал реагенту та не залежать від того, у якому вигляді він входить до складу заповнювача порошкового дроту.

Приклад: Оцінку можливості використання порошкового дроту запропонованого складу проводили на прикладі позапічної десульфурації чавуну сплавами системи залізо-кремній-магній з добавкою алюмінію. За 7/0 умов підвищеної температури чавуну, що оброблюють, добавка алюмінію потрібна для зниження вмісту кисню у металі та підвищення ефективності використання магнію для десульфурації чавуну. З цією метою були виконані дві серії експериментів у 140-т ковшах. В усіх випадках температура чавуну під час десульфурації знаходилась у межах 1380 - 141076.

У першій серії експериментів був застосований порошковий дріт діаметром 1Омм, для виробництва якого був виготовлений порошкоподібний сплав складу, (о мас.): 20,1 Ма; 50,5 51; 1,4 Са; 6,5 АЇ; Ре - залишок. У другій серії експериментів в якості заповнювача дроту був використаний сплав серійного виробництва складу, (95 мас): 26 Ма; 52,1 51; 2,4 Са; 0,96 АІ; Ре - залишок. Додаткова кількість алюмінію була введена до складу заповнювача дроту у вигляді гранул металевого алюмінію.

В обох випадках оболонка дроту була виготовлена із сталі О8ВЮ товщиною 0,4мм. Швидкість введення дроту 2о У метал змінювалась у межах 1,8 - 2,2м/с.

Результати проведеного дослідження наведені у таблиці. Аналіз експериментальних даних доводить, що в обох випадках ефективність десульфурації металу була практично однаковою незалежно від того, у якому вигляді алюміній входив до складу заповнювача дроту. Це дає можливість спростити технологію виготовлення порошкового дроту без зниження ефективності його використання для десульфурації металу. сч щі о досліду |чавуну, то" десульфурації чавуну, 90 :

М кг/т «І - - з з « - с

Claims

Формула винаходу ;»

1. Порошковий дріт для десульфурації чавуну, що складається з металевої оболонки та заповнювача із порошкоподібного сплаву системи залізо-кремній-магній з вмістом магнію 16-35 мас.9уо та добавкою кальцію, ьч алюмінію, барію, титану та РЗМ, який відрізняється тим, що необхідна кількість добавок повністю або частково -3з введена до складу заповнювача дроту у вигляді металевого кальцію, алюмінію, барію, титану та РЗ3М.

2. Порошковий дріт по п. 1, який відрізняється тим, що алюміній вводять до складу заповнювача дроту у - вигляді сплавів системи алюміній-магній з вмістом магнію 0,1-15 мас.95.

З. Порошковий дріт по п. 1 або 2, який відрізняється тим, що кальцій, барій, титан та РЗМ вводять до складу ве заповнювача дроту у вигляді сплавів з алюмінієм. с» Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2003, М 6, 15.06.2003. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. Ф) іме) 60 б5