МОДИФИКАТОР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК C22C35/00 C21C1/00 

Изобретение относится к модификаторам, предназначенным для использования в металлургии для получения чугуна.

Известно, что при выплавке чугуна с целью повышения его качества применяют добавки в виде модификаторов (см. Политехнический словарь. - М.: "Советская энциклопедия", 1989, с.597).

В качестве модификаторов применяют, например, ферросилиций, ферросилиций с барием и др. (см. Политехнический словарь. - М.: "Советская энциклопедия", 1989, с.311). Данный аналог выбран в качестве прототипа.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка модификатора для получения чугуна, обеспечивающего полное растворение ферросилиция при значительном снижении себестоимости производства модификаторов, путем использования отходов отсева ферросплавов.

Поставленная задача решается несколькими вариантами.

По первому варианту в известном модификаторе для получения чугуна, содержащем ферросилиций с барием, согласно изобретению ферросилиций с барием взяты в виде мелкодисперсной композиции с размером фракции до 0,5 мм, модификатор дополнительно содержит плавиковый шпат и жидкое стекло, при этом компоненты взяты в соотношении мас.%:
Барий - 1-7
Плавиковый шпат - 1-5
Жидкое стекло - 1-5
Ферросилиций - Остальное
По второму варианту модификатор для получения чугуна, содержащий ферросилиций с барием, согласно изобретению ферросилиций с барием взяты в виде мелкодисперсной композиции с размером фракции до 0,5 мм, модификатор дополнительно содержит гранулированный магний с размером гранул от 0,5 до 2 мм, плавиковый шпат и жидкое стекло, при этом компоненты взяты в соотношении мас.%:
Барий - 1-7
Магний - 1-10
Плавиковый шпат - 1-5
Жидкое стекло - 1-5
Ферросилиций - Остальное
По первому и второму варианту в качестве мелкодисперсной композиции ферросилиция с барием взята пыль отсева ферросилиция с барием.

По третьему варианту модификатор для получения чугуна, содержащий ферросилиций, согласно изобретению ферросилиций взят в виде мелкодисперсной композиции с размером фракции до 0,5 мм и модификатор дополнительно содержит гранулированный магний с размером гранул от 0,5 до 2 мм, плавиковый шпат и жидкое стекло, при этом компоненты взяты в соотношении мас.%:
Магний - 1-10
Плавиковый шпат - 1-5
Жидкое стекло - 1-5
Ферросилиций - Остальное
По третьему варианту в качестве мелкодисперсной композиции ферросилиция взята пыль отсева ферросилиция.

По всем трем вариантам модификаторы сформированы в виде объемной геометрической фигуры.

Изобретения объединены единым изобретательским замыслом: введение плавикого шпата в количестве 1-5 мас.% способствует полному растворению ферросилиция, т. к. плавиковый пшат, обладая высокой способностью соединяться с кислородом, снимает окисную пленку с фракций ферросилиция.

Предлагаемые варианты изобретений позволяют получить широкую номенклатуру модификаторов, которые применимы для получения различных марок чугунов.

Изобретение по первому варианту применимо и для получения чугуна ваграночной плавки с температурой расплава ниже 1300^oС.

С целью отбеливания чугуна модификатор по первому и второму вариантам содержит барий, т.к. он обладает графитообразующим свойством. В результате получается белый чугун, который обладает повышенной твердостью и износоустойчивостью.

А введение чистого гранулированного магния по второму и третьему вариантам позволяет использовать предлагаемые модификаторы для получения высокопрочных чугунов с шаровидной формой графита. Кроме того, магний способствует также десульфурации чугуна.

Кроме того, во всех вариантах эффективно используется отходы - пыль отсева ферросплавов, что значительно снижает себестоимость производства модификаторов.

Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне и изобретательском уровне, т.к. данное техническое решение не следует явным образом из существующего уровня техники.

Предлагаемое техническое решение может быть применимо в черной металлургии при производстве чугуна. Отечественная промышленность располагает всеми средствами (материалами, оборудованием), необходимыми для изготовления предлагаемого модификатора и его использования в промышленности.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется описанием конкретного выполнения различных видов модификаторов.

Химический состав модификаторов по первому варианту соответствует химическому составу, представленному в таблице 1 (см. в конце описания).

Размер фракции ферросилиция с барием в модификаторе МБ: от 0,001 до 0,5 мм. Модификаторы по первому варианту применимы и для получения чугуна ваграночной плавки.

Химический состав модификаторов по второму варианту соответствует химическому составу, представленному в таблице 2 (см. в конце описания).

Размер фракции ферросилиция с барием в модификаторе ММБ: от 0,001 до 0,5 мм.

Размер фракции магния в модификаторе ММБ: от 0,5 до 2 мм.

Химический состав модификаторов по третьему варианту соответствует химическому составу, представленному в таблице 3 (см. в конце описания).

Модификаторы по второму и третьему вариантам применимы для получения высокопрочных чугунов с шаровидной формой графита чугуна. Процентное содержание магния согласовывается с конкретным потребителем.

При изготовлении модификаторов по первому варианту первоначально определяют необходимое количество каждого компонента. Далее осуществляют смешивание пыли отсева ферросилиция с барием с размером фракции до 0,5 мм с плавиковым шпатом. Полученную смесь перемешивают, добавляют жидкое стекло и продолжают тщательное перемешивание. Последняя операция - прессование модификаторов в виде любой объемной геометрической фигуры: брикет, цилиндр и т.д.

По второму варианту перед введением плавикого шпата добавляют гранулированный металлический (чистый) магний с размером гранул 0,5-2 мм.

По третьему варианту технология изготовления аналогична второму варианту, но используют пыли отсева ферросилиция с размером фракции до 0,5 мм.

Заявитель использует форму брикета. Размеры модификаторов по диаметру могут быть от 1 до 100 мм (1 мм, 5 мм, 7 мм, 10 мм, 20, 50 и 100 мм).

Размер модификаторов определяется по согласованию с потребителем.

Определение химического состава партии модификаторов определяется расчетом исходя из массовых долей составляющих,
Ситовый анализ проводится по ГОСТ 22310-84.

Модификатор поставляют упакованный в стальные барабаны типов II III по ГОСТ 25750-83. По требованию потребителя модификаторы могут предварительно упаковываться в полиэтиленовые мешки по ГОСТ 17811-78, а затем в транспортирующую тару. Масса модификаторов в полиэтиленовых мешках составляет 1-40 кг. При упаковке и транспортировании должно быть исключено попадание влаги. Модификаторы хранятся в сухих закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Предлагаемые модификаторы прошли опытные испытания на Синарском трубном заводе г. Каменск-Уральский. Промышленные испытания проводятся на Ульяновском автомобильном заводе, Альметьевском насосном заводе, Мценском заводе коммунальных машин, Чебоксарском агрегатном заводе.

Изобретение относится к модификаторам, предназначенным для использования в металлургии для получения чугуна. По первому варианту модификатор содержит ферросилиций с барием в виде мелкодисперсной композиции с размером фракции до 0,5 мм и дополнительно содержит плавиковый шпат и жидкое стекло, в следующем соотношении компонентов, мас.%: барий 1-7; плавиковый шпат 1-5; жидкое стекло 1-5; ферросилиций - остальное. По второму варианту модификатор содержит ферросилиций с барием в виде мелкодисперсной композиции с размером фракции до 0,5 мм и дополнительно содержит гранулированный магний с размером гранул от 0,5 до 2,0 мм, плавиковый шпат и жидкое стекло, в следующем соотношении компонентов, мас.%: барий 1-7; магний 1-10; плавиковый шпат 1-5; жидкое стекло 1-5; ферросилиций - остальное. По третьему варианту модификатор содержит ферросилиций, который взят в виде мелкодисперсной композиции с размером фракции до 0,5 мм, дополнительно содержит гранулированный магний с размером гранул от 0,5 до 2,0 мм, плавиковый шпат и жидкое стекло, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: магний 1-10; плавиковый шпат 1-5; жидкое стекло 1-5; ферросилиций - остальное. В качестве мелкодисперсной композиции взята пыль отсева ферросилиция или ферросилиция с барием. Модификаторы выполнены в виде объемной геометрической фигуры. Изобретение позволяет получить модификатор, обеспечивающий полное растворение ферросилиция при значительном снижении себестоимости производства модификаторов, путем использования отходов отсева ферросплавов. 3 с. и 6 з.п.ф-лы, 3 табл.

1. Модификатор для получения чугуна, содержащий ферросилиций с барием, отличающийся тем, что ферросилиций с барием взяты в виде мелкодисперсной композиции с размером фракции до 0,5 мм, модификатор дополнительно содержит плавиковый шпат и жидкое стекло, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:
Барий - 1-7
Плавиковый шпат - 1-5
Жидкое стекло - 1-5
Ферросилиций - Остальное
2. Модификатор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсной композиции ферросилиция с барием взята пыль отсева ферросилиция с барием. 3. Модификатор по п. 4, отличающийся тем, что он выполнен в виде объемной геометрической фигуры. 4. Модификатор для получения чугуна, содержащий ферросилиций с барием, отличающийся тем, что ферросилиций с барием взяты в виде мелкодисперсной композиции с размером фракции до 0,5 мм и модификатор дополнительно содержит гранулированный магний с размером гранул от 0,5 до 2 мм, плавиковый шпат и жидкое стекло, при этом компоненты взяты в соотношении, мас. %:
Барий - 1-7
Магний - 1-10
Плавиковый шпат - 1-5
Жидкое стекло - 1-5
Ферросилиций - Остальное
5. Модификатор по п. 4, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсной композиции ферросилиция с барием взята пыль отсева ферросилиция с барием. 6. Модификатор по п. 4, отличающийся тем, что он выполнен в виде объемной геометрической фигуры. 7. Модификатор для получения чугуна, содержащий ферросилиций, отличающийся тем, что ферросилиций взят в виде мелкодисперсной композиции с размером фракции до 0,5 мм и модификатор дополнительно содержит гранулированный магний с размером гранул от 0,5 до 2 мм, плавиковый шпат и жидкое стекло, при этом компоненты взяты в соотношении мас. %:
Магний - 1-10
Плавиковый шпат - 1-5
Жидкое стекло - 1-5
Ферросилиций - Остальное
8. Модификатор по п. 7, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсной композиции ферросилиция взята пыль отсева ферросилиция,
9. Модификатор по п. 7, отличающийся тем, что он выполнен в виде объемной геометрической фигуры.