Шлакообразующая смесь для рафинирования чугуна Советский патент 1987 года по МПК C21C1/02 

t

Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке чугуна и может быть использовано в литейном производстве при получении высокопро ного чугуна с шаровидным графитом.

Цель изобретения - повышение де- сульфурации чугуна и снижение в нем неметаллических включений.

Шлакообразующая смесь для рафинирования чугуна содержит известняк, плавиковый шпат, силикат-глыбу, кальцинированную соду, отходы высокоглиноземистых материалов и алюминий при следующем соотношении компонентов , мае.%:

т

ая

20,0-55,0 10,0-50,0 2,0-9,5

5,0-15,0

8,0-20,0 0,5-5,0

Наличие известняка в смеси позволяет осуществить энергичное перемешивание металлической и шлаковой фаз в ковше в период выпуска плавки за счет реакции разложения + + СО . Выделяющаяся в процессе разложения известняка двуокись углерода обеспечивает барботаж в ковше металла и шлака, а следовательно, и повышение поверхности раздела (контакта) между металлической и шлаковой фазами, что способствует повьш1ению степени внепечной десульфурации. Оксид кальция (СаО) - продукт разложения известняка является компонентом с высокой десульфурирующей способностью.

Кроме того, использование известняка вместо извести снижает себестоимость чугуна за счет исключения затрат на предварительный обжиг известняка для получения СаО,

Силикат-глыба используется в смеси для снижения вязкости шлака, образующегося из шлакообразующей смеси, что улучшает кинетику процесса рафинирования и снижает себестоимость чугуна.

Кальцинированная сода является самостоятельным десульфуратором и в сочетании с остальными компонентами

O

5

0

5

смеси повышает ее рафинирующая способность.

Введение в смесь отходов высокоглиноземистых материалов, представляющих собой в основном ( ) оксиды алюминия (отходы высокоглиноземистой футеровки и абразивного производства и т.д.) позволяет повысить ассимилирующую способность шлака к неметаллическим включениям, а следовательно, и степень внепечной десульфурации.

Содержание известняка в смеси менее 20% не обеспечивает высокую степень внепечной десульфурации, а при содержании в смеси более 50% резко снижается температура обрабатываемого чугуна и повышается вязкость шлака, что снижает эффект рафинирования.

Использование кальцинированной соды в смеси в количестве 15% ухудшает санитарно-гигиенические условия плавильного участка из-за загрязнения атмосферы последнего продуктами реакции соды с чугуном. При содержании кальцинированной соды смеси менее 5% заметно снижается степень внепечной десульфурации. I

При увеличении содержания в смеси

0 силикат-глыбы более 9,5% снижается десульфурирующая способность шлака из-за увеличения в нем двуокиси кремния и снижения основности шлака. Содержание силикат-глыбы в смеси менее 2% не обеспечивает необходимое снижение вязкости шлака.

Содержание в смеси отходов высо- коглиноземистых материалов в коли- Ч1ЕСтве 8-20% является оптимальным, при котором достигается минимальное содержание неметаллических включений в чугуне.

При снижении содержания высокоглиноземистых материалов менее 8% и более 20% снижается ассимилирующая способность шлака, образующегося - из смеси.

Увеличение содержания алюминия в чугуне более 5% приводит к появлению газовых раковин вследствие остаточного алюминия в чугуне, а при производстве высокопрочного чугуна с шаровидным графитом - к десферои- дизации последнего. При содержании алюминия менее 05% не обеспечивается необходимое раскисление шлака.

Оптимальное содержание плавикового шпата в предложенной смеси находится в пределах 10-50%. Снижение его

5

0

5

0

5

31

содержания менее 10% приводит к повышению вязкости шлака, а увеличение более 50% приводит к снижению десульфурирующей способности смеси.

Пример. В литейной лаборатории проводят плавки чугуна в индукционной печи. Выплав.ленньш чугун подвергают внепечной обработке известной и предложенной шлакообра- зующими смесями. Смеси готовят путем механического смешивания компонентов в лабораторных бегунах. Для этой цели смешивают, мас.%: известняк 20; плавиковый шпат 50; кальцинированная сода 15; отходы высокоглиноземис тых материалов (отходы от наживной футеровки мергеля корундового) 8; алюминий 5; силикат-глыба 2. Пригото ленная смесь используется для рафинирования в количестве 1,2% от массы обрабатываемого чугуна.

Аналогичным образом готовят 5 вариантов предложенного состава смеси и один известный,которые представлены в табл. 1. Результаты испытания предложенной и известной смесей представлены в табл. 2.

Известь Известняк Плавиковый шпат

Кальцинированная сода

Силик ат-глы ба

.Отходы высокоглиноземистыхматериалов

Силикокапьций Алюминий

- - - - - 49,0 15,0 20,0 37,5 55,0 60,0 55,0 50,0 30,0 10,0 5,0 20,0

16,0 1,0

7,0 6,0

15,010,0

2,05,75

8,014,0

5,02,75

5,03,0

9,510,0

20,021,7

0,50,3

18,5 12,5

4

Как видно из табл. 2, наибольшей рафинирующей способностью обладают составы пшакообразующей смеси 2-4.

Формула изобретения

Шлакообразующая смесь для рафинирования чугуна, содержащая плавиковый шпат, алюминий, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что, с целью повышения десульфурации чугуна и снижения в нем неметаллических включений, она дополнительно содержит известняк, силикат-глыбу, кальцинирован соду и отходы высокоглиноземистых материалов при следующем соотношении компонентов, мас.%: Известняк

Плавиковый шпат

Кальцинированная

сода

Силикат-глыба Отходы высоко- глин о 3 емис тых материалов

Алюминий

20,0-55,0 10,0-50,0

5,0-15,0 2,0-9,5

8,0-20,0 0,5-5,0

Таблица 1

10,0

5,75

14,0

2,75

5,03,0

9,510,0

20,021,7

0,50,3

18,5 12,5

130863 6

Таблица 2

Характеристика Показатели для шлакообразующей смеси

ПредложеннойИзвестной

lJ...l.L.

Содержание серы в чугуне,%: до рафинирования 0,051 0,068 0,064 0,059 0,054 0,055

после рафи- нирования 0,030 0,019 0,022 0,028 0,037 0,029

Степень вне- печной десуль- фурации, % 41,1 72,0 65,6 48,9 31,4 47,2

Содержание неметаллическихвключений,об.% 0,086 0,053 0,067 0,080 0,096 0,064

Редактор А.Козориз

Составитель К.Сорокин

Техред И.Попович Корректор А. Зимокосов

Заказ 1775/22 Тираж 550 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и октрытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к металлургии, в частности к рафинирующей обработке чугуна, и может быть использовано в литейном производстве при получении высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Целью изобретения является повышение десульфура- ции чугуна и снижение в нем неметаллических включений. Шлакообразующая смесь для рафинирования чугуна содержит, мас.%: известняк 20,0-55,0; .плавиковый шпат 10,0-50,0; силикат - глыбу 2,0-9,5; кальцинированную соду 5,0-15,0; отходы высокоглиноземистых материалов 8,0-20,0 и алюминий 0,5-5,0. Применение шлакообра- зующей смеси позволяет повысить степень десульфурации чугуна на 4-35% и уменьшить содержание неметаллических включений в чугуне на 5-30%. 2 табл. (Л со о СХ) 05 со