Способ получения железо-кремний-магниевой лигатуры Советский патент 1989 года по МПК C22C35/00 

1

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к разработке способов получения лигатур типа железо-кремний-магний, которые широко используются в черной металлургии для модифицирования чугунов.

Цель изобретения - повышение степени усвоен 1я магния, модифицирующей способности лигатуры и снижение себестоимости лигатуры.

Способ осуществляют следующим образом,

Жидкий ферросилиций заливают в ковш, который устанавливают в камере автоклава. В автоклаве создают давление с помощью сжатого воздуха

4-5 атм. Штангу с магнийсодержащим материалом опускают в расплав и выдерживают 30-40 с. Далее расплав перемешивают мешалкой 250-300 с. Снимают давление и разливают лигатуру. В качестве магнийсодержащих материалов используют отходы литийсодержащих магниевых сплавов. В расплаве поддерживают соотношения лития к (0,001-0,011): и лития к магнию (0,01-0,15)

В табл,1 приведены составы отходов литийсодержащих магниевых сплавов, использованных при осуществлении способа,

00

ю

Пример. Испытания предлагаемого способа проводят в условиях Запорожского ферросплавного завода

При выплавке лигатуры использова- ли следующие шихтовые материалы: ферросилиций марок ФС45 и ФС65 (ГОСТ 1415-78), чушковый магний, отходы ли- тийсодержащих магниевых сплавов. После заливки ферросилиция, в расплав jB автоклаве присаживались магнийсо- Iдержащие материалы.

Результаты испытаний сведены в табл.2„

В коде испытаний установлено, что предлагаемый способ получения лигатуры, в сравнении с известным способом обеспечивает повышение степени усвоения магния с 84-86% до 83-94%, Тово на 3-10% (абс.), снижение затрат на производство Fe-Si-Mg-лигатуры, т,е. снижение себестоимости лигатуры, а также повышается модифицирующая способность лигатуры за счет лития.

Исследованиями установлено, сте- пень усвоения магния в значительной степени зависит не только от создания условий для образования силицидов магния типа , но и от количественного состава силицидных интер металлидов. Если создать оптимальные условия, при которых в расплаве буду образовываться интерметаллиды типа с максимальным содержанием магния и минимальным содержанием кремния (т.е. изменить их количественный состав), то при этом степень усвоения магния повысится, так как он будет в больших количествах связываться кремнием в интерметаллиды (не подверженные угару и окислению) При этом, в расплаве образуется не- которьй избыток кремния, который эффективно связывает в новые интерметаллиды новые порции магния„

Таким образом, создаются условия для существенного снижения угара магния.

Низкая степень усвоения магния при осуществлении известного способа .связана в значительной мере с тем, что способ известный обеспечивает условия для образования только интерметаллидов со сравнительно низкой концентрацией магния (63%). В результате этого часть магния оказывается несвязан- , ной в интерметаллиды и угарает.

5 0

5 р Q 5

0

При осуществлении предлагаемого способа и совместном вводе в ферросилиций магния и лития качественный и количественный состав образующих-: ся силицидных интерметаллидов меняется, так как существенную роль в механизме образования фаз начинает играть литий. Взамен интерметаллидов образуются фазы Li,Mg Si, количественный состав которых может быть представлен соединением LiMg; Si. (Li - 5%, Mg - 68%; Si - 27%). Это соединение содержит на 10% больше сумму лития и магния, чем фаза магния и на 10% кремния. Образование интерметаллидов , протекает более легко, так как литий более сильный силицидообразующий компонент. В результате магний и литий сразу же после расплавления в больших количествах связьшаются с кремнием в фазу ,,3 более оптимального состава, чем фазы количество свободного магния (подвергак щегося угару) снижается, в расплаве существует избыток кремния, который связывает в интерметаллиды всё новые порции лития и магния. В результате перечисленного степень усвоения магния и лития возрастает.

В результате возможности использования отходов литийсодержащих магниевых сплавов, достигается экономия дорогостоящего и дефицитного металлического магния и повышение качества лигатуры (тс К как литий усиливает

модифицирующий эффект лигатуры). I

Предлагаемые соотношения обусловлены следующим.

При снижении соотношения Li:Mg менее нижнего предела в расплаве наблюдается дефицит лития. Лития оказывается недостаточно для иницирова- ния образования интерметаллидов (,,,) наиболее оптимального состава. В результате в расплаве образуются преимущественно фазы и степень усвоения магния снижается за счет увеличения его угара. Кроме того, при этом снижается качество лигатуры. При увеличении соотношения Li:Mg более верхнего предела в расплаве избыток лития. Ввиду высокой склонности к образованию силицидов он вытесняет магний из интерметаллидов состава Li-Mg-Si-, что повышает угар магния (за счет увеличения доли

146

Б расплаве свободного магния) и удорожает технологию.

При снижении соотношения Li:Si менее нижнего предела определяющую роль в образовании интерметаллидов играет магний и кремний, ввиду дефицита лития. В результате, фазы ,, наиболее оптимального состава не образуются, что приводит к по- вьшению угара магния и лития, удорожанию технологии и снижению качества лигатуры. При увеличении этого .соотношения более верхнего предела в

Способ получения желе магниевой лигатуры, вклю ливку ферросилиция и обр в автоклаве в присутстви

расплаве нарушаются условия образова- |j с последующей разливкой.

ния интерметаллидов наиболее оптимального состава. Взамен образования крупных интерметаллидов ,, с низким содержанием кремния образуется большое количество фаз, содержащих более высокие концентрации кремния и низкие лития и магния. В результате, степень усвоения магния снижается, а технология дорожает

чающийся тем, чт повьш1ения степени усвоен модифицирующей способнос ния себестоимости лигату 20 ве присадки используют о содержащих магниевых спл держании в расплаве соотн тия к кремнию 0,001-О,on к магнию 0,01-0,15:1.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить усвоение магния в лигатуру, ее качество за счет введения в лигатуру модифицирующего лития и снизить себестоимость лигатуры за счет использования отходов.

Формула изобретени.я

Способ получения железо-кремний- магниевой лигатуры, включающий заливку ферросилиция и обработку его в автоклаве в присутствии присадки

с последующей разливкой.

с последующей разливкой.

т л и чающийся тем, что, с цепью повьш1ения степени усвоения магния, модифицирующей способности и снижения себестоимости лигатуры, в качест- ве присадки используют отходы литий- содержащих магниевых сплавов при поддержании в расплаве соотношений лития к кремнию 0,001-О,on :1 и лития к магнию 0,01-0,15:1.

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к разработке способов получения лигатур железо-кремний-магний. Эти лигатуры используют для модифицирования чугунов, Цель изобретения - повышение степени усвоения магния, модифицирующей способности лигатуры и снижение себестоимости лигатуры. В расплав ферросилиция, находящийся в камере автоклава, при 4-5 атм вводят отходы магнийсодержащих магниевых сплавов, В расплаве поддерживают соотношения лития к кремнию 0,001- 0,011:1 и лития к магнию 0,01-0,15: : 1, 2 табл. с (ё е

Показатели

Состав полученного ферросилиция для выплавки лигатуры, мас.%

Кремний

Железо

Сопутствующие

примеси

(А1, Мп идр.) Температура исходного ферросилиция, с

Т а б л

и ц а 1

Таблица 2 Способ по примерам

46 51

57 40

52 45

58 39

Остальное

1320 1320 1320

1320

1320

Продолжение табл.2