Лигатура для чугуна Советский патент 1990 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к черной метатшургии, в частности к производству и применению сплавов и лигатур.

Технико-экономические показатели как в ферросплавном, так и сталеплавильном производстве могут быть улучшены пут ем выплавки лигатзФ с оптимальным соотношением в ней компонентов и введения ее в состав элементов, обеспечиваюш 1х более полное их усвоение при легировании чугуна и стали.

Цель изобретения - повьшение механических свойств чугуна, усвоение марганца.

Поставленная цель достигается тем, что компоненты лигатуры берут в следующем соотношении, мас.%: марганец 30-60; кремний О,1-1J углерод 2-6, никель 0,2-3; хром О, 1-3j ме,ць О, 1-2J железо остальное.

В лигат фе могут присутствовать неизбежные примеси и conyTCTBymiiflie элементы, концентрация которых определяется их содержанием в руде. Однако на качество лигат ьфы и показатели ее применеш1я для легирования чугуна примеси влияния не оказывают.

Лигатура может быть получена любыми известньЕ П методам, обеспечи- ваюш:ими заданный химический состав и высокие показатели по усвоению основных элементов. Ее применение возможно как в жидком, так и в твердом виде.

Нижний предел по содержанию меди в лигатуре обусловлен тем, что для

ее вьшлавки могут быть использованы бедные руды tmn отвальные шпаки от производства медно иикелевых сплавов Это позволит в значительной мере повысить сквозное извлечение цветных металлов в готовьй продукт.

Верхний предел по содержанию меди в лигатуре выбран из необходимости иметь определенное соотношение между медью и никелем в ней и в чугуне, для которого эта лигатура производится.

С1шжение концентрации меди в сплаве (менее 0.,1 мас.%) нецелесообразно, поскольку возрастает его расход, требуется значительное количество дополнительного тепла для его расплавления и усвоения.

Повышение содержания меди (более 2%) нерационально на стадии выплавки лигатуры, поскольку с бедной рудой или шлаком попутно вносится значительное количество пустой породы, что потребует и дополнительного расхода электроэнергии.

Концентрация углерода в предлагаемой лигатуре определяется растворимостью его в металлической системе.

Состав лигатуры по содержанию марганца и кремния выбран с тем расчетом, чтобы обеспечить комплексное легирование чугуна без. дополнительного введения марганца и кремния другими более дефицитными ферросплавами.

При совместном легировании чугуна хромом и никелем необходимо придерживаться таких пропорций между ними, при которых карбидообразующее действие одного (хрома) нейтрализуется графитизирующим влиянием другого (никеля)о Выбранное соотношение отвечает этим требованиям.

Присутствие хрома в чугуне устраняет пористость, придает мелкозернистость, никель же расширяет У-об- ласть.

Низкие концентрации их в лигатуре объясняются imsKHM содержанием никеля и хрома в чугуне. При таких концентрациях достигается высокое извле- чение этих элементов в лигатуру при ее ВЕШлавке и достаточно высокое усвоение при легировании чугуна

Лигатуры выплавляют в электропечи емкостью 50 кг. В качестве шихтовых

0

5

0

5

19

0

5

0

5

0

5

704

материалов используют марганцевые концентраты и отходы от производств никеля, меди и хрома. В конкретном случае применяют отвальные шпаки фер- роникелевого производства. В качестве восстановителя используют кокс. В шлаках присутствует до 20% корольков восстановленного металла (Fe-Ni).

Выплавленные лигатуры передаются в отделение чугунного литья, где используются для легирования их нике- . лем, медью и хромом.

В табЛо 1 приведены составы лига- тур; в табл. 2 - результаты проведен- ньрс экспериментов.

Из полученных после разливки выплавленного предлагаемым способом металла слитков изготавливают образцы для испьп аний. Кроме того, ведут хронометраж времени легирования.

Как следует из проведенной табли цы, необходимые эксплуатационные .. свойства чугуна реализуются при применении предлагаемого состава лигатуры.

Сравнение результатов опьп-ов показывает, что легирование чугуна медью в совокупности с введенными туца же хрома и никеля повьш ает пластичность чугуна и обеспечивает одновременное и комплексное легирование металла, что приводит к упрощению технологии вьшлавки чугуна, ста- .билиз ации качества за счет уменьшения колебаний по содержанию легирующих и примесей.

Формула изобретения

Лигатура для чугуна, содержащая марганец, кремний, углерод, никель, хром, медь, железо, о т л и ч а ю - ш; а я с я тем, что, с целью повьше- ния механических свойств чугуна и усвоения марганца, она содержит компоненты в следую1цих соотношениях, мас.%:

Марганец30-60

Кремний0,1-1,0

Углерод2-6

Никель0,2-3

Хром0,1-3,0

Медь0,1-2,0

ЖелезоОстальное

Таблица 1

Изобретение относится к черной металлругии, в частности к производству и применению лигатур. Цель - повышение механических свойств чугуна и усвоения марганца. Лигатура содержит марганец, кремний, углерод, никель, хром, медь и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: марганец 30-60

кремний 0,1-1

углерод 2-6

никель 0,2-3

хром 0,1-3

медь 0,1-2

железо остальное. Выбор оптимального соотношения легирующих компонентов позволяет упростить технологию легирования чугуна, на 15-20% повысить прочность и усвоение марганца в чугуне. 2 табл.

Состав

Содержание компонентов, мас,%

Марганец jКремний Углерод Никель | Хром Медь Железо

....,,.. t . ..., ИИ Ml ..- ,, ,,,.м „

Примечание. Извлечение цветных металлов в чугун при введении их в виде лигатуры состава на 8-10% выше, чем при использовании в шихте известного сплава.

Предлагаемый состав лигатур используют при легировании серого чугуна следующего состава, масЛ: С 3.51, Мп 0,88, Si 1,17, Ni 0,44, Си 0,47 Сг О 51 .Fe остальное.

Таблица 2