Смесь для комплексной обработки жидкого чугуна Советский патент 1980 года по МПК C21C1/00 C21C5/54 

Изобретение относится к области .питейного производства, в частности к рафинированию, модифициройанию и раскислению жидкого чугуна, т.е. к комплексной обработке чугуна, и может биргь применено при обработке жидкого металла как в ковше, так и непосредственно в печи перед разливкой. Известны различные смеси для рафи нирования и модифицирования чугуна. В значительной мере распространены смеси на основе силикокальция и карбида кальция с различными добавками При обработке чугуна этими смесями происходит частичное раскисление м& талпа ка.льцием, однако оно недостаточно полно и эффективно, так как значительная часть кальция вступает во взаимодействие с серой, и, следовательно, не принимает участие в про цессах раскисления. В составе силикокальция имеется и другой сильный раскислитель - алюминий, но его содержание незначитель но (до 2,0%). Недостаток раскис-, ляющих элементов в целом является одной из причин повышенного расхода ,смеси при обработке расплава; Наиболее близкой по составу является смесь i для комплексной обработки чугуна, которая содержит, вес,%: Сйликокальций 30-40 Карбид кальция 40-60 Графит5-10 Криолит5-10 При вводе этой смеси в жидкий металл происходит десульфурация, науглероживание и модифицирование и частичное раскисление чугуна. Однако расход этой и других аналогичных смесей, как уже указывалось, достаточно велик (до 1,7% от массы металла) и не обеспечивает глубокого раскисления металла. В частности, СР держание кислорода в чугуне, обработанной этой смесью,5-6 (см. табл. 2). Целью изобретения является комплексная обработка жидкого чугуна, при которой наряду с процессами десульфураций, науглероживания и модифицирования происходит дополнительное раскисление расплава, усиление эффекта модифицирования и, как следствие, сокращение расхода смеси, уменьшение склонности чугуна к отбелу и увеличение прочйостных свойств металла.

Дли достижения указанной цёЛйв извё с ну йкзотермичёскую смесь дойбйнйтельно введен алюминий в количестве 2-6% от массы смеси, при qjieдукйем соотношении компонентов, ве.с., %; . ,, ;

СиликокальциЙ 30-40 Графит5-10

Криолит . 5-10 Алюминий2-6

Карбид кальция Остальное Алюминий, который вводится в состав смеси, обладает большим сродством к кислороду,растворенному в жидком чугуне. Поэтому при вводе в расПлаТз сйеси, содержащей алюминий, происходит дополнительное раскисление расплава за счет взаимодействия алюй;ния с Кислородом. При обработке чу|гуна описываемой смесью, Ь результате взаимодействия химически активных Нальция и алюминия с серой и кислорйдом,, в расплаве возникают дополнительные центра кристаллизации, предс,авляющие собой дисперсные неметаллические включения (сульфиды, оксиды, оксисульфиды и др.). В этих условиях значительно увеличивается рост числа центров кристаллизации графита, уменьшаемся переохлаясдение расплава, что приводит к образованию мелкодисперсной структуры, повышает механические свойства и уменьшает отбели- ваемость чугуна.

При этом на 20-30% сокраидается расход смеси.

Для обработки чугуна были использованы следующие смеси с различным содержанием составляющих (табл. 1).

Т а б л и ц а 1

В табл. 2 приведены сравнитель ные данные по составу (содержание углерода, кремния, серы,кислорода) и свойствам чугуна до и после обработки 40

Чугун до обработки

; i:,5 : 0,12 8,2 30

3,0 чугун после обработки известной смесью Извест3,20 1,78 0,008 ная Чугун после обработки

25,0 230

200-220 смесью различного состава. Как видно из таблицы, добавка алюминия в смесь обеспечивает дополнительное раскисление расплава. Т а б лиц а 6,1 3-4 28-30 предлагаемой смесью 57 Содержание кислорода вчугуне, обработанном смесями 2-5 меньше примерно в 1,5-2 раз по сравненшо с чугуном, обработанном известной смесью При этом уменьшается склонность чугуна к отбелу, увеличиваются его прочностные свойства, а твердость остается без изь ненйя. Уменьшение отбеливаемости и увеличение прочности чугуна обусловлено усилением эффекта модифицирования смеси за счет дополнительного раскисляющего и графитизирующего действия алюминия. . Добавка алюминия, обеспечивая дополнительное раскисление раСпл ва, повышает эффективность воздействия смеси и сокращает общий расход смеси до 1,2% вместо 1,7% у известной. Предлагаемая смесь для комплексной обработки жидкого чугуна оказывает наиболее эффективное действие при температуре 1400-1450°С. Наилучшие результаты по качеству чугуна получены при обработке смесью 4,: При дальйейшем увеличений количества алюминия в смеси (больше 6,6% механические свойства чугуна начинаю умень цаться вследствие сильного графитиэирующего эффекта (смесь 5). При содержании в смеси ёшюминия мен ше 2,0% реакционная способн ость (в т.ч. раскисляющая) находится на уров не известной смеси и не дает заметных преимущест:в. Предлагаемая Смесь Для комплексной обработки жидкого чугуна может нг1йти широкое применение в литейном производстве страны при изготовлении высококачественных тонкостенн:лс, скпоннЕах: к отбелу отливок, из серого чугуна вЕ сокйх марок С4 24-44, С432-52, а также в тех случаях, когда необходимо предупредить поё{лаениую склонность чугуйа к отбелу (при использов/янИи в вшхте ваграночной плавки пОвышеннцх количеств передельных чугуной и свального лсма, при выплавке в индукционных печа,х синтетических чугунов и т.д.). ФОр1мула изобретения Смесь для комплексной обработки зкидкого чугуна, 8ключс1Ю1аая сипикокалъций, карбид кальция, графит, криолит, о т л и ч а ю щ а я С я тем, что, с целью одновременного науглероживания , «юдифйцйров анмя, десу льфураДии и.ра(СК1тсления, а также уменьшения расхода рмеСи, она дополнительно содержит шкминий при следуюЕфем Соотношении компонентов, аес.%.г . ;- . ,Силикркальций 30-40 Графит5-10 Криолит5-10 АЛЮМИНИЙ2-6 Карбид Кальция Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское сйидетелкство СССР № 616295, KJi. С 21 С 7/00, 1976.