Смесь для модифицирования и десульфурации чугуна и стали

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 865931 61 Дополнительное к авт. св 51 М. К.79 (21) 2776729/2 21 С вии Нов осударственный комит СССР но дедам изобретений и открытий(23) Приорите летеиь М 9 3 публиковано 230981. Б 53) УДК 669.046. .546.2(088.8) ата опубликования описания 23,09.8 о, В."М-.%иматач(72) Авторы изобретеии ин, Ю.А.Павлен кий, Ю.Г.Дубин ровин, Ю.И.Шиш К.Св,Просви ;Л.Гур ин Днепропетров еталлургичес Трудового Кр 1) Заявите 4) СМЕСЬ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ И ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ЧУГУНА И СТАЛ ии компонент че во 0 15 М применяютей 0,08 ммдкоземелзныхсулзфуратор ф ие дееси и 25 та.Цель изобретенилзфурирующей спочества чугуна иПоставленная цео смесь, содержащмелзных металловсодержит алюминду или прокатную- повыше обности с тали.з достига ая окислы 1 РЗМ), до й и марга окалину п виде порошграет роль кислов, акомпонен- взаимодейем, в рется тем,редко- олнителзцевуюи сле- ЗО эе но РУ Изобретение относится к черной металлургии и может быть исполззовано для обработки чугуна и стали.о Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является смесь 111 для модифицирования и десулзфурации чугу на и стали следующего состава, вес.ЪФториды редкоземелзных металлов 35-50 Окислы редкоземелзный металлов 30-40 Силикат натрия 10-2 Эфир этиловый ортокремнистой кислоту 2-5 Недостаток смеси заключается в том, что она не обеспечивает десулзфурарию обрабатываемых сплавов. При обработке этой смесью чугуна невоз- можнЬ получить глобулярную,форму гра й ордена Трудового Крас институт и Днепродзерж ого Знамени индустриалз дующем соотношен ов,вес,Ъ:Окислы редкоземелзныхметаллов 50-70Алюминий 15-25Марганцевая рудаили прокатная окалина 15-25При применении такой смеси в кастве десулзфуратора выступают РЗМ,сстановленные из окислов, а в качестве модификатора - РЗМ, восстановленные из окислов, и невосстановленная, но побывавшая в контакте сокислами марганца при высоких температурах (2000 С) часть окислов РЗМ.Кроме того, образующиеся мелкодисперсные частицы АО способствуют доЭполнителзному очищению металла отвключений.Окислы РЗ ся в виде порошка Фракци и менее, какисточники ре элементовосновного де а предлагаемой смеси.Алюминий применяется вка фракцией 0,1-0,4 мм и ивосстановителя РЗМ из их отакже является необходимымтом для протекания реакцииствия с активным окислител865931 зультате которой выделяется необходимое количество тепла, требуемое для восстановления РЗМ.Окислы марганца применяются в виде порошка фракцией не более 0,4 мм и являются необходимым компонентом реакции взаимодействия с активным восстановителем как источником тепла, требуемого для восстановления РЗМ из их окислов. Окислы РЗМи Мп 0 должны быть хорошо просушены.Нижние и верхние пределы по содержанию компонентов смеси выбраны исходя из необходимости удовлетворения тепловых условий протекания ре- акциЯ восстановления РЗМ из их окислон и достижения достаточного эффекта десульфурации и мбдифициронания. ри содержании окислов РЗМ в смеси более 70, А 115 и Мп 0 15 наблюдается как недостаток А 1 и Мп 0 для обеспечения процесса теплотой, так и недостаток А как восстановителя, и поэтому самопроизвольно процесс не идет, При содержании окислов РЗМ н смеси менее 50, А)25 и МпО )25 количество тепла от побочной реакции А 1 с Мпа избыточно, процесс идет бурно, с выбросами, но выход по РЗМ получается низким.Механизм десульфурации и модифициронания смесь предлагаемого состава заключается в следующем. При контакте смеси с жидким чугуном или сталью (при температуре выпуска или разливки) создаются условия для протекания экзотермической реакции взаимодействия активных восстановителя и окислителя с выделением большого количества тепла (при взаимодействий А) и Мп 02 выделяется 1150 кал/г шихты), При этом в локальных объемах смеси развивается температура более 220 С. Тепло, выделяюощееся при этом, а также высокое тепТаблица 1 Смеси Количествореагента квесу чугуна,Наличие . Ффекта модифицирования 2-3 0,20 Известная Пре 4 агае- мые 0,25 0,25 30 60 80 5 Ь 60 0,25 0,25 25 55 75 0,25 52 0,25 20 45 ЭФфективность предлагаемой смесидля обработки стали была опробована лосодержание самого жидкого металласоздают услония для протекания основной реакции - восстановления РЗМиз их окислов тем же восстановителем,т.епо сути дела, это реализацияметаллотермического способа получения РЗМ в жидкой металлической ванне.Образующиеся при этом РЗМ взаимодействуют с примесями жидкого металла (в том числе и с серой) и рафинируют его, а избыточные РЗМ и невосстановившаяся часть их окисловмодифицируют металлическую матрицупри эатвердевании металла.Модифицирующее действие не восстановленной15 части РЗМ обусланливается их активацией в период пребывания в зоне высоких температур в присутствии окислов марганца.П р и м е р. Проводили опыты по20 обработке чугуна и стали предлагаемой и известной смесями.Предлагаемая смесь была испытанав виде следующих составов, вес.:ОкислыОкислы РЗИ 50 60 70 50 60 70Алюминий 25 20 15 25 20 15ИарганцеваЯ РУда 25 20 15 -Прокатнаяокалина 25 20 15Смеси внодили в порошкообразномвиде.Опыты на чугуне производили путем отливки технологических проб споследующим исследованием химсостаЗ 5 ва и микроструктуры (формы граФита)металла. Смеси вводили. на поверхность жидкого чугуна, расплавляемогов печи сопротивления (Таммана) вмагнеэитовом тигле с перемешиванием,После выдержки 1-1,5 мин отливалипробы весом 1 кг,Результаты исследования приведены в табл.1,Отсутствует. Графит - пластинчатый Степень глобуляризацииграфитаТб же на рельсовой среднеуглеродистой ста 65 ли при отливке слитков мас.;си 4,32 т,865931 Как известную, так и предлагаемуюсмеси вводили на одно изложницы доразливки в виде гранул Ф 10-20 мм.Расход смесей 2,5 кг/т стали. Опытные слитки прокатывали по действующей технологии на рельсы Р. Ме- Результаты испытаний приведены в ханические (сдаточные) свойства изу- табл.2.5 чали на горячекатаном металле. Металл для химанализа отбирали нэ мест,соответствующих головной части слитка. Таблица 2 Свойства сталиКт, кг/мм 6, кг/ммСГ,Ф 9 ,% Степеньдесульфурации, В Смеси Известная 46,6 89,0 11,3 22,1 положительная ликвация Предла- .гаемые 50,4 93,1 93,8 91,5 92,5 18 30,6 29,0 50,0 49,2 49,8 48,7 50,0 32 28,0 16 27,5 25. 93,3 93,1 29,8 29,4 20 щей способности смесии повышения качества чугуна и стали, она дополнительно содержит алюминий и марганцевую руду или прокатную окалину приследующем соотношении компонентов,вес.Ъ:Окислы редкоземельных металлов 50-70Алюминий 15-25,Марганцевая рудаили прокатная окалина 15-25Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ. 523943, кл, С 21 С 7/10, 1976. Формула изобретения Составитель Т,ПлатицинаТехред 3. Фанта Корректор М.Демчнк Редактор Н,Егорова Заказ 7993/40 Тираж 621ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Степень десульфурации определяли по разности содержаний серы в металле ковшевой пробы и в шейке головного рельса, так как в головной части наблюдается максимальная положительная ликвация этого элемента. Смесь для модифицирования и десульфурации чугуна и стали, содержащая окислы редкоземельных металлов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения десульфурирую 14,4 14,6 14,0 13,0 13,1 13,6