Способ получения лигатуры

ПЮ (Н) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗЯ) С 22 С 35 00 ФГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(71) Институт проблем литья АН Украинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 765385, кл.С 22 С 35/00, 1980.2. "Сталь", 1977, 9=7, с.617-619(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫвключающий раздельное расплавлениеферромарганца и алюминия и их смешиванне, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения угара алюминияи повыаения однородности химическогосостава лигатуры, жидкие алюминий иферромарганец нагревают до температуры, превышающей температуру ликвидус каждого компонента на 40-60,затем вводят жидкий Ферромарганецчетырьмя порциями, соответственно 1/4,1/2 и 1,0 от веса алюминия, а последняя.порция - остальное, в камерус жидким алюминием и одновременноосуществляют принудительное перемешивание сплава.Цель изобретения - снижение угара алюминия и повышение Однородности химического состава лигатуры.Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения лигаб 5 Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к производству лигатур, содержащих марганец,алюминий и железо,Известен способ получения лигатуры, содержащий легкоплавкие и легкоокисляющие элементы, включающий выплавку Ферросплава, отделение шлакаи заливку Ферросплава в изложницы,в которых помещены куски легкоплавкого металла или в ковш-приемник, в 30котором установлены слитки легкоплавкого металла 1 1)Однако этот способ не позволяетполучить достаточно равномерный химический.состав сплава и сопровождается пироэффектом и высоким угаромлегкоплавкого элемента.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности.и достигаемому результату является способ получения лигатуры, включающий расплав-.ление ферромарганца в ьлектродуговой печи, ввод в печь части алюминия и выпуск полученного сплава в ковш с остальной частью жидкого алюминия. Плавлеиие алюминия в ковше осуществляют пламенем газовой горелки. температура сплава составляет 14001450 С. Разливку полученной лигатурыпроводят сверху через стопор на слитки массой 1- 27 т2.Недостатками способа являются вы" сакий угар алюминия и неравномерный химический состав получаемой лигатуры, ВысОкий угар алюминия в печи обусловлен действием высокотемпературной печи. При расплавлении ферросплава дугой алюминий всплывает и перегревается на 700-800 С выше температуры его плавления, что приводит к интенсивному окислению. Кроме того, при 40последующем сливе высокотемпературного Ферросплава в ковш с жидким алюминием, количество которого в 5-6 раз меньше чем ФерроспЛава, хотя и происходйт .взаимное растворение металлов при перемешивании, однако процент угара алюминия остается высоким. Объясняется это тем, что часть не - растворившегося алюминия с температурой 1300-14000 С всплывает на поверхность сплава и окисляется. После окончания слива ферромарганца в ковш прекращается интенсивное перемешивание, что тормозит процент усреднения химического состава сплава по высоте ковша. Последующее перемешивание, лигатуры в ковше не производят, поэтому сплав получается недонасыщенным алюминием на дне.ковша и перенасыщенным в верхней части ковша.-" 60 туры, включающему раздельное расплавление Ферромарганца и алюминия и ихсмешивание, жидкие алюминий и ферромарганец нагревают до температуры,превышающей температуру ликвидускаждого компонента на 40-ба С, затем вводят жщкий Ферромарганец четырьмя порциями, соотве ственно 1/4,1/2 и 1,0 от веса алюминия, а послденяя порция " остальное, в камерус жидким алюминием и одновременноосуществляют; принудительное перемешивание сплава,Получение жидкого Ферросплава,содержащего алюминий и марганец,смешиванием жидких ферромарганцаи алюминия осуществляют с помощьюдвух магнитодинамичесжих установок.Магнитодинамические установки позволяют подготавливать исходные жидкиекомпоненты (плавление и нерегрев)перемешивать их и транспортировать1 порционный перелив ферромарганца иподача полученой лигатуры в.изложницы или в ковш со сталью).Приготовление 5 т жидкой лигатуры,содержащей 20 алюминия и 80 Ъ ферромарганца производят в магнитодинамических установках емкостью 6 тпо Ферромарганцу) и мощностью 600 кВт,Получить жидкий ферросплав смешиванием жидких Ферромарганца и алюминия при перегреве металлов над линиейликвидус менее 40 не представляетсяовозможным. Недостаточно нагретый Ферромарганец при подаче его в камерус жидким алюминием кристаллизуетсяна желобе и это препятствует дальнейшему технологическому процессу, Перегрев жидких алюминия и Ферромарганца на 40-60 С объясняется оптимальными условиями приготовления сплава,при которых обеспечиваются высокаяоднородность химического состава инизкий угар алюминия. уменьшение температуры перегрева жидких алюминияи Ферромарганца приводит к повышениювязкости компонентов и соответственно вызывает затруднения с транспортированием и смешиванием ал 0 минияи Ферромарганца. Увеличение температуры перегрева алюминия и Ферромарганца выше 600 С приводит к повышенным энергозатратам, что экономически нецелесообразно,1Дискретный ввод Ферромарганцав жидкий алюминий четырьмя порциями1/4, 1/2, 1, от веса алюминия, апоследняя - остальное в камеру с жидким алюминием объясняется тем, чтопри этом достигается оптимальноесоотношение между степенью перегреваалюминия и сплава и продолжительностью получения лигатуры.Снижение количества порций ферромарганца меньше 4-х приводит к перегреву жидкого алюминия и сплава3 1035083больше 200 фС над их температуройплавлеьля, что повышает угар и приводит к потерям этих компонентовУвеличение количества порций ирнсаживаемого ферромарганца вьаж 4-хприводит к увеличению продолжительности приготовления лигатуры,Обеспечение прн дискретном вводепорций Ферромарганца в алюминий соотношением их развеса соответственно 1/4,1/2, 1 от веса алюминия, апоследйяя - остальное объясняетсясохранением перегрева алюминия илигатуры ие более 200 фС выше температуры плавления во всех случаях,что позволяет достигнуть минимального угара компитон при высокойскорости приготовления лигатуры. Изменение соотношения раэвеса порцийприводит к неравномерному перегревуалюминия и лигатуры, причем в отдельных случаях перегрей превышает200 С, что обуславливает повышенныйугар алюминия.И ри м е р. Необходимо получить.лигатуру состава 20 алюминия и80 ферромарганца в количестве 3 т,В раздельных камерах одной печи илидВух печах расплавляют 600 кг алюминия и 2400 кг ферромарганца и нагревают до 700 и 1300 С соответственно.Затем в камеру с жидким алюминиемподают .Ферромарганец в количестве1/4 веса аюноминия И 50 кг) . При сме"шивании алюминия с температурой700 С и Ферромарганца с температурой 1300 ф в том же соотношении, температура алюминия в результате теплового баланса составляет 870-890 С.Перегрев алюминия выше температурыплавления не превышает 200 С, что неприводит к его окислению. По мерерастворения ферромарганца в алюминии температура плавления получаемого сплава растет и, в свою очередь, уменьшается температура пере грева сплава над его температурой плавления. После полного растворе"ниянервой порцииферросплава получается сплав, состоящий иэ 20 Фер-.:ромаргарца и 80 аюноминия, температура плавления которого составляет850-870 С.Ввод второй порции ферромарганца весом 1/2 веса алюминия 1300 .кг)в полученный сплав приводит к нагреву последнего до 1040-1070 фС. Нере 19 грев сплава выше температуры плавления не превышает, как и в первойпорции, 200 фС. После растворениявторой порции ферромарганца.получа- .ется сплав, состоящий иэ 43 Ферро 5 марганца и 57 алюминия, температура плавления которого составляет1030 1050 СаВвод третьей порции ферромарганца весом 1 веса алюминия (600 кг)в полученный сплав, приводит к нагре- ву последнего до 1210-1230 С, Перегрев сплава, как и в предыдущихслучаях, не превышает 200 С. Послерастворения Ферромарганца получается сплав, состоящий иэ 62 Ферромарганца и 38 алюминия, температураплавления которого составляет 11801200 С.Ввод последней порции Ферромарганца в произвольном количестве в сплав,состоящий из 55 и более процентовФерромарганца, остальное ааоминий,не приводит к нагреву сплава более1300 фС. Нозтому вес .последней порции.ие ограничивается температурным условием способа. В данном случае онравен 1350 кг,Полученную жидкую лигатуру, либоподают в сталеразливочный ковш вмес те со сталью, либо разливают на слитки илн.чушки.В таблице приведены технологические параметры процесса приготовлениялигатуры с различной температурой ,д перегрева исходеых компонентов,ЭнергетическиерасходыуакВт ч Содержание А 1,Общее времяполученияли 1 атуры Продолжительностььопераций смешивания компонентов Время полуЧения жидкихкомпонентов Угар,А 1,Перегрев металлов над температуройлнквидус, фС 50 1,2 19,8 3 15 3802 1,6 . 19,6 3 10 60 1 05 4 25 3851 19 у 4 3 300 55 2,7 70 4002 19,8 3 ч 10 мин 1 ч 30 мни 4 ч 40 мнн 37371035083 Составитель Н.КосторнойТехред Т.Маточка Корректор Ю.Макаренко,редактор Т,Парфенова Заказ 5763/24 Тираж 627ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Использование предлагаемого спосо ба получения лигатуры повышает процент усвоения алюминия до 98-99, что позволяет в 2-4 раза сократить угар алюминия по сравнению с существующими способами, кроме того, отк-, лонение содержания алюминия в разных точках лигатуры не превышает 0,02, что показывает высокую степень гомогенизации. Себестоимость 1 т Ферросплава, состоящего из 20 алюминия, и 80 феромарганца, для известного технического решения.на 13 рублей больше, чем для предлагаемого. Ожидаемый годовой. экономический эффект от внедрения преДлагаемого способа получения лигатуры составляет только за счет экономии алюминия 56-60 тыс.руб.