Способ получения железо-кремний-магниевого сплава

СОЮЗ СОВЕТСНИХсоциАлистичеснихРЕСПУБЛИН 7 00 ГОСУД А ПО ДЕЛ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ;СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПИСА Н АВТОРСН цкии, Лихаргио СС5.СССР ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРетений и ОтнРытий(54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗОКРЕИНИЙ-ИАГНИЕВОГО СПЛАВА, вкыючаюций присадку чуакового иыи кусковогомагния в расплав метапла, эыектромагнитное утяжеление и раэыивку полученного сплава, о т л и ч а ю щ н й с ятем, что, с целью увеличения выпускасплава и повьпнения степени испоыьэоваиия магния, магний присаживают внисходящий лоток расплава ферросилиция, а электромагнитное утяжелениесоздают величиной (0,3-0,2)1054429 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- ют в нисходящий утяжелнный поток ц и й с я тем, что расплав направля- повторно,Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке способом получения лигатур путем растворения присадки, имеющей меньшую плотность, чем растворяемый расплав. 5Известен способ получения комплексного модиФикатора, включающийвведение чушкового магния в жидкийФерросиликокальций при 1350-1400 С,при котором, с целью лучшего усвоения модиФеекатором магния, жидкий ферросиликокальций смешивают с Ферросиликованадием, причем чушковый магнийвводят за 5-15 мин до смешиванияв количестве 2-10% от веса Ферроси- . 15ликокальции 1.1 1,Недостатком этого способа является всплывание жидкого или твердогомагния на поверхность расплава, егоиспарение и сгорание на воздухе, обраэование пироэФФекта и аспирацион"ных выделений.Наиболее близким по техническойсуцееости и достигаемому результатуи предложенному является способ получения железо-кремний-магниевого сплава, включающий присадку в расплав чугуна магниевой лигатуры с удержаниемее в процессе модиФицирования на днеемкости и утяжеление металла в процессе обработки, при котором на лигатуру накладывают электромагнитное поле в 6-7 п, направленное в сторонуднища емкостее 1 1 1.Недостатками известного способаявляются низкая производительность,обусловленная необходимостью смеши.вать лигатуру, с Ферромагнитным балластом, невозможность примененияспособа для введения магния в расплав в потоке, невозможность пред 40отвращения всплыяания магния и сгорания его на воздухе с образованиемпироэАФекта, потребность в громоздком электрооборудовании для создания утяжеления до 6-7 ц,Целью изобретения является увеличение выпуска сплава и повышениестепени использования магния при по 2лучении железо-кремний-магниевогосплава.Укаэанная цель достигается тем,что согласно способу получения железо-кремний-магниевого сплава,вклеэчающему присадку чушкового иликускового магния в расплав металла,Электромагнитное утяжеление, и разливку полученного сплава, магнийприсаживают в нисходящий поток расплава Ферросилиция, а электромагнитное утяжеление создают величиной(0,3-2,О)е 1,При этом расплав направляют в нисходящий утяжеленный поток повторно.На чертеже представлена схема осуществления способа,Распла ерросеелиция 1 и металлический твердый или яидкий магний 2подают в канал 3, где н расплаве создают электромагнитное утяжеление величиной 0,3-2,0 д за счет ввода токачерез токопроводящие участки 4 стенок канала 3 в направлении стрел"ки 5 и потока магнитной индукции внаправлении стрелки 6. Металлический магний хоть и имеет меньшую ппотность, чем нисходящий в потоке расплав Ферросилиция, вследствие большей электропроводности магния утяжеляется сильнее и погружается вглубьрасплава, занимая положение 7. Научастке с неэлектропроводнымц стенкаии 8 электромагнитное утяжелениене действует, и магний всплывает внисходящем потоке, оставаясь науровне 7 независимо от того, в твер-дом или в жидком виде он находится,Нисходящий потек Ферросилиция химически активен по отношению к магнию,взаимодействует с ним, образуя силицид магния. Поток обеспечивает поступление все новых порций расплавак магнию, вследствие чего взаимодействие магния с расплавом происходитбьестрее, чем испарение магния. Магний не всплывает нл поверхность расппава нп в жидком виде, ни в виде3пузырей, и усваивается с большой степенью полноты. 1 асплав, усвоивший магний, вытекает через канал 9. Для получения лигатуры с большой концентрацией магния расплав возвращают5 в активную зону канала 3 по каналу 10,При введении магния в восходящем потоке пе предотвращается вынос его на поверхность расплава, испарение 10 и сгорание на воздухе с образованием пироэЬекта. При введениии магния в горизонтальном пли наклонном потоке также происходит вынос его за пределы действия электромагнитного утяжеления потоком расплава, всплывание и сгорание в атмосфере, образование аспирационных выделений и пироэффекта. Следовательно, только введение магнияв нисходящем потоке обеспе 20 чивает его удержание в пределах активной зоны действия электромагнитного утяжеления до полного усвоения расплавом и предотвращает всплывание магния на поверхность и образова ние пироэАбекта и пыли. 429 4 1054 30 Э 5 Величина необходимого для потопления магния электромагнитного утяжеления установлена экспериментально на лабораторной установке и может быть определена по выражению1-/ъ) 9 9Ч кс,Ъгде д - ускорение силы тяжести; . К и )5 - отношение удельных электросопротивлений и плотностеймагния и ферросилиция;Ч - зависит от размеров введенных кусков магния, для мелких частиц Ч-ьа; для круп -ных кусков М-.Нижний и веохний пределы утяжеления, создааемого для погружения маг 45 ния, определяемые по этой дюрмуле, зависят от состава Ферросилиция. Нижний предел О,ЗП обеспечивает потопление иелких частиц магния в сравнении расплаве 95 Х-ного ферросилиция. 50 Верхний предел 2 г обеспечивает погруление нрпных кусков (чушек) магния в 35 Х-ный ферросилиций. Сплавы с содержанием кремния больше 953 не применяют дпя получения кремнемагниевой 55 лигатуры из-за высокой стоимости, а ферросилиций с содержанием меньше 353 кремния не растворяет в себе магний, поэтому Аерросилиций с содержанием кремния больше 95 и меньше 353 не применяют для получения кремнемагниевых лигатур, и, следовательно, пределы создаваемого электромагнитного утяжеления 0,3-0,2 являются оптимальными .П р и м е р 1. Расплав ферросилиция марки ФС 75, содержащего, Й: кремний 75,2; алюминий 1,2; кальций 0,8; сера и фосфор по 0,04; железо - остальное, обрабатывают согласно циркуляционному способу иагнием по схеме. Чушковый магний вводят из расчета 1 ОХ от массы ферросилиция. Скорость усвоения магния 2 кг/мин. Электромагнитное утяжеление в активной зоне 0,9 у. Чушки магния погружаются в расплав и усваиваются без ппроэффекта. После подачи последней чушки продолжают обра- - ботку расплава 4 иин. Затем отключают подачу тока, Всплывание неусвоенного магния не наблюдается, Лигатуру разливают в плоские изложни-. цы. Состав лигатуры, Х: кремний 69; магний 8,7; алюминий 1,1; кальций 0,73; фосфор 0,04 и сера - следы.Усвоение магния - 957 П р и м е р 2. При условиях по примеру 1, в активной зоне создают электромагнитное утяжеление величиной 0,39, При этом чушки магния врасплав не погружаются. Следовательно, для потопления магния в 753-нои ферросилиции утяжеление 0,39 недостаточно. Постепенно увеличивая силутока и индукцию магнитного поля, добиваются погружения магния в рас-.плав. При этом электромагнитное утя-,желение составляет 0,829. В дальнейшем проводят обработку но примеру 1,П р и м е р 3. При условиях по примеру 1 в активной зоне создают электромагнитное утяжеление 2 д, для чего плотность тока по сравнениюс примером 1 увеличивают в 2,2 раза. Чушки магния погружаются в расплав, но скорость нх усвоения не увеличивается. Следовательно, увеличение электромагнитного утяжеления сверх оптимально, необходимого для погружения магния, не увеличивает;производительность процесса введение магния в расплав, не вызывает ростэнергозатрат. П р и м е р 4. Предложенныц способ получения лигатуры осуществляет