Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 504 С 22 С 370 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельство СССРУ 107338, кл. С 22 С 37/10, 1984Типовая инструкция по монтажукапитальному ремонту алюминиевыхэлектролизеров. ТИ У 10-6-78 МЦМСССР, Л., 1978, с.4,.Я 0134480(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано приизготовлении катодных узлов алюминиевых электролизеровЦель изобретения - увеличение объемной усадки,плотности, электросопротивления влитом состоянии и коррозионной стойкости. Новый чугун содержит компо -ненты в следующем соотношении, мас.7С 2,0-4,0; 81 2,0-3,6; Мп 0,1 -0,3;Р 0,05-1,6; Я 0,3-0,7; Ре - остальное. Увеличение в составе чугунасодержания серы с 0,05 до 0,3-0,73обеспечило повьппение объемной усадки в 1,9-2,6 раза, плотности в 1,021,06 раза, электросопротивления влитом состоянии в 2,2-2,8 раза иувеличение коррозионной стойкости в1,1-1,2 раза. 1 табл.Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для катодных узлов алюминиевых электролизеров.Цель изобретения - увеличение объемной усадки, плотности, электро- сопротивления в питом состоянии и коррозионной стойкости.Выбор граничных пределов содержания компонентов в составе предложенного чугуна обусловлен следующим.Углерод и кремний при содержании на нижнем уровне обеспечивают повышенную объемную усадку чугуна, что характерно и для серы во всем диапазоне ее концентраций в чугуне.Сера, обладая высокой растворимостью в жидком чугуне, интенсивно тормозит графитизацию, Атомы серы в жидком чугуне обладают поверхностнои активностью по отношению к поверхности раздела расплав-зародыш графитной фазы. В результате этого зародыши графитной фазы быстро покрываются слоем адсорбированных атомов серы, центры графитизации деэактивируются и не перерастают в зародыши сверхкритических размеров. Чугун кристаллизуется белым с "замороженными" зародышами графита. Усадка чугуна вследствие торможения графитчза" ции увеличивается.При содержании серы до 0,3% чугун кристаллизуется серым, а графит образуется равномерно-пластинчатьи. При содержании серы 0,3-0,7% образуются карбиды (цементит ), приводящие к полной замене стабильной эвтектики пелебуритом, избыток серы располагается по границам зерен, Электросопротивление такой структуры чугуна высокое, объемная усадка большая.При содержании серы более 0,7% не - зависимо от длительности графитизи" рующего отжига в чугуне сохраняется перлит, что не позвояяет снизить электросопротивлени. контакта катод- ного узла после отжига в период обжига подины.При концентрации серы в пределах 0,3-0,% во время обжига подины электролизера происходит самоожиг, в результате которого центры графитизации быстро развиваются и превращаются в мелкие включения углерода отжига компактной формы, присутствующие в большом количестве Металличес- кая матрица становится ферритной с10 15 20 25 30 40 выделениями серы по границам зерен ввиде сульфидной Фазы. Электрическоесопротивление чугуна снижается и определяющую роль в его снижении играет металлическая основа чугуна.Фосфор обеспечивает высокую жидко- текучесть чугуна при заливке катод- ного узла.В качестве примеси чугун может содержать до 0,3% Сг,Предложенный чугун обеспечивает высокую объемную усадку, в результате которой образуется зазор между заливкой и блоком (1,0-1,5 мм ). При наличии такого зазора катодный стержень может свободно расширяться при нагреве катодной секции, не разрушая угольные блоки, что приводит к увеличению срока службы электролизеров. Кроме того, образующийся зазор увеличивает эпектросопротивление контакта токоподвод;угольный блок, что в период обжига подины электролизера (нагрев до 900-950 С) способствует выделению большого количества тепла в самой подине, ускоряет и улучшает ее обжиг.После обжига подины и пуска электролизера под воздействием гемпературы 900-950 С в чугуне в течение 3- 4 сут происходит грайитизирующий отжиг (самоотжиг ), в результате которого изменяется структура. Ферритная металлическая матрица и компактный углерод отжига обеспечивает чугуну низкое электросопротивление.Чугун выплавляют в индукционной печи ИЧТ,5 с кислой Футеровкой.Для выплавки чугуна используют шихту из 100% отработанных блюмсов (токоподводов) . В качестве карбюризатора используют бой угольных блоков с содержанием углерода 96,7%. Серу вводят в ковш перед вь 1 пуском металла в виде сернистого железа (30% серы ) в количестве 2,0-40% от веса чугуна, Фосфор вводят в печь за 10-15 мин до окончания плавки в виде Феррофос 50 Фора. Жидким чугуном с температурой1400-1420 С заливают катодные узлы,В лабораторных условиях чугунвыплавляли в индукционной печиЙСТ. Л(идкпм чугуном запивали натурные образцы, моцелирующие работу катодного узла алюминиевого электролизера, и пробы дпя определения усадки чугуна. Измеряли объемную усадку и электросопротиьление чугуна, элект1344806 росопротивление контакта в литомсостоянии и после отжига по режимуобжига подины электролизера. СоСтавы известного и предложенного чугуна и их свойства приведены в таблице. Чугун Химический состав мас.й 1 Объемная усадкачугуна,7 3,4 3,0 0,5 Известный 0,04Ф 0,8 1,3 Остальное 0,03 Предложенный 1,8 1,9 0,08 0,24 2,3 0,05 2,0 2,0 0,10 0,30 3,0 2,8 0,20 0,50 40 Зэб Оф 30 Оэ 70 2,1 0,83 1,8 1,60 1,5 1,70 4,1 3,8 0,50 0,80 0,7 Чугун. Плотностьг/смЭ Корроэионнаястойкость,г/м ч Электросопротивление чугуна,р икОм см2в литом после графитисостоянии эирующего от- жига 7,02 18,25 Известный 46 7,65 6,24 40 7,35 147 48 128 729 44 7,19 40 117 67 7,15 Как следует из таблицы, повышение в известном чугуне содержания серы с 0,05 до 0,3-0,7 Ж обеспечило повышение объемной усадки в 1,9-2,6 раза, плотности в 1,02-1,06, электро- сопротивления в литом состоянии в 2,2-2,8 раза и увеличение коррозионной стойкости в 1,1 - 1,2 раза. Формула изобретенияЧугун преимущественно для заливки катодных узлов алюминиевых электролизеров, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, серу и железо, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения объемной усадки, плотности, электросопротивления в литом состоянии и коррозионной стойПредложенный 43 Продолжение таблицы 15,31 15,29 16,10 16,201344806 2,0-4,0 2,0-3,6 Составитель Н.КосторнойРедактор Т.Лазоренко Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай Заказ 4889/28 Тираж 604 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4 кости, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Х:УглеродКремний МарганецФосфорСераЖелезо 0,1-0,3 0,05-1,6 0,3-0,7 Остальное