Способ пассивации магния для обработки жидкого металла

3163 6) также из условия максимальной степени использования магния при обработке металла. При увеличении доли магния выше, чем 1 ф 4, возрастает давление, развиваемое при испарении магния, что ведет к растрескиванию или разрушению монолитного тела. Снижение доли магния ниже, чем 1:6, затрудняет фильтрацию паров магния в порах углеродистого наполнителя вви ду малого их давления. В обоих случаях степень использования магния 2979 10 15 20 25 Температура формирования монолитного тела может изменяться в пределах 180-250 С. При температуре ниже 180 С процесс кристаллизации связующего идет медленно и оно под действием силы тяжести дренирует в нижнюю часть монолитного тела, при этом прочность его верхней части снижается. При температуре выше 250 С процесс пропитки углеродистого наполнителя не получает развития из-эа быстрой кристаллизации связующего. Монолитное тело при этом имеет низкую прочность. В обоих случаях нарушение температурного режима формирования монолитного тела снижает его механическую прочность. При обработке металла магнием это приводит к разрушению монолитного тела, реагированию магния непосредственно с металлом (минуя поровую структуру) и, как следствие, к низкой степени испопьзования магния. уменьшается.Соотношение кокса к термоантрациту 1:(0,6-0,8) необходимо для обеспечения оптимальной пористости и термостойкости монолитного тела, при которых степень использования магния максимальна. Увеличение доли кокса выше 1:0,6 приводит к снижению термостойкости и разрушению монолит- ного тела при .обработке металла, что сопровождается реагированием магния непосредственно с металлом и низкой степенью его использования. Уменьшение доли кокса ниже 1:08 снижает проницаемую пористость и при обработке металла пары магния разрушают монолитное тело, В результате этого происходит контакт магния с металлом, пирозффект и низкая степень использования магния.Температура формирования компо- нент 30 35 40 45 50 55 Полученное по предлагаемому способу монолитное тело используют для обработки жидкого металла магнием. Оно может быть выполнено как в виде погружного блока, вводимого в металл простым устройством, так и в виде покрытия, закрепляемого в емкости перед заливкой в нее металла, Это повышает технологичность способа.При контакте монолитного тела с жидким металлом происходит нагрев, испарение магния и фильтрация его паров через поры углеродистого наполнителя под действием развиваемого парами давления. Пары магния выходят в металл рассредоточенно по всей поверхности монолитного тела, я пузырьковом режиме, без пироэффекта. Пузыри, обладая большой реакционной поверхностью, обеспечивают высокую степень использования магния.Способ повышает технологичность процесса, поскольку в отличие от известного не требует дополнительных энергозатрат и оборудования на расплавление магния и реализуется при температурах значительно ниже температуры его плавления (620 С).Предлагаемый способ более технологичен при обработке жидкого металла магнием, чем известный. Использование монолитного тела, полученного иэ магния и углеродистого наполнителя нагревом с помощью связующего при предлагаемых соотношениях магния и наполнителя, кокса и термоантрацита в наполнителе, размерах кусков магния и температуре нагрева, являет ся более технологичным, чем использование магниевого кокса и колоколаиспарителя. Это объясняется простотой устройства для обработки жидкого металла, спокойным (без пироэффекта) протеканием обработки по предлагаемому способу в сравнении со сложным колоколом-испарителем и протеканием обработки с пироэффектом по известному способу.П р и м е р. Испытание способа проводят при обработке чугуна магнием в тигле индукционной печи емкостью 50 кг. Магний пассивируют путем смешивания кусков магния размером 1-9 мм с пористым кусковым углеродистым наполнителем при соотношении 1:(3-7) . В качестве наполнителяиспользуют кокс и термоантрацит в соотношении 1:(0,5-0,9). Магний и5 16 наполнитель формируют с помощью связующего в монолитное тело при 175-25:о .В качестве связующего используют раствор жидкогь стекла. Монолитное тело имеет Форму цилиндра диаметром и высотой 60 мм, Обработку чугуна ведут путем погружения монолитного тела в расплав (до дна тигля) и выдержкой до момента прекращения барботажа ванны парами магния. Сразу после обработки отбирают пробу металла для спектрального анализа на магний.Эффективность способа при различных значениях предлагаемых параметров оценивают по степени использования магния и технологичности. Степень использования магния определяют отношением его Фактического содержания в металле после обработки к расчетному. Состав чугуна, в частности содержание серы, во всех опытах поддерживается постоянным.Проводят также обработку чугуна магнием, пассивированным по известному способу. Куски кокса помещают в жидкий магний в соотношении 2: 1, пропитывают поры кокса магнием и охлаждают . Полученный материал - магниевый кокс, вводят в металл под колоколом. Результаты испытаний приведены в таблице. Максимальная степень использования магния достигается при реализации способа в предлагаемых пределах параметров (опыты 2-4),Уменьшение размера кусков магния менее 1,5 мм (опыты 1 и 7) ведет к возрастанию с кор ости их нагр ева и взрывному характеру испарения. Наблюдается незначительный пироэффект и степень использования магния снижается . Увеличение размера кусков магния выше 8 мм (опыты 5 и 6) ведет к снижению прочности монолитного тела, так как частицы магния связующим не пропитываются. При обработке расплава это приводит к разрушению моно - литного тела и снижению степени использования магния за счет его непосредственного (минуя поровую структуру) реагирования с металлом.Уменьшение соотношения магний-углеродистый наполнитель ниже предлагаемых пределов (опыты 1 и 8) снижает технологичность обработки (барботаж ванны слабый) и степень использова 329 79 25 ЗО реагирует с металлом, чему сопутствует пираэффект н снижение степени использования магния.Уменьшение температуры нагрева при 5 Формировании монолитного тела ниже180 С (опыты 1 и 12) ведет к дренированию связующего в его никнюю часть(под действием силы тяжести), Обедненная связующим верхняя часть стано 4 р вится непрочной и разрушается поддавлением паров магния. При увеличеонии температуры нагрева выше 250 С(опыты 5 и 1.3) возрастает скоростькристаллизации связующего, процесс 45 пропитки им пор кокса в полной мерене реализуется. При этом прочностьмонолитного тела снижается и приобработке оно разрушается под давлением паров магния. Б обеих случаях 50 наблюдается снижение степени использования магния.По сравнению с опытом 14, проведенным с использованием известногоспособа, предлагаемый способ характеризуется более высокой степеньюиспользования магния (в среднем 587против 437 или на 35 отн.Е). Этообъясняется тем, что в предлаг;емом 5101520 ния магния, так как последний частично остается в порах из-за малого давления, развиваемого парами магния. Увеличение соотношения магний-углеродистый наполнитель выше предлагаемых пределов (опыты 5 и 9) ведет к возрастанию внутреннего давления паров магния и растрескиванию монолитного тела. При этом поролая структура последнего используется неэффективно, магний выходит в металл частично в струйном режиме с пироэффектом и степень его использования снижается.Увеличение соотношения кокс-тер,моноантрацит выше пределов (опыты 5 и 10) существенно снижает термостойкость монолитного тела, вследствие чего оно растрескивается, частично . разрушается и магний, минуя паровую структуру, реагирует с расплавом. Наблюдается пироэффект и уменьшение степени использования магния. Уменьшение соотношения кокс-термоантрацит ниже предлагаемых пределов (опытыи 11) ведет к снижению пористости монолитного тела. При обработке металла давление паров магния разрушает структуру наполнителя, магний способе пассивации при ебрзбетке ме1632979,Размеркусковмагния,Соотношение кокса Т емпература формирования моСтепень исполь- зования Соотношениемагния Характер .обра" ботки Опыт и термоантрацитав наполнии углеродисто"го на.магния,7нолитно теле го тела,полнителя 1 1 ф 7 1,5 1:6 1 0,91:0,8 45 57 175 180 Слабый барботаж,разрушение безпироэффектаТо же 3 5 6 7 1:5 1:4 1 ф 3 1:5 1:5 1:0,7 1:0,6 1:0,5 10,7 10,7 215 250 255 215 215 60 58 41 45 38:5 1:5 1,35 1:0,5 1:0,9 1:0,7 1:0,7 215 215 175 255 38 29 33 391:2 43 Пир оэффект Составитель В. Кириленко Редактор Н. Яцола Техред Л.Олийнык Корректор Т. ПалийЗаказ 596 Тираж 388 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул, Гагарина, 101 талла обеспечивается рассредоточенный пузырьковый режим продувки парами магния с большой поверхностью контакта газ-металл. Это создает необходимые кинетические условия для усвоения магния металлом. Формула изобретенияСпособ пассивации магния для обработки жидкого металла, включающий смешивание магния с пористым углеродистым наполнителем, о т л и ч а -1 О 11 12 13 14 (Из- вестный) ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологичности обработки истепени усвоения магния, магний используют фракции 1 5-8 мм при соотноУшении к пористому углеродистому наполнителю 1: (4-6)при этом в качестве наполнителя применяют кокс в смеси с т ермоа итра цит ом в с о от н ошении 10 1:(0,6-0,8) причем магний и пористыйуглеродистый наполнит ель формируютв монолитное тело посредством жидкого стекла и нагревают до 180-250 С. Разрушение, пироэффектСлабый пироэффектСпабый барботаж Разрушение, пироэффектТо же