Флюс для непрерывного литья кадмиевой бронзы

СОЮЗ СОЕБТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (И) а) В 22 О 27/06 А ЕТЕН ЕЛЬСТВ ись бо-тем, ва по- безвозсичныхдопол- углеродующем с,%;30-35 10-15 10-20 1-5Осталь ноечаюе угле- содер 2, флюсийсяодсодержжит древес3. Флюси й с яодсодержаит порошогля,по п, 1, о т ем, что в ка ащего материалый уголь, но и 1 О т ем, что в ка щего материалпрокаленног и ст онщ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ. СЕИД(71)Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов(56)1, Патент США В 2825947,кл, 164-73, 1958.2. Авторское .свидетельство СССР645751 кл. В 22 0 11/00, 19773, Авторское свидетельство СССРВ 418543 кл, С 22 С 1/06 1973.4.Авторское свидетельство СССР9 555158 кл. С 22 С 1/06; 1975,;5, Авторское свидетельство СССРР 554073 кл, В 22 О 27/00 1975(54)(57) 1. ФЛЮС ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГОЛИТЬЯ КАДИИЕВОй БРОНЗЫ, включающий окись натрия, кремнезем и о ра, о т л и ч а ю щ и й с я чтос целью повьпаения качес верхности слитков, снижения вратных потерь металла и то выделений окиси кадмия, флю нительно содержит криолит и содержащий материал при сле соотнснаении ингредиентов, вОкись натрияКремнеземКриолитУглеродсодержащий .материалОкись бораИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке покровного флюса для непрерывного литья слитков и плавки меди и ее сплавов, например кадмиевой бронзы,Йэвестно покрытие для непрерывного литья медных сплавов расплавомобезвоженной буры 1.Использование обезвоженной бурыне может быть рекомендовано приплавке и литье меди и медных малолегированных сплавов, так как пленка обезвоженной буры не удерживаетсяна поверхности мениска металла кристаллизатора в связи с существенноотличным характером затвердеванияэтих сплавов по сравнению с высокоцинковыми латунями.Известен флюс для непрерывной разливки стали, включающий криолит, кремнезем, окись бора, цемент, угле-,. 20род 21.Однако данный флюс является непри-,годным для непрерывного литья медных сплавов из-за возможного насыщения расплава серой, кроме того, 25он не обеспечивает удовлетворительного качества поверхности слитка,Известен также ряд флюсовых покрытий, содержаций буру, криолит,силикат натрия 3, соду, криолит 30. хлористый натрий 4, предназначенных для выплавки медных .сплавов,Однако эти покрытия не отвечаюттребованиям, предъявляемыми к флюсам, в связи с неудовлетворительнойкроющей способностью этих составовмедных малолегированных сплавов.1Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является флюс для. 40литья сплавов на медной основе,включающий окись натрия, кремнезем,.и борный ангидрид 53Однако использование известногоспособа при непрерывном литье кадмиевой бронзы не обеспечивает получения качествейной поверхности слитков., так как не обеспечивается смазка труцихся поверхностей затвердевшего слитка и кристаллиэатора в зоне сформировавшейся твердой корочки, а также образуются разрывы флюсового покрова на поверхности мениска металла, Это ведет к увеличениютоксичных выделений окиси кадмия ик увеличению безвозвратных потерьметаллаЦелью изобретения является повышение качества поверхности слитков, снижение безвозвратных потерьметалла и токсичных выделений окиси кадмияПоставленная цель достигаетсятем, что флюс для непрерывного литья кадмиевой бронзы, включающийокись натрия, кремнезем и окись 65 бора, дополнительно содержит крио-.лит и углеродсодержащий материалпри следуюцем содержании ингредиентов, вес,Ъ:Окись натрия 30-35Кремнезем 10-15Криолит 10-20углеродсодержащий материал 1-5Окись бора ОстальноеВ качестве углеродсодержацегоматериала флюс может содержать древесный уголь или порошок прокаленного древесного угля.Предлагаемый флюс обеспечиваетхорошее смачивание между углеродоми расплавом остальных компонентовв области температур работы покро"ва ( 1000 ОС), Благодаря такому свойству покрытия углерод легко проникает в зону формирования поверхности слитка по зоне жидкого контактарасплавленного металла со стенкойкристаллизатора,и, уменьшая коэффи".циент трения между труцимися поверхностями, обеспечивает получениекачественной поверхности слитков(без трещин и надрывов).Присутствие во флюсе углерода(смачиваемой основы ) делает флюсдвухфазным, что определяет удовлетво-рительную кроющую способность;флюса.Экзотермический характер взаимодействия углерода флюса с кислородомвоздуха приводит к разогреву флюсного покрова сверху, при этом значение удельного расхода флюса ( кг/см)2возрастает без потери технологичности. Это также приводит к улучше,нию кроющей способности флюса и снижению величины выделений окиси кадмия.Присутствующая в составе флюсаокись натрия при температурах плавки и литья сплава, вступая в обменную реакцию с углеродом флюса,разлагается до чистого натрия, Пластичный натрий, обладающий большойтеплопроводностью, откладываясь настенках кристаллизатора, служит дополнительной к углероду смазкой трущихся при литье поверхностей, что беэухудшения процесса передачи тепла отслитка к стенкам кристаллиэатора также приводит к улучшению состояния поверхности слитка,Одновременное присутствие во флюсенеустойчивого комплексного соединения - криолита и окиси натрия притемпературах более 1000 ОС позволяетим реагировать между собой с образованием твердофазных продуктов реакции типа окиси алюминия. Это такжеприводит к улучшению кроющей способности флюса, так как образующаясядвухфазная смесь, где жидкая составляющая сцементирована смачиваемой1013095 Составы флюса, вес.% Ингредиенты 2, 3 4 5 1 6 10 50 13 Кремнезем 35 32 30 Окись натрия 10 20 Криолит Древесныйуголь 100 Порошок древесного углясажа) 100 Окись бора 49 35 25 37 Окись цинка Таблица 2 Физико-химические характеристики составов 5 6 Отношение начальной и конечной концентраций С /Сфр вес.В 1 р 05 0,65 1,05 Ор 55 1,55 1 рб 0 1,45 . 1,50 1,20 1 10 1,60 1,40 твердой основой, хорошо удерживается на поверхности интенсивно перемешивармого металла в лунке кристаллизатора.Введение в состав флюса криолита делает данный состав универсальным, так как инертность криолита по отношению к шамотной футеровке шахты печи препятствует растворению окиси кремния Футеровки в расплаве окись натрия - окись бора, и данный состав 0 может быть использован в качестве покровного флюса в:печи и разливочной коробке при плавке кадмиевой бронзы, Наличие углерода улучшает кроющую способность Флюса,при вы плавке сплава в индукционных канальных печах, приводит к увеличению вязкости композиции и стойкости шамотной футеровки, аналогично проявляется и акзотермический характер взаимодействия углерода флюса с кис. лородом воздуха. Все .это также приводит к снижению величины выделенной окиси кадмия, уменьшениЮ безвозвратных потерь металла на угар и шлак, улучшению санитарно-гигиенических условий работы цехаФлюс приготавливается следунюцим образом;Борный ангидРид (ВО )ГОСТ 10068- 75 смешивают в определенной пропор" . ции с окисью натрия (Ив 0)р полученной высокотемпературным разложением едкого натра КаОН ГОСТ 4328-77 окисью .кремния (50)ГОСТ 9428-73 размолотый кварц) и переплавленным и размолотым техническим криолитом . ГОСТ 10561-73 в шаровой мельнйце в течение 0,5 ч до получения однородного состава, Углеродсодержацую добавку в виде древесного угля ГОСТ 7657-74 либо порошка прокален- ного древесного угля ГОСТ 7657-74 ,добавляют к полученной смеси непо,средственно перед подачей Флюса на мениск расплава.В табл. 1-3 приведены технслогические и Физико-механические характеристики предлагаемого флюса,Таблица 11013095 Продолжение табл, 2 . Составы флюсаТ 1 Г 1 ( Физико-химические характеристики составов 4. 5 6 Константа массопереносао,см/с 1 ю 9 10 ф Зе 3 10 ф Ог 71 10 0)3510 Оф 35 10 0,35 10 4 Количество окисикадмия, выделяющейся в атмосферуцеха с поверхностиметалла в единицувремени, г/с 0,31 0,17 Т а б л и ц а 3 Составы .Флюса4 5 Суммарная длина де" фектов, приходдщаяся на единицу поверхности слитка, ммф Оф 250 0527 0,069 Ор 053 0(090 Средняя глубинадефектов поверх-,ности, определеннаяс помощью игольчатого щупа, мм 1 50 1,50 1,25 4,00 2,00 Технологические харак"теристики составов-показатели качества поверх3ности слитка Для поиска оптимального составафлюса сравнительные исследованияугара кадмия из расплава под различными покровами были проведены по изменению концентрации кадмия в дробаху 45:отобранных от расплава до и послечасовой выдержки в алундовом тиглеСо/С).Интенсивность угара характеризовалась константой массопереноса с(см/сВес навески 220 г, поверхностьмениска металла в тигле 13,8 смф,время выдержки 1 ч, толщина угольного покрова 3 см, толщина Флюсовогопокрова и покрова сажи 0,5 см, Приведенные значения.Со/с - средние по се"рии экспериментов,На основании полученных данныхрассчитывалась интенсивность выде"лений кадмия от поверхности металла,В расчетах принималась во внимание 60общая поверхность выделений Зпов == 0,95 м 23 кристаллизатора ф.200 мми печь с разливочной коробкой), атакже то, что 1/5 часть общего потока окиси кадмия попадает в атмосфе Ое 067 Ою 033 . Ою 033 Ою 033 ру,цеха, Выделения окиси кадмия находились в соответствии,.д мольнымидолями по реакции 2 СдО = 2 СОО,Смачиваемость графитовой подкладки расплавом флюса проводилась повизуальному определению краевых углов смачивания, В результате исследований установлено, что смачиваемостьграфита флюсами составов 4-6 значительно превосходит аналогичный пара-метр для флюса состава 3, Краевойугол смачивания увеличивается примерно в 4 раза,Таким. образом, как следует изтабл, 2 и 3, наилучшими технологическими свойствами при непрерывномлитье кадмиевой бронзы"обладает флюссостава 5.Введение компонентов Флюса ниженижних пределов увеличивает испарение кадмия, а выше верхних пределовухудшает качество поверхности слитка.Использование изобретения позволяет получать слитки кадмиевой бронзыбез внутренних дефектов с измельченной макроструктурой и качественным1013095 Составитель И. ГончарукРедактор Т. Кугрышева Техред,К.Мыцьо Корректор Г, Решетник Заказ 278/15 Тираж 811 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 состоянием поверхности, обеспечитьбезопасную работу обслуживающего персонала на установке при плавке и ли: .тье означенного сплава,а также уменьшить безвозвратные потери металла наугар, и в шлак в 1,5-2 раза при одновременном .использовании флюса какпокрова металла в кристаллизаторе,печи и вразливочной коробке. технико-экономический эффект от внедрения флюса складывается иэ сни" жения безвозвратных потерь металла на угар н в шлак и экономии на строительстве специальных воздухоочиствь ных сооружений.Ожидаемый экономический эффект от внедрения данного изобретения составит 11 руб. на тонну годной продукции.