CS254281B1

CS254281B1 - Granulated deoxidizing aluminium-iron-carbon alloy and method of its production

Info

Publication number: CS254281B1
Application number: CS8410630A
Authority: CS
Inventors: Josef Koritta; Bohuslav Goszyk
Original assignee: Josef Koritta; Bohuslav Goszyk
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS1063084A1

Abstract

Řešení se týká granulované dezoxidační slitiny obsahující v % hmot. 40 až 85 % hliníku, 0,2 až 2 % uhlíku, zbytek železo a doprovodné prvky, případně ještě 5 až 30 % manganu. Vzniklý karbid hliníku obklopuje zrna binární fáze hliník-železo a působením vzdušné vlhkosti se rozpadá na granulát, jehož velikost je závislá na rychlosti krystalízace odlitku. Způsob výroby spočívá v roztavení v elektrické peci, odlití do kokily, vložení odlitku do ocelové nádoby a ponechání na vzduchu v běžném slévárenském prostředí. V závislosti na velikosti odlitku, hmotnostní koncentraci uhlíku a relativní vlhkosti vzduchu se rozpad slitiny pohybuje od několika hodin do několika týdnů. Granulát slitiny se používá pro dezoxidaci roztavené oceli, kam se zavádí nosným plynem, nebo např. při výrobě lehkých stavebních hmot jako aktivní plyriotvorná přísada.The solution relates to granulated deoxidizing alloys containing in% wt. 40 to 85% aluminum, 0.2-2% carbon, the remainder iron and accompanying elements, if any 5 to 30% manganese. Aluminum carbide formed surrounds the grains of the binary phase aluminum-iron and it is falling apart due to air humidity to a granulate whose size is dependent on the rate of crystallization of the casting. Way production consists in melting in electrical furnace, casting into the mold, inserting the casting into a steel container and left in the air in a common foundry environment. According on casting size, weight carbon concentration and relative humidity The air breaks down from several hours to a few weeks. Granulate Alloys are used for deoxidation molten steel, where it is introduced by the carrier gas, or, for example, in the manufacture of light of building materials as active gas-forming ingredient.

Description

Vysokých dezoxidačních účinků při dezoxidaci oceli především v pánvích, by bylo možno dosáhnout zavedením granulované dezoxidační slitiny nosným plynem přímo dnem rafinační pánve do taveniny. Tím dojde k homogennímu rozděťení dezoxidační slitiny v celém objemu pánve a k velkým úsporám hliníku. Při dosud používaném postupu je dezoxidační slitina legována na povrch lázně oceli, což je spojeno s velkým propalem hliníku. Tento postup se nepoužívá především proto, že neexistuje efektivní metoda získávání vhodně granulované předslitiny.High deoxidizing effects in deoxidizing steel, especially in ladles, could be achieved by introducing the granulated deoxidizing alloy through the carrier gas directly into the melt ladle bottom. This results in a homogeneous distribution of the deoxidizing alloy throughout the pan volume and great savings in aluminum. In the process used so far, the deoxidizing alloy is alloyed to the surface of the steel bath, which is associated with a large aluminum burn. This process is not used primarily because there is no effective method of obtaining a suitably granulated master alloy.

Další použití granulované předslitiny je ve výrobě stavebních hmot, jako plynotvorná aktivní přísada do betonových a silikátových směsí. Dosud používané metody rozprašování s prudkým ochlazením kapiček taveniny mají nízké produktivity, jsou investičně a technicky náročné a je nebezpečí exploze jemného granulátu.Another use of granulated master alloy is in the production of building materials, as a gas-generating active ingredient in concrete and silicate mixtures. The spray methods used so far with rapid cooling of the melt droplets have low productivity, are investment and technically demanding and there is a risk of explosion of the fine granulate.

Tyto nedostatky odstraňuje granulovaná dezoxidační slitina o složení hliník-železo-uhlík podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává v hmotnostní koncentraci ze 40 až 85 % hliníku, 0,2 až 2 % uhlíku, zbytek železo s případnými příměsemi, nejméně však z 96 % hliníku a železa ve vzájemné kombinaci. Dále může obsahovat 5 až 30 % manganu.These drawbacks are overcome by the granulated deoxidizing alloy of the aluminum-iron-carbon composition of the present invention, which consists in a concentration by weight of 40 to 85% aluminum, 0.2 to 2% carbon, the remainder iron with any admixtures, but at least 96% aluminum and iron combined. It may further contain 5 to 30% manganese.

Způsob výroby granulované dezoxidační slitiny podle vynálezu, tavené v elektrické peci v podstatě spočívá v tom, že do roztavené vsázky hliníku se přidá litinový a ocelový odpad, a/nebo feromangan v množství potřebném pro dosažení žádaného chemického složení, vsázka se ohřeje na teplotu 1 200 až 1 350 °C do rozpuštění veškerého železa a po odlití a 2tuhnutí se nechá působením vzdušné vlhkosti samovolně granulovat.The process for producing a granulated deoxidizing alloy according to the invention melted in an electric furnace essentially consists in adding to the molten aluminum charge cast iron and steel waste and / or ferro-manganese in an amount necessary to achieve the desired chemical composition, the charge heated to 1200 ° C. up to 1350 ° C until all the iron has dissolved and, after casting and solidification, it is granulated under the influence of air humidity.

Vsázka se ohřeje na teplotu 1 200 až 1 350 °C, při které dojde k roztavení železa v závislosti na jeho množství. Odlití se provede buč do kokil na licí pás, nebo volně na licí pole případně do větších bloků, kde je zaručena pomalá rychlost ochlazování.The batch is heated to a temperature of 1200 to 1350 ° C, at which the iron is melted depending on the amount of iron. Casting is carried out either in the ingot molds on the casting belt or loosely on the casting field or in larger blocks, where a slow cooling rate is guaranteed.

Bylo zjištěno, že vazbou hliníku vzniká karbid hliníku, který v podobě sítoví obklopuje jednotlivá zrna binární fáze hlíník-železo. Působením vzdušné vlhkosti dochází k rozpadu a granulaci slitiny až na jednotlivá zrna. Voda totiž reaguje s karbidem hliníku, který se rozpadá a vzniká acetylen, jenž svým tlakem napomáhá rozdružení slitiny. Velikost vzniklých granulí je přitom dána velikostí zrn primární lité struktury a je možno ji dobře řídit rychlostí ochlazování, resp. způsobem lití, tj. do kokil, kdy je rychlost ochlazování vysoká a potom granule jemné či naopak do velkých bloků, kdy je rychlost ochlazování malá a granule jsou hrubé. Doba, za kterou dojde k ukončení granulace, je určena především obsahem uhlíku ve slitině, velikostí odlitku a relativní vlhkostí vzduchu. Pohybuje se řádově od několika hodin do několika týdnů.It has been found that aluminum bonding results in aluminum carbide that surrounds the individual grains of the binary aluminum-iron phase in the form of a sieve. Due to air humidity, the alloy breaks down and granulates up to individual grains. This is because water reacts with aluminum carbide, which decays to form acetylene, which helps to break down the alloy by its pressure. The size of the granules formed is determined by the grain size of the primary cast structure and can be well controlled by the cooling rate or the cooling rate. casting, i.e. in the molds, when the cooling rate is high and then the granules are fine, or vice versa, into large blocks where the cooling rate is low and the granules are coarse. The time to complete the granulation is determined primarily by the carbon content of the alloy, the size of the casting and the relative humidity of the air. It ranges from several hours to several weeks.

PříkladExample

V indukční kelímkové peci byla natavena vsázka sestávající v hmotnostní koncentraci ze 49 % hliníku technické čistoty a 51 % šedé litiny s obsahem 2,4 % uhlíku. Teplota tavení slitiny byla 1 250 °C. Odlévání proběhlo při teplotě 1 200 °C do kovové kokily. Odlitky byly vloženy do ocelové nádoby vysoké 500 mm umístěné v běžném prostředí slévárny. 50 % celého objemu slitiny bylo granulováno do 24 hodin od výroby. Do 1 týdne od výroby byla granulace skončena v 95 % objemu, přičemž zbylé hrudky bylo možno rozdrtit prsty. Za 2 týdny byl získán zcela homogenní granulát v celé vrstvě, vysoké 400 mm. Velikost jednotlivých zrn se pohybovala v rozmezí 80 až 400 mikrometrů.In a crucible furnace, a charge consisting of 49% by weight of technical grade aluminum and 51% of gray cast iron containing 2.4% carbon was melted. The melting temperature of the alloy was 1250 ° C. The casting was carried out at a temperature of 1200 ° C into a metal ingot mold. The castings were placed in a 500 mm steel vessel placed in the normal foundry environment. 50% of the total volume of the alloy was granulated within 24 hours of manufacture. Within 1 week of manufacture, the granulation was completed in 95% by volume, with the remaining lumps being crushed by fingers. After 2 weeks a completely homogeneous granulate was obtained in the entire layer, 400 mm high. The size of the individual grains ranged from 80 to 400 microns.

Slitiny o složení dle vynálezu a vyrobené uvedeným postupem lze výhodně použít pro dezoxidaci oceli zaváděním do taveniny nosným plynem, a to s vysokou efektivností, jelikož se sníží propal, dezoxidace proběhne účinněji a sníží se dosud vykazovaná spotřeba hliníku. Slitiny lze rovněž použít jako plynotvorné přísady do betonových či silikátových směsí, kde svým aktivním působením umožňují nakypřování a tvorbu lehkých pórovitých stavebních hmot.The alloys of the composition according to the invention and produced by the process can advantageously be used for deoxidizing steel by introducing it into the melt with a carrier gas, and with high efficiency, since the burn is reduced, the deoxidation proceeds more efficiently and the aluminum consumption reported so far. The alloys can also be used as gas-generating additives in concrete or silicate mixtures, where by their active action they allow loosening and formation of light porous building materials.

Výroba je však ve srovnání s běžně zavedenou granulací rozstřikováním méně technicky náročná a nehrozí nebezpečí výbuchu jemného granulátu.However, production is less technically demanding compared to conventional spray granulation and there is no risk of explosion of the fine granulate.

Claims

1. A granular deoxidizing aluminum-iron-carbon alloy, characterized in that it consists in a concentration by weight of 40 to 85% aluminum, 0.2 to 2% carbon, the remainder iron and accompanying elements, but at least 96% aluminum and iron combined .

2. A granulated deoxidizing alloy according to claim 1, characterized in that it comprises 5 to 30 wt. of manganese.

3. A process according to claim 1 or 2, characterized in that cast iron or steel, waste and / or ferro-manganese are added to the molten aluminum charge, and the charge is heated to a temperature of 1200 to 1350 [deg.] C. until all the iron has dissolved. after casting and solidification, it is allowed to granulated under the influence of atmospheric moisture, the granulation grade being determined by the rate of crystallization of the casting.