PL36166B1 - - Google Patents

Description

Zasadnicza trudnosc przy wytapianiu zeliwa wysokokrzemowego w piecach tyglowych stanowi koniecznosc przegrzewania wsadu do wysokiej temperatury, co zwiazane jest z dlugim okresem topienia i duzym zuzyciem tygli. Dlatego do to¬ pienia zeliwa wysokokrzemowego stosuje sie pie¬ ce pozwalajace przegrzac wsad co najmniej do temperatury 1400° C. Wymaga to odpowiedniej konstrukcji pieca, a samo topienie trwa dlugo, powodujac duze zuzycie materialu, paliwa i ro¬ bocizny.Tych wad nie posiada sposób wedlug wyna¬ lazku. Sposób szybkosciowego wytapiania zeliwa wysokokrzemowego opiera sie na wykorzystaniu ciepla reakcji egzotermicznej Fe+ Si = FeSL+Q (1) Reakcja ta zachodzi w temperaturze 1200— lfil50° C w odpowiednio dobranym wsadzie meta- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest Zbigniew Tyszko. lowym, zawierajacym wysokoprocentowy ze¬ lazokrzem,' zlom stalowy i surówke, a (uzyskane cieplo sluzy do roztopienia i przegrzania wsadu. Uzyskany na drodze powyzszej reakcji efekt cieplny bedzie calkowicie wykorzystany wówczas, jezeli zostanie zachowany warunek, ze gdzie l jest wspólczynnikiem charakterystycz¬ nym dla danego wsadu, Qi oznacza cieplo uzy¬ teczne uzyskane w wyniku reakcji <1), Qa — cieplo potrzebne do stopienia i przegrzania wsadu metalowego. r Biorac pod uwage, ze reakcja zachodzi w sa¬ mym wsadzie metalowym sprawnosc cieplna procesu jest duza i przyjmuje sie, ze (2) przy czym r\ oznacza sprawnosc cieplna, a Q3 — cieplo reakcji dla calego wsadu. Na podstawiepowyzszego pi-zyjorurje «sie, ie- Przyjmujac, ze wrsad sklada sie ze zloniu ze¬ liwa wysokokrzemowego, surówki, staji i wy¬ sokoprocentowego zelazokrzemu £ ,.wyraza sie nastepujaca zaleznoscia: 5 Xmi • c* • AT+ Smi • c* + Smi • cc • AT'" gdzie L oznacza procentowa zawartosc zelazo¬ krzemu we wsadzie, SL —r procentowa zawar¬ tosc krzemu w zelazokrzemie, 2 m. — mase Mego skladnika wsadu, /-tego skladinika wsadu w stanie stalym, ci— cieplo topienia i-tego 'Skladnika wsadu cc — cieplo wlasciwe zeliwa wysokokrzemowego w stanie cieklym, AT — róznice pomiedzy tempera¬ tura poczatkowa wsadu a jego temperatura to¬ pienia, AT' — róznice pomiedzy temperatura topienia i temperatura przegrzania zeliwa wy¬ sokokrzemowego.Powyzszy wzór otrzymano na podstawie wyli¬ czen fizyko-chemilcznyeh. Licznik wzoru zostal wyliczony przy uwzglednieniu krzemu wolnego w zelazokrzemie i okresla ilosc ciepla, jaka po¬ wstaje we wsadzie przy zastosowaniu zelazo¬ krzemu o okreslonej zawartosci krzemu. Mia¬ nownik okresla ilosc ciepla potrzebna do stopie¬ nia i przegrzania wszystkich skladników wsadu.Wsady, których wspólczynnik £ jest wiekszy od 0,5, dzieki wywiazywaniu sie duzych ilosci ciepla, topia sie znacznie szybciej ndz wsady, któ¬ rych wspólczynnik jest mniejszy ndz 0,5. Wsady, których wspólczynnik jest wiekszy lub równy 1, topia sie i przegrzewaja do temperatury 1400° C w ciagu kilku minut, liczac od chwili (rozpoczecia sie reakcji.Celem szybkiego obliczenia wsadu Ida sie spo¬ rzadzic nomogram, z którego mozna odczytywac wlasciwy sklad wsadu metalowego oraz wartosc wspólczynnika ?. Dla wyjasnienia podaje sie, ze w zaleznosci od zawartosci krzemu w zelazo¬ krzemie wspólczynnik £ =s= 0,5 otrzymuje sie przy nastepujacych zawartosciach zelazokrzemu we wsadzie wagowo: FeSi 60%—15%, FeSi 70% — 10,5%, FeSi 80% — 8%, FeSi 90% — 6,5%.Wspólczynnik £ = 1 otrzymuje sie przy nastepu¬ jacych zawartosciach zelazokrzemu we wsadzie wagowo: FeSi 60% — 30%, FeSi 70% — 21%, FeSi 80% — 16%, FeSi 90% — 13%.Piec przygotowuje sie do wytopu zgodnie z ogólnymi zasadami prowadzenia pieca tyglo¬ wego. Poszczególne skladniki wsadu przed zwa¬ zeniem powinny byc starannie przygotowane i przesortowane. Nalezy usunac kawalki za¬ rdzewiale, zanieczyszczone szmatami, smarem, innymi metalami itp. Wielkosc (kawalków wsadu nie powinna przekraczac 7X7 cm. Przed wloze¬ niem do pieca wsad nalezy wyprazyc w tem¬ peraturze czerwonego zaru, celem usuniecia wilgoci. Zaniechanie tej czynnosci powoduje z reguly zagazowanie kapieli metalawej. Wsad nalezy ladowac do tygla nagrzanego do tempera¬ tury czerwonego zaru. Na dno tygla nalezy lado¬ wac surówke i zlom obiegowy, ukladajac na samym dnie najmniejsze kawalki wsadu. Na¬ stepnie nalezy ladowac warstwami zelazokrzem i.stal tak, by wysokosc warstwy znajdowala sie w granicach 5—10 cm. Zlom obiegowy mozna takze ukladac na wierzchu wsadu po zaladowa¬ niu tygla. Wytop przebiega podobnie jak przy wytapianiu brazów iczy zeliwa zwyklego z ta jednak róznica, ze po roztopieniu wsadu zawar¬ tosc tygla jest gotowa do odlewania od razu, tj. bez koniecznosci dlugiego przegrzewania kapieli, przy czym kapiel moze miec wyzsza tempera¬ ture niz tygiel. Piecowy powinien wiec badac co pewien czas wnetrze tygla. Tygiel powinien byc przykryty pokrywa, kapiel pokrywa sie zuzlem wlasnym; mozna takze stosowac jako pokrywe zuzlowa kupryt, szklo lub 2%Kwe dodatki ka¬ mienia wapiennego lufo tez dolomitu prazonego.Spust metalu i odlewanie przebiega normalnie.Sposób ten pozwala na skrócenie czasu wy¬ topu od lU do l/2 czasu potrzebnego do stopienia i przegrzania tej samej ilosci zeliwa znanymi metodami w tym samym piecu. Skrócenie czasu wytopu zalezy od rodzaju wsadu, a takze od konstrukcji pieca; jest ono tym wieksze im wy¬ zej procentowo zelazokrzem znajduje sie we wsadzie, oraz im wolniej przegrzewa sie wsad do wlasciwej temperatury, Sposób ten pozwala zatem na wytapianie zeliwa wysokokrzemowego w zwyklych piecach do topienia metali koloro¬ wych. Uzyskuje sie oszczednosc koksu, wyno¬ szaca, praktycznie biorac, 20—40% w zaleznosci od rodzaju pieca i wsadu. Przy starannym pro¬ wadzeniu wytopu uzyskac mozna oszczednosc 50% koksu. Unika sie koniecznosci sporzadzania zapraw i zeliwo wytapiac mozna w piecach, po¬ zwalajacych cgrzac wsad do 1250—1300° C bez koniecznosci stosowania jakichkolwiek urzadzen specjalnych. Dzieki szybkiemu stopieniu i szyb¬ kiemu przegrzandu kapieli metalowej do wysokiej temperatury zmniejsza sie mozliwosc zagazowa¬ nia kapieli oraz uzyskuje sie wysoka jakosc od¬ lewu. Unika sie koniecznego niekiedy podwój¬ nego przetapiania i zmniejsza sie zuzycie tygli. - 3 - PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób szybkosciowego wytapiainia zeliwa wy- sokoikrzemawego w piecach tyglowych, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie wsady, dla których stosunek ciepla wydzielonego we wsadzie Idzieki reakcjom egzotermicznym do calkowitej ilosci ciepla, potrzebnego do stopienia i przegrzania wsadu jest wiekszy lub równy 0,5, przy czym dotyczy to wsadów, kitóre w zaleznosci od pro¬ centowej zawartosci krzemu, w zelazokrzemie zawieraja co najmniej 15 % zelazokrzemu 60 -o¬ wego, 10,5% zelazokrzemu 70%Hwego, 8% zelazo¬ krzemu 80 %-wego i 6,5% zelazokrzemu 90%-we- go. Instytut Odlewnictwa Zastepca: Kolegium Rzeczników Patentowych PL