RU2376101C1 - Комплексная экзотермическая смесь - Google Patents
Комплексная экзотермическая смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2376101C1 RU2376101C1 RU2008121598/02A RU2008121598A RU2376101C1 RU 2376101 C1 RU2376101 C1 RU 2376101C1 RU 2008121598/02 A RU2008121598/02 A RU 2008121598/02A RU 2008121598 A RU2008121598 A RU 2008121598A RU 2376101 C1 RU2376101 C1 RU 2376101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- mixture
- complex
- exothermic
- properties
- Prior art date
Links
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Комплексная экзотермическая смесь предназначена для внепечной обработки железоуглеродистых сплавов. Смесь содержит, мас.%: металлический алюминий 25-38, фтористый кальций 18-35, окислы алюминия 14-27, силикокальций или ферротитан 12-25, угольную пыль 1-5. Достигается повышение жидкотекучести, выхода годного, трещиностойкости и упругопластических свойств железоуглеродистых сплавов. 3 табл.
Description
Изобретение относится к области литейного производства, в частности к комплексным экзотермическим смесям, используемым для внепечной обработки железоуглеродистых сплавов при производстве литых деталей ответственного назначения с мелкозернистой структурой.
Известна экзотермическая смесь (А.с. №608608, СССР, МПК B22D 7/06, 1978), содержащая мас.%: материал на основе окислов железа 25-50; хромовая руда 5-25; алюминиевый порошок 10,5-18; материал на основе углерода 5-12; глина огнеупорная 5-10; огнеупорный наполнитель 3-25 и связующее 5-10. Известная смесь имеет недостаточную стабильность протекания термохимических реакций и не обеспечивает при внепечной обработке литейных сталей и чугунов существенного повышения температуры, жидкотекучести и выхода годного. Высокое содержание в известной смеси огнеупорного наполнителя, окислов железа и огнеупорной глины снижает рафинирующий и модифицирующий ее эффекты. Она используется преимущественно для обогрева прибылей.
Известна также экзотермическая смесь с комплексным окислителем для стальных отливок (Побежимов Г.Н., Маньков В.Г. - М.: Литейное производство, 1979, №2. - С.17-18), содержащая от 21 до 25% алюминия, фторсодержащие соединения, окислы железа и марганца. Однако эта экзотермическая смесь не обладает достаточной теплотой экзотермических реакций, заметным модифицирующим и раскисляющим эффектами и не обеспечивает необходимых упругопластических, эксплуатационных свойств и трещиностойкости ответственных отливок.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенной является комплексная экзотермическая смесь, используемая при стальном литье (Патент Франции №2338097, МПК В22D 7/00, 1977, прототип), содержащая, мас.%:
Металлический алюминий | 10-40 |
Окислы алюминия, кальция или магния | 10-80 |
Перлит и/или вермикулит | 0-30 |
Древесная мука | 5-30 |
Угольная пыль | 0-5 |
В отдельных случаях рекомендовано введение дополнительно молотых силикатов и стекла, окислов марганца, измельченной железной стружки, железной руды, фтористого кальция или криолита. Внепечная обработка железоуглеродистых расплавов такими присадками, эффективно влияющими на характер первичной и вторичной кристаллизации, является обязательным условием получения чугуна повышенного качества. Использование при внепечной обработке различных формованных экзотермических вставок и вкладышей, прибыльных надставок, прессованных таблеток и модифицирующих брикетов, изготовленных из этой экзотермической смеси, вызывает в расплаве интенсивное протекание экзотермических реакций, повышение температуры, технологических и механических свойств Fe-C-сплавов.
Однако при содержании в известной смеси перлита и/или вермикулита, древесной муки, молотых силикатов и стекла снижается ее комплексное влияние как рафинирующей и модифицирующей добавки. При внепечной обработке чугунов известной смесью оптимального состава выход годного составляет 63-67%, а при литье деталей из литейных сталей - 44-50%. Недостатком известной смеси является то, что она не позволяет получить существенного повышения жидкотекучести, трещиностойкости и упругопластических свойств сплавов.
Задачей данного технического решения является повышение жидкотекучести, выхода годного, трещиностойкости и упругопластических свойств обрабатываемых железоуглеродистых сплавов.
Поставленная задача решается тем, что комплексная экзотермическая смесь, содержащая металлический алюминий, фтористый кальций, окислы алюминия и угольную пыль, отличается тем, что она дополнительно содержит силикокальций или ферротитан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Металлический алюминий | 25-38 |
Фтористый кальций | 18-35 |
Окислы алюминия | 14-27 |
Силикокальций или ферротитан | 12-25 |
Угольная пыль | 1-5 |
Проведенный анализ предложенного технического решения показал, что на данный момент неизвестны технические решения, в которых были бы отражены указанные отличия. Кроме того, указанные признаки являются необходимыми и достаточными для достижения положительного эффекта, указанного в задаче изобретения. Это позволяет сделать вывод о том, что данные отличия являются существенными.
Дополнительное введение силикокальция или ферротитана обусловлено тем, что они являются эффективными химически активными экзотермическими и модифицирующими добавками, оказывающими положительное влияние на температурные, термодинамические и технологические параметры железоуглеродистых расплавов, их однородность и жидкотекучесть, что способствует повышению дисперсности структуры, трещиностойкости и упругопластических свойств сплавов в отливках. При увеличении их содержания более 25% усиливается интенсивность протекания экзотермических реакций и повышаются кинетические параметры расплавов, что увеличивает угар металла и снижает выход годного. При концентрации силикокальция или ферросилиция менее 12% технологические и упругопластические свойства сплавов недостаточны.
Металлический алюминий в количестве 25-38% является также химически активной экзотермической добавкой, раскисляющей металл и повышающей его однородность и жидкотекучесть. При увеличении содержания алюминия более 38% повышаются угар металла, неоднородность структуры из-за пленообразования и снижаются трещиностойкость и упругопластические свойства. При концентрации алюминия в смеси менее 25% эффективность внепечной обработки, технологические и упругопластические свойства сплавов снижаются.
Введение фтористого кальция в количестве 18-35% связано с его высокими термохимическими реакциями в железоуглеродистых расплавах, рафинирующим и модифицирующим влиянием, с повышением их однородности, жидкотекучести и стабильности свойств. При увеличении содержания фтористого кальция более 35% снижается выход годного и увеличивается неоднородность структуры. При концентрации фтористого кальция менее 18% его рафинирующий и модифицирующий эффекты недостаточны, а механические и эксплуатационные свойства сплавов в отливках низкие.
Содержание окислов алюминия принято исходя из опыта производства экзотермических смесей для внепечной обработки литейных углеродистых сталей и чугунов с однородной мелкозернистой перлитной структурой и высокими характеристиками упругопластических свойств. При увеличении концентрации окислов алюминия выше 27% повышаются неоднородность расплава и стабильность технологических и упругопластических свойств. При снижении их концентрации ниже 14% эффективность экзотермической смеси при внепечной обработке недостаточна, а температура и технологические свойства сплавов низкие.
Окислы магния вызывают при внепечной обработке барботаж и пироэффекты, повышая угар и нестабильность свойств металла, поэтому они исключены из состава смеси. Древесная мука, перлит и вермикулит также исключены из состава комплексной смеси, так как не являются эффективными экзотермическими, химически активными рафинирующими или модифицирующими добавками для железоуглеродистых сплавов и снижают их жидкотекучесть, технологические и механические свойства.
Угольная пыль в количестве 1-5% оказывает модифицирующее и графитизирующее влияние при внепечной обработке, повышает температуру, жидкотекучесть и стабильность свойств металла, поэтому ее следует вводить в комплексную экзотермическую смесь. Ее эффективность начинает сказываться с содержания более 1%. При этом уменьшение концентрации угольной пыли менее 1% ухудшает процесс формообразования при изготовлении из предложенной смеси модифицирующих и микролегирующих таблеток, брикетов, вставок и вкладышей, используемых при внепечной обработке расплавов.
Для сравнительных испытаний эффективности известной и предложенной компексных экзотермических смесей проведена их апробация в производственных условиях при выплавке в тигельных индукционных печах и последующей внепечной обработке углеродистых сталей и модифицированных серых чугунов. В табл.1 приведены составы комплексных экзотермических смесей, используемых для внепечной обработки.
Определение трещиностойкости сплавов (по среднему количеству трещин в пробе) проводили на звездообразных 250 мм технологических пробах высотой 140 мм, жидкотекучести - на спиральных технологических пробах, а прочностных свойств - по ГОСТ 1497-85 на образцах диаметром 14 мм с расчетной длиной 70 мм. Для определения ударной вязкости использовали образцы 10×10×55 мм. Металлографические исследования и анализ дисперсности структуры чугуна проводили в соответствии с ГОСТ 3443-87.
Пример 1. Опытные плавки серого чугуна СЧ 25 проведены в тигельных индукционных печах с использованием в качестве шихтовых материалов литейных чугунов ЛЗ и Л5, чугунного лома марки 17А, стального лома 1А, углеродистого феррохрома, никеля НПЗ, ферромарганца ФМн 75. При выпуске чугуна в ковш его температура составляла 1380…1410°С. Содержание компонентов в чугуне перед обработкой смесью, мас.%: углерод 3,2-3,4; кремний 1,7-1,9; марганец 0,8; никель 0,2; хром 0,12; фосфор 0,1; сера 0,05 и железо - остальное.
Комплексные экзотермические смеси в бумажных пакетах или прессованные из них цилиндрические таблетки диаметром 50 мм и высотой 50 мм вводили на дно чайникового ковша перед заливкой чугуна. Заливку чугуна с температурой 1370-1380°С производили в песчано-глинистые формы для получения технологических проб, отливок типа втулок и образцов для механических испытаний.
В табл.2 приведены технологические свойства чугунов, полученных после внепечной обработки известной и предложенных составов экзотермических смесей, а также анализ структуры и свойств чугунов в отливках.
Пример 2. Опытные плавки литейной углеродистой стали 35Л проведены в индукционной среднечастотной печи ИСТ-1М с использованием стального лома и ферросплавов. Температура расплавленного металла перед заливкой в стопорный ковш с комплексной экзотермической смесью в количестве 2% от массы заливаемого металла составляла 1610-1630°С.
При изготовлении из жидкостекольных смесей литейных форм для получения тормозных барабанов, крановых колес и других массивных отливок использовали также различные формованные экзотермические вставки и вкладыши, прибыльные надставки и микролегирующие брикеты, изготовленные из известной и предложенной экзотермических смесей.
Для определения свойств литейных сталей после внепечной обработки в сухие литейные жидкостекольные формы отливали звездообразные, решетчатые и ступенчатые технологические пробы, фасонные отливки и образцы для механических испытаний.
В табл.3 приведены технологические свойства (жидкотекучесть и трешиностойкость) и анализ дисперсности литой структуры, а также упругопластические свойства литейных сталей в отливках после их закалки с температуры 880-890°С и отпуска при 560-600°С.
Апробация в производственных условиях показала, что преложенная комплексная экзотермическая смесь является эффективной химически активной добавкой при внепечной обработке и оказывает положительное влияние на температурные и технологические параметры железоуглеродистых расплавов, их жидкотекучесть и способствует повышению дисперсности структуры, трещиностойкости и упругопластических свойств сплавов в отливках в большей степени, чем известная.
Claims (1)
- Комплексная экзотермическая смесь, содержащая металлический алюминий, фтористый кальций, окислы алюминия и угольную пыль, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит силикокальций или ферротитан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Металлический алюминий 25-38 Фтористый кальций 18-35 Окислы алюминия 14-27 Силикокальций или ферротитан 12-25 Угольная пыль 1-5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008121598/02A RU2376101C1 (ru) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Комплексная экзотермическая смесь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008121598/02A RU2376101C1 (ru) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Комплексная экзотермическая смесь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2376101C1 true RU2376101C1 (ru) | 2009-12-20 |
Family
ID=41625585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008121598/02A RU2376101C1 (ru) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Комплексная экзотермическая смесь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2376101C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2454294C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Комплексная экзотермическая смесь |
RU2517083C1 (ru) * | 2012-12-12 | 2014-05-27 | ООО "НПО "Атом" | Комплексная экзотермическая смесь |
-
2008
- 2008-05-28 RU RU2008121598/02A patent/RU2376101C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2454294C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Комплексная экзотермическая смесь |
RU2517083C1 (ru) * | 2012-12-12 | 2014-05-27 | ООО "НПО "Атом" | Комплексная экзотермическая смесь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2451090C1 (ru) | Способ выплавки конструкционной стали пониженной и регламентированной прокаливаемости | |
CN103131942B (zh) | 内燃机汽缸体、汽缸盖的高蠕化率蠕墨铸铁及制法 | |
RU2335564C2 (ru) | Высокотитановый ферросплав, получаемый двухстадийным восстановлением из ильменита | |
RU2380428C2 (ru) | Науглероживатель | |
RU2376101C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
WO2019169549A1 (zh) | 一种微合金化稀土铸钢 | |
RU2620206C2 (ru) | Способ графитизирующего модифицирования чугуна | |
RU2581542C1 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
RU2542157C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электропечи | |
RU2454294C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
CN104651721B (zh) | 斗齿用合金钢及斗齿的制备方法 | |
RU2502808C1 (ru) | Состав для модифицирования и рафинирования железоуглеродистых и цветных сплавов (варианты) | |
RU2590772C1 (ru) | Способ получения алюминиевого чугуна | |
RU2618294C1 (ru) | Способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах | |
RU2409689C1 (ru) | Серый антифрикционный чугун | |
RU2387519C1 (ru) | Способ ковшевого модифицирования серого чугуна | |
CN109468427A (zh) | 一种铸铁用预处理剂及其制备方法 | |
RU2687521C1 (ru) | Способ внепечной обработки высоколегированного чугуна для валков | |
RU2805114C1 (ru) | Способ выплавки стали в электродуговой печи | |
RU2319751C2 (ru) | Способ раскисления и легирования металлических расплавов | |
RU2784305C1 (ru) | Способ легирования тонкостенных чугунных отливок | |
RU2309181C1 (ru) | Способ выплавки ванадийсодержащей стали | |
RU2588932C1 (ru) | Смесь для модифицирования и рафинирования стали и чугуна | |
SU1668404A1 (ru) | Модифицирующа смесь | |
SU1581770A1 (ru) | Высокопрочный чугун |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130529 |