Графітизуючий модифікатор

Изобретение относится к металлургии, в частности, к графитизирующему модифицированию, и может быть использовано в литейном производстве. Известна технология синтезирования органогалогенсиланов, основанная на взаимодействии галогенорганических соединений с "контактной массой", представляющей собой механическую смесь порошков кремния и меди [1]. Известен модификатор, представляющий собой порошкообразный графит и служащий для графитизирующего модифицирования серого чугуна. Однако время его действия на расплав вследствие быстрого растворения графитовых частиц небольшое [2], что снижает эффективность модифицирования. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту и результату, достигаемому при использовании, является ферросилиций [3]. Для графитизирующего модифицирования используется ферросилиций высоких марок: ФС65; ВС75. Недостатками указанного сплава являются: 1. Необходимость дальнейшей подготовки (дробления) для внепечного модифицирования чугуна. Процесс дробления требует значительных трудо- и энергозатрат при существенном ухудшении экологической обстановки (шум, вибрация, пыль). 2. Малое время сохранения модифицирующего эффекта (низкая "живучесть"). 3. Низкая графитизирующая способность. 4. Высокая оптовая стоимость ферросилиция. В основу изобретения поставлена задача расширения сырьевой базы для производства графитизирующих модификаторов, а также усовершенствования их составов путем применения твердых кремнийсодержащих отходов прямого синтеза органогалогенсиланов состава, мас.%: SI 65...90; Сu 3...15: С 3...20: AI 0,5..2,0; Са 0,1 ...2,0; Fe 0,1 ...2,0 - для графитизирующего модифицирования чугуна, в резулыате чего повысится "живучесть" и графитизирующие способности модификатора при снижении трудоемкости его подготовки и стоимости. В предлагаемом изобретении твердые крсмнийсодержащие отходы прямого синтеза органогалогенсиланов ("отработанная контактная масса") используют без предварительной переработки для графитизирующего модифицирования чугуна. Отработанная контактная масса (ОКМ) представляет собой высокодисперсный (80 маc. % фракцией 150 мкм) порошок следующего химсостава, мас.%: Si 65...90; Сu 3...15; С 3...20; Аl 0,5...2; Са 0.1...2; Fe 0.1-2. При введении в расплав чугуна ОКМ благодаря, в основном, высокому содержанию в ней керамики создается огромное число микрообъектов металла с повышенной активностью углерода в них, что облегчает зародышеобразование графита. Причем, благодаря тому, что процесс растворения вещества с уменьшением размера его частиц меньше определенного замедляется или даже останавливается [4], концентрация кремния, а значит, повышенная активность углерода в таких микрообъектах сохраняется длительное время. Этим объясняется высокая "живучесть" модификатора (табл. 1). Углерод в ОКМ присутствует в виде ультрадисперсных частиц графита. При вводе ОКМ в расплав создается множество центров его кристаллизации. Инокуляторы - центры кристаллизации графита - появляются в расплаве одновременно и с небольшой разницей в их начальных размерах, что предполагает сохранять одинаковый размер графитных включений по мере их роста. Медь ОКМ оказывает дополнительное графитизирующее и перлитизирующее действие, одновременно улучшая прочностные свойства чугуна. Алюминий и кальций усиливают графитизирующее действие модификатора. Таким образом, предложенный материал для графитизирующей обработки чугуна является, по существу, комплексным модификатором с мощным синергетическим графитизирующим эффектом его компонентов, причем с пролонгированным действием. Изобретение иллюстрируется примером конкретного выполнения. Для модифицирования чугуна использовали отходы (отработанную контактную массу) Запорожского ПО "Кремнийполимер", мас.%: Si 76,2; С 14,8; Си 7,0; Al 1,0; Са 1,0 (постоянный технологический регламент производства МХС № 1210-90), а также (по прототипу) ферросилиций марки ФС75 производства Ермаковского ферросплавного завода, по ГОСТ 1415-78, имеющего состав, мас.%: Si 74-80; Μη 0,4; С 0,4; Fe - остальное. Выплавленный дуплекс-процессом серый чугун состава, мас.%: С 3,45; Si 2,2; Μn 0,50; Cr0,05; S0,05; P 0,09; модифицировали в барабанных ковшах емкостью 1,5 τ из расчета 0,2 % на массу обрабатываемого чугуна. По мере развития процесса модифицирования заливали (заливки 1380 ± 10°С -эксперименты 1,2; 1350 ± 10°С - эксперимент 3, см. таблицу) стандартные технологические пробы исследования макро- и микроструктуры и механических свойств чугуна: число центров кристаллизации графита определяли путем подсчета количества аустенитно-графитовых зерен в 1 см2 поверхности травленого макрошлифа (справочник по чугунному литью под ред. Гиршовича Н. Г., М., Металлургиздат,-1971). Результаты сопоставляемых экспериментов представлены в таблице. Они позволяют сделать вывод о том, что у заявляемого модификатора (в таблице он условно обозначен МК) по сравнению с прототипом: 1. Более высокая графитизирующая способность - выше % снижения отбела (