Порошковий дріт для позапічної десульфурації чавуну

1. Порошковий дріт для позапічної десульфурації чавуну, який складається з металевої оболо 30276 при поданні його у метал у складі сплаву системи залізо - кремній - магній пояснюється тим, що у складі твердого сплаву магній знаходиться переважно у вигляді хімічної сполуки - включень силіциду магнію (Mg2Si). Тому утворення пари магнію у чавуні стає можливим тільки після того, як закінчується розчинення у чавуні металевої оболонки дроту та починається розчинення у металі складових сплаву. Головний недолік цього дроту полягає у тому, що у складі сплаву разом з магнієм до чавуну додається значна кількість кремнію, який не бере участі у процесі десульфурації, але значно підвищує масу наданого у метал реагенту та витрати, пов'язані з десульфурацією металу. В основу винаходу поставлена задача удосконалення порошкового дроту для десульфурації чавуну, у якому за рахунок зміни складу заповнювача досягається відновлення додаткової кількості магнію внаслідок хімічної взаємодії між кремнієм сплаву та оксидною речовиною, що веде до зменшення витрати десульфуратору та вартості десульфурації металу. Поставлена задача вирішується тим, що порошковий дріт складається з металевої оболонки та заповнювача, який містить суміш 30-95% сплаву системи залізо - кремній - магній з вмістом магнію 8-30% та 5-70% речовини, яка містить оксид магнію. Найбільш доцільно вводити оксид магнію до складу заповнювача у вигляді дешевих речовин природного походження, наприклад, обпеченого магнезиту або доломіту. Можливо також, що сплав системи залізо кремній - магній буде додатково містити кальцій, алюміній, барій, титан таРЗМ у кількості 0,5-10%. При використанні порошкового дроту з заповнювачем складу, що пропонується, поблизу від місця руйнування сталевої оболонки дроту чавун містить великі концентрації кремнію. У цій зоні оксид магнію, який надходить у складі заповнювача до чавуну, частково відновлюється під час хімічної взаємодії з розчиненим у металі кремнієм. Внаслідок цієї реакції до металу надходить додаткова кількість магнію, який також бере участь у десульфурації чавуну. Крім того магній, який надходить у метал у складі сплаву та внаслідок його відновлення, частково розчинюється у чавуні. Хімічна взаємодія між розчиненими у металі магнієм та сіркою ускладнюється тим, що для утворення нових часток сульфіду магнію у гомогенному чавуні потрібні великі пересичення розплаву взаємодіючими речовинами. Течія цієї реакції значно полегшується, якщо у металі присутні включення оксиду магнію, які можуть виконувати роль зародків нової фази. Присутність у чавуні великої кількості часток оксиду магнію забезпечує наявність досить великої питомної поверхні поділу фаз, біля якої хімічна взаємодія між розчиненими у чавуні магнієм та сіркою значно полегшується Крім того внаслідок великих розмірів часток оксиду магнію підвищується швидкість видалення з чавуну продуктів реакції десульфурації. Під час вибору складу заповнювача порошкового дроту найбільш доцільно використовувати сплави системи залізо - кремній - магній з вмістом магнію 8-30%. Використання сплавів з вмістом магнію меншим за 8% веде до значного підвищення витрати та вартості десульфуратора, яке не може бути компенсовано за рахунок відновлення магнію внаслідок хімічної взаємодії між оксидними речовинами та кремнієм сплаву. Виробництво сплавів з вмістом магнію більшим за 30% пов'язане з значними технічними труднощами. Кількість оксидної речовини повинна складати 5-70% від загальною маси заповнювача дроту. Якщо кількість оксидної речовини менша за 5%, її присутність у складі заповнювача дроту не веде до помітного зменшення витрати сплаву та не виправдовує ускладнення технологічного процесу під час виготовлення дроту. Підвищення кількості оксидної речовини понад 70% від загальної маси заповнювача також не виправдано, бо не веде до подальшого зменшення витрати сплаву. У складі сплаву системи залізо - кремній - магній у метал можуть також бути введені такі активні відновлювачі, як кальцій, алюміній, барій, титан та РЗМ у кількості 0,5-10%. Присутність їх у складі сплаву підвищує ефективність реакції відновлювання магнію у чавуні. Приклад. Для оцінки можливості зменшення витрати десульфуратору та вартості десульфурації чавуну з використанням порошкового дроту запропонованого складу була виконана низка експериментів в умовах ливарного цеху. Десульфурацію чавуну проводили у 5-т ковшах. Температура чавуну під час обробки змінювалась від 14401470°Сдо1400-1430°С. У першому з дослідів метал обробляли порошковим дротом діаметром 10 мм, який був заповнений порошком десульфуратору наступного складу, (% мас.): 2,3 Са, 51,5 Si, 17,0 Mg, 0,86 Al, Fe - залишок у кількості 0,105 кг/м. У другому з дослідів заповнювач порошкового дроту складався з 75% сплаву вказаного вище складу та 25% обпеченого магнезиту. Результати виконаних досліджень наведені у таблиці. Таким чином використання запропонованого винаходу дає змогу суттєво знизити витрати десульфуратору та вартість позапічної десульфурації чавуну вводом порошкового дроту. Таблиця Результати виконаних досліджень Номер досліду 1 2 Вміст сірки, (%) ПочаткоКінцевий вий 0,042 0,010 0,043 0,009 Витрати Сплаву, кг/т 1,88 1,55 Дроту, м/т 90 98 2 Магнезиту, кг/т 0,51 Загальна вартість десульфурації чавуну, грн./т 16,83 14,12 30276 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3