Розкислювач для чавуну

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в литейном производстве. Целью изобретения является повышение степени вос становления железа, снижение расхода электроэнергии и раскислителя, повышение рафинирующей способности раскислителя и устранение отбела литых заготовок, Раскислитель для чгугуна содержит, мас.%: карбид кремния или его шлам 70-75; известь 3-4; техническая сода 11-15; отходы производства электродов - остальное. Применение раскислителя обеспечивает высокую степень восстановления окислов железа (до 99%), снижает в чугуне содержание серы на 30%, устраняет отбел литья, при этом снижается расход электроэнергии на тонну жидкого металла на 10% и в два раза сокращает8 ся расход раскислителя. 1 табл. 00 СП 00 1 1353818 Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в литейном производстве. Целью изобретения является повыгае- ( ние степени восстановления железа, снижение расхода электроэнергии и раскислителя , повышение рафинирующей способности раскислителя и устранение отбела литых заготовок. ю Раскислитель для чугуна, содержит карбид кремния или его шлам, известь, техническую соду и отходы производства электродов при следующем соотношении компонентов, мас.^: 1^ Карбид кремния или его шлам 70-75 Известь 3-4 Техническая сода 11-15 Отходы производ, ства электродов остапьное Действие раскислителя основано на активном течении процесса восстановления окислов железа, присутствующих в шлаках, карбидом кремния. Взаимодействие карбида кремния с закисью железа происходит по следующей суммарной многоступенчатой реакции : SiC+3(FeO)=3[FeJ+(SiO2)+{CO] 2(SiC)+3(FeO)=2{SiO;-f [Fe3C]+{CO] (1) 2fSiOi+tFe]=(SiO3)+[FeSi] При этом кремнезем переходит в шлаковую фазу, а соединения железа с углеродом и кремнием - в металл. Указанное количество карбида кремния или его шлама достаточно для полного восстановления окислов железа, образующихся при расплавлении металлической шихты. Уменьшение содержания карбида кремния или его шлама в раскислителе менее 70 мас.% увеличивает общий расход раскислителя. Одновременно возрастает масса шлака и увеличивается расход электроэнергии на его расплавление. Увеличение карби да кремния или его шлама выше рекомендуемых пределов приводит к повышению вязкости шлаков, затрудняет восстановление железа, увеличивает время восстановления его из шлаков и расход электроэнергии. Добавка Na^COj (технической соды) кроме разрушения сложных анионов и снижения вязкости шлаков оказывает каталитическое действие, проявляющееся в ускорении процесса восстановления окислов железа. Углекислая соль щелочного металла при добавлении в шлак разлагается с образованием одновалентных ионов металлов, адсорбирующихся на поверхности окислов железа. Химическая адсорбция одновалентного иона щелочного металла повышает концентрацию свободных электронов в поверхностном слое окислов, участвующих в образовании химических связей с восстановлением. За счет снижения вязкости шлаков и ускорения процесса восстановления 30 окислов железа повышается степень восстановления железа, снижается расход электроэнергии. Техническая сода способств>ет удалению из металла серы по следующим реакциям: 35 Na 2 CO 3 +F«S=Na 2 (2) Na 1 CO J +MnS=Na 2 S+MnO+CO 1 . (3) Указанные пределы по содержанию технической соды (1 1-15!2) обеспечивают низкую вязкость шлаков, высокую степень восстановления железа из шлака, удаление из жидкого чугуна серы. При увеличении количества технической соды выше рекомендуемых пределов вязкость шлаков остается на достигнутом уровне, однако расход ее возрастает. При этом ухудшаются показатели степени восстановления же50 леза за счет снижения содержания карбида кремния. Уменьшение количества технической соды (Na 2 CO 3 ) ниже рекомендуемых пределов ухудшает показатели шлаков по вязкости и обессери55 вающей способности. Более высокая вязкость шлаков способствует снижению степени восстановления железа и увеличению расхода электроэнергии. 40 3 U5J81 В кислых шлаках реакции перехода серы могут идти в обратном направлении из шлака в металл: Na2S+Si02+FeO=»Na2Si03+FeS; S+SiO 2 +MnO=Na3 SiO 3 +MnS. (5) Для предотвращения этого в состав ^ раскислителя введены отходы производства электродов. В присутствии углерода , действующе го как раскислитель, протекают следующие первичные реакции: Na 2 C0 5 +FeS+ONa 2 S+Fe+CO+C0 2 ; (6) Na 2 CO 3 +MnS+C=Na 2 C+Mn+CO+CO 2 . 15 (7) Восстановленное железо и марганец 20 переходят в металл. В результате вторичной реакции сера выделяется в виде газа. Na^S+FeO SiO 2 +2FeO=Na 2 O SiO,,+3Fe+SO2 . 25 Таким образом, отходы производства электродов способствуют воестановлению окислов железа и удалению серы в о и газовую фазу. При этом устраняется угар кремния и углерода. Уменьшение количества отходов производства электродов ниже рекомендуемых пределов не обеспечивает повыше- 35 ния степени восстановления железа из шлака и удаления серы, повышается также угар углерода из металла за счет повышения расхода на восстановление окислов шлака. У В Є Л И Ч Р Н И Є К О Л И Химический состав шлама карбида кремния, мас,%: ЗІС 80-85; A L 2 0 3 8-15; F e p 4 1-3; SiOj 1-2 ; С 2-3; CaO 0,2-0,3. Отходы производства электродов (или стружка грасЬитовая) - ТУ 01-17-68. Химический состав, мас.%: С 92,8; Si 0,03; S 0,19; зола 2,3; летучие вещества 2,9; фракционный состав находится в пределах 0,1-3,0 мм. Сода техническая - ТУ 51ОО-85Е. Известь - ГОСТ 9179-77. П р и м е р . Раскисление чугуна состава С 3,5-3,7%, Si 1,7-1,9% и Мп 0,4-0,6% производят в дуговой электропечи ДС-0,5 при 1400-1460°С. Раскислитель загружают в печь после расплавления металлической шихты. Количество загружаемого в печь раскислителя 1,2-1,5% от веса металлической ранны. При достижении температуры металла 1400 С производят скачивание шлака и отбор проб металла и шлака на химический анализ. Для сравнения полученных результатов в экспериментах используют известный раскислитель. Результаты экспериментов приведены в таблице. Предложенный раскислитель обеспечивает более высокую степень восстановления окислов железа (до 99%), снижает в чугуне содержание серы в среднем на 30%, устраняет отбел литья, при этом снижается расход электроэнергии на тонну жидкого металла в среднем на 10%, в два раза сокращается расход раскислителя. 4 0 Формугта и з о б р е т е н и я чества отходов производства электроРаскислитель чугуна, содержащий дов выше рекомендуемых пределов некарбид кремния или его шлам и известь, целесообразно вследствие повышения о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сего расхода, повышения вязкости шлацелью повышения степени восстановлеков и замедления процессов восстанов- 45 ния железа, снижения расхода электроления окислов железа и растворения энергии ираскислителя, повышения рауглерода и кремния. финирующей способности раскислителя Шлам карбида кремния (ТУ-2-036и устранения отбела литых заготовок, 715-77) - мелкодисперсный карборунд он дополнительно содержит техническую (фракция 0,01-0,5 мм) с примесями 50 соду и отходы производства электроА 1 2 О 3 , FeO, SiO 2 и др. элементов дов при следующем соотношении компоосаждается в шламоотстойниках при нентов, мас.%: обработке слабым раствором соляной Карбид кремния кислоты измельченного карбида кремили его шлам 70-75 ния (карборунда). Эта операция проИзвесть 3-4 водится с целью удаления примесей, Техническая сода 11-15 снижающих качество карбида кремния Отходы производства как абразивного материала. электродов Остальное Раскислитель Карбид кремния или его шлам, % Известь, Шунгит, Техническая % сода (Na 2 C0 3 ), г % Предложенный Отходы производства электродов Восстановление железа из шлака, % Снижение содерж. серы в чугуне по отнош. к исход., % Расход электроэнергии на тонну жидкого металла, КВТ Расход раскислит еля от массы металла, Величи- Вязкое на от- шлаков бела, П мм % Ч 70 3 11 16 99,1 30 560 О 5-6 72 3,5 12,5 12 99,0 29 560 1,5 5-6 75 4 15 6 99,2 31 560 1,5 6-7 69 2 10 19 94,0 20 560 1,7 7-8 76 Известный 17 76 94 620 3,0 1,5 9-10 1353818 ,-Уі •?:•: Редактор А. Шандор Составитель К. Сорокин ' Техред Л. Сердюкова Корректор Г. Решетник . Заказ 5672/25 Тираж 550 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 . Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А