Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ ХРОМОМ В КОВШЕ
ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ ХРОМОМ В КОВШЕ

ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ ХРОМОМ В КОВШЕ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: технология получения легированных хромом железоуглеродистых сплавов в ковше, в частности, экзотермические смеси. Сущность: экзотермическая смесь содержит, мас.%: железоалюминиевый термит 68,0 - 76,0; феррохром 22,5 - 30,0; плавиковый шпат 1,5 - 2,0. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2098492
Класс(ы) патента: C21C7/00, C22C33/08
Номер заявки: 95115366/02
Дата подачи заявки: 31.08.1995
Дата публикации: 10.12.1997
Заявитель(и): Новохацкий Игорь Владимирович[UA]
Автор(ы): Новохацкий Игорь Владимирович[UA]
Патентообладатель(и): Новохацкий Игорь Владимирович[UA]
Описание изобретения: Изобретение относится к технологии получения легированных хромом железоуглеродистых сплавов в ковше, в частности к экзотермическим смесям.
Известна экзотермическая смесь для легирования чугуна хромом в ковше (авт.св. N 425727, кл. B 22 27/06) следующего состава: железоалюминиевый термит основа; феррохром 17 23 мас.
Недостатками известной экзотермической смеси являются высокая температура воспламенения (≈ 1400oC), требующая применения для ее поджигания термитных спичек, и высокая температура кристаллизации термитного шлака (около 2050oC), приводящая к снижению усвоения легирующего элемента жидким металлом.
Целью изобретения является снижение температуры воспламенения экзотермической смеси для возможности ее реагирования от контакта с жидким металлом и повышение усвоения хрома жидким расплавом за счет снижения температуры кристаллизации термитного шлака.
Цель достигается предлагаемым составом экзотермической смеси, которая дополнительно к железоалюминиевому термиту и феррохрому содержит плавиковый шпат (флюорит), снижающий на 150 200oC температуру воспламенения экзотермической смеси и температуру кристаллизации термитного шлака. Гранулированный состав экзотермической смеси: железоалюминиевого термита 0,1 - 1,0 мм, феррохрома и плавикового шпата до 3,0 мм.
Ниже приведен расчет состава предлагаемой экзотермической смеси для легирования железоуглеродистых сплавов хромом в ковше. Расчет выполнен на основании уравнения теплового баланса горения экзотермической смеси в жидком металле. Для хорошего разделения термитного металла и шлака и максимального усвоения легирующего элемента жидким железоуглеродистым сплавом температура горения экзотермической смеси (Tгс) должна составлять 1850 - 1900oC.
Температуру горения экзотермической смеси, состоящей из железоалюминиевого термита, феррохрома и плавикового шпата можно определить по формуле:

где Tгс 1900oC температура горения экзотермической смеси;
η 0,9 коэффициент использования теплоты горения экзотермической смеси, учитывающий теплопотери;
Qт 800 900 ккал/кг теплота горения термита (максимальная - 900 ккал/кг и минимальная 800 ккал/кг);
m количество термита в одном кг экзотермической смеси, кг;
qSFe 66 ккал/кг теплота плавления железа;
v 0,56 0,62 выход термитной стали при сгорании железоалюминиевого термита (минимальный 0,56 при максимальной способности термита Qт 900 ккал/кг и максимальный 0,62 при минимальной теплотворной способности термита Qт 800 ккал/кг);
ккал/кг теплота плавления термитного шлака (оксида алюминия);
qSCr 67,3 ккал/кг теплота плавления хрома;
CPFe 0,18 ккал/кг·град. средняя удельная теплоемкость жидкого железа;
ккал/кг·град. средняя удельная теплоемкость жидкого термитного шлака (оксида алюминия);
CPCr 0,15 ккал/кг·град. средняя удельная теплоемкость жидкого хрома;
В формуле принято, что расчет ведется на единицу массы (1 кг) экзотермической смеси и содержание хрома в феррохроме составляет 65%
Подставляя в уравнение значения условно-постоянных величин и решая его относительно "m", определяем минимальное и максимальное содержание термита в 1 кг экзотермической смеси.
При Qт 900 ккал/кг и ϕ 0,56 содержание термита в экзотермической смеси составит: m 0,68, или 60%
При Qт 800 ккал/кг и v 0,62 содержание термита в экзотермической смеси составит: m 0,76, или 76%
Тогда расчетный состав экзотермической смеси для легирования железоуглеродистых сплавов хромом в ковше имеет вид, мас. железоалюминиевый термит 68,0 76,0% феррохром 22,5 30,0% плавиковый шпат 1,5 2,0%
Промышленные испытания предлагаемой экзотермической смеси приводили в литейном цехе с использованием жидкого чугуна ваграночной плавки. Для легирования чугуна на дно ковша емкостью 30 кг вводили порцию экзотермической смеси предлагаемого состава и заполняли его жидким чугуном из заливочного ковша с одновременной заливкой проб для химического анализа исходного чугуна. Экзотермическая смесь сгорала, расплавляя феррохром, который растворялся в жидком чугуне, производя его легирование. Через 2 мин, после заливки ковша, с поверхности жидкого металла счищали шлак и заливали пробы для химического анализа легированного чугуна. На основании данных о содержании хрома в исходном и легированном чугунах рассчитывали усвоение хрома жидким чугуном при легировании его экзотермической смесью предлагаемого состава. Результаты промышленных испытаний предлагаемой экзотермической смеси для легирования железоуглеродистых сплавов хромом в ковше приведены в таблице.
На основании проведенных испытаний установлено, что экзотермическая смесь предлагаемого состава для легирования железоуглеродистых сплавов хромом в ковше обеспечивает быстрое получение (длительность процесса 2 3 мин) на базе обычного исходного чугуна легированных хромом чугунов для изготовления в едином технологическом потоке отливок с повышенными механическими и специальными физическими свойствами. При этом обеспечивается высокое усвоение хрома чугуном 97 98%
Формула изобретения: Экзотермическая смесь для легирования железоуглеродистых сплавов хромом в ковше, содержащая железоалюминиевый термит и феррохром, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в своем составе плавиковый шпат при следующем соотношении компонентов, мас.
Железоалюминиевый термит 68,0 76,0
Феррохром 22,5 30,0
Плавиковый шпат 1,5 2,0