Способ получения смесевых модификаторов

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейному производству. Цель изобретения - улучшение санитарно-гигиенических условий труда при приготовлении и использовании модификаторов, а также повышение их модифицирующего эффекта. Способ получения смесевых модификаторов заключается в дозировании и смешивании порошкообразных компонентов, преимущественно в виде порошка графита или угля, причем предварительно на порошок графита или угля наносят оболочки из металла, например из меди, никеля и олова или их сплавов. Применение металлической оболочки на дисперсных высокоуглеродных материалах позволяет уменьшить концентрацию пыли при приготовлении модификатора в 33 раза, а при его использовании - в 15 раз, снижает в 1,4 раза отбел чугуна, повышает однородность механических свойств по сечению разностенных отливок. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) ((() (51)5 С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739752/02 (22) 20.09.89 (46) 23.11.91. Бюл. ¹ 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации литей-. ного производства (72) Н.И.Кобелев, А.В.Козлов, И.А.Дибров, H,È,Êîáûëêèí и Д,Д,Крылов (53) 669.15-198(088,8) (56) Модификатор смесевой, ТУ 14 — 5 — 167—

87. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСЕВЫХ

МОДИФИКАТОРОВ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к литейному производству. Цель изобретения. — улучшение санитарно-гигие- нических условий труда при приготовлении

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейному производству, и может применяться при производстве углеродосодержащих смесевых модификаторов для обработки расплава чугуна.

Целью изобретения является улучшение санитарно-гигиенических условий труда при производстве и использовании модификаторов и повышение их модифицирующего эффекта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения смесевых модификаторов для чугуна, заключающемся в дозировании и смешивании порошкообразных компонентов, включающих углеродные материалы, преимущественно в виде порошка графита или угля, в смесителе до однородной массы, n,ðåäâàðèòåëüío перед смешиванием на порошок графита или угля и использовании модификаторов, а также повышение их модифицирующего эффекта.

Способ получения смесевых модификаторов заключается в дозировании и смешивании порошкообразных компонентов, преимущественно в виде порошка графита или угля, причем предварительно на порошок графита или угля наносят. оболочки из металла, например из меди, никеля и олова или их сплавов. Применение металлической оболочки на дисперсных высокоуглеродных материалах позволяет уменьшить концентрацию пыли при приготовлении модификатора в 33 раза, а при его использовании — в

15 раз, снижает в 1,4 раза отбел чугуна, повышает однородность механических свойств по сечению разностенных отливок, 1 з.п. ф-лы, наносят оболочку из металла, например из а меди, никеля и олова или их сплавов. о

Нанесение смесевых модификаторов для чугуна, включающих высокоуглеродные. материалы, предварительно перед смешиюй ванием на порошок графита или угля оболочки из металла, например, меди, никеля С или олова или их сплавов, способствует . О улучшению санитарно-гигиенических условий труда при производстве и использовании смесевых модификаторов за счет д устранения выделения пыли углерода и повышению модифицирующего эффекта изготовляемых по нему модификаторов, устранения непроизводительных потерь частиц углерода и более полного и лучшего их усвоения расплавом чугуна, а также благодаря наличию меди, никеля и олова или их сплавов, которые улучшают в модифицируе1693109 мом чугуне структуру графита и металлической основы.

По предлагаемому и известному способам получают несколько составов смесевых модификаторов для чугуна, включающих порошок графита или угля, приведенные в табл.1, Для осуществления способа получения смфсевых модификаторов для чугуна, включающих порошок графита или угля, материалы используются в следующем виде: ферросилиций марки ФС75 частицами размером 0,315 — 2,0 мм; силикокальций марок

СК15 и СКЗО частицами размером 0,315 — 2,0 мм, силикомишметалл марки ФСЗОРЗМЗО частицами размером 0,315-2,0 мм; графит тигельный.марки ГТ2 или электродный частиЦами размером 0,16 — 0,63 мм; обычный (бе металлической оболочки) и с оболочкой из чеди, никеля и олова, медно-оловянного и медно-никелевого сплавов; кокс литейный марки КЛ-1 частицами размером 0,16 — 0,63 мм, обычный (без металлической оболочки) и с оболочкой иэ меди, никеля, олова, медно-оловянного и медно-никелевого сплавов.

Предварительное перед смешиванием см севых модификаторов нанесение Hà поверхность частиц порошка графита или угля

/ оболочки иэ металла, например из меди, никеля и олова или их сплавов, осуществляют известными гальванотехническими методами в водных растворах солей соответствующих металлов и сплавов.

Смесевые модификаторы для чугуна, включающие порошок графита или угля, приготавливаются отвешиванием расчетны доз компонентов в соответствии с количе твенным соотношением и последующим см шиванием в смесителе в течение 1 ч до по, учения однородного состава смеси (массы).

Санитарно-гигиенические условия труда при производстве и использовании смесеЬых модификаторов для чугуна, включающих углеродные материалы, преимущественно в виде порошка графита или угля, оценивают по концентрации пыли в воздухе рабочей зоны.

Контроль концентрации пыли в воздухе рабочей зоны осуществляют путем отбора проб воздуха посредством аспирационного устройства на аналитические бумажные фияьтры при выгрузке готового модификатора из смесителя в соответствующую тару и при вводе модификатора в расплав чугуна, выдаваемоего из плавильной печи в ковш, в количестве 0,3% от массы жидкого металла, Концентрацию йыли в воздухе рабочей зоны определяют по массе частиц, содержа5

55 щихся в 1 м воздуха, приведенном к норз мальным условиям по формуле:

= а

С= где С вЂ” концентрация пыли в воздухе рабочей зоны, мг/м; а — количество пыли, найденное в анализируемой пробе воздуха, мг:

V T - объем воздуха, отобранный для анализа, приведенный к стандартным условиям, м .

Объем воздуха, отобранный для измерения концентрации пыли, замеряют расходомером. установленным после аспирационного устройства, а количество пыли в анализируемой пробе воздуха определяют путем взвешивания фильт-; ров до и после отбора на аналитических весах.

Нанесение металлического покрытия на порошкообразные высокоуглеродистые материалы (графит и кокс) выполняют в лабораторных условиях двумя методами— злектрохимической металлизацией и химическим осаждением.

В лабораторную лопастную краскомешалку наливают водный раствор соответствующих металлов и сплавов, например сульфата меди. Затем в него погружают порошкообразный графит (кокс) с размером части 0,16 — 0,63 мм, непрерывно перемешивая в течение 1,5 ч.

После этого содержимое из мешалки процеживают через сито с ячейкой 0,16 мм и оставшийся на сите металлизованный медью порошок помещают в электрический сушильный шкаф, где выдерживают 2,0 ч при 170 — 180 С, Из прокаленного в сушильном шкафу порошка с металлической обоночкой отвешивают расчетные дозы для составления шихты смесевых модификаторов, 8 промышленных условиях нанесение металлических покрытий на порошкообразные высокоуглеродистые материалы (графит, кокс и т,п.) можно осуществлять любым известным гальваническим методом, при этом при необходимости интенсификации процесса получают оболочки электрохимическим методом с применением реверсирования тока и ультразвука.

Действие смесевых модификаторов выявляют на чугуне с СЕ=3,35 — 3,45%, выплавленным в индукционной печи и нагретым до

1490+10" С, а з а т е м о хл а жде н н ы м до

1430+10 С. Модифицирование проводят в ковше при сливе расплава чугуна из печи присадкой модификатора в количестве 0,3% от массы жидкого металла. Модифицирующий эффект смесевых модификаторов оценивают по величине отбела на клиновой пробе размером 100х50х20 мм, заливаемой в стержневую форму с металлической пли1693109 той и по показателям твердости НВ на пробах толщиной 10,20,40 и 60 мм.

Результаты испытаний предлагаемого и . известного способов получения смесевых модификаторов для чугуна, включающих уг- 5 леродные материалы, преимущественно, в виде порошка графита или угля и получаемых по ним модификаторов, приведены в табл.2.

Иэ приведенных в табл.2 данных следу- 10 ет, что предлагаемый способ получения смесевых модификаторов для чугуна, содержащих литейный кокс (опыты 1-3) по сравнению с известным (опыт 12) уменьшает концентрацию пыли при приготовлении 15 модификатора в 33 раза, а при его использовании в 15 раэ, уменьшает склонность к отбелу в 1,4 раза и повышает однородность механических свойств по сечению разностенных отливок, в частности, за счет умень- 20 шения максимальной величины разброса твердости с 34 до 16 — 20 НВ.

При использовании графита в модификаторе в зависимости от его содержания концентрация пыли по предлагаемому спо- 25 собу (опыты 4-11) по сравнению с известным (опыты 13 и 14) при приготовлении модификатора уменьшается в 45-80 раз, а ,при использовании в 23 — 40 раз, склонность

Таблица 1

Содержание компонентов в модификаторе, мас.4

Опыт

СиликоГрафит

Графит с оболочкой

Графит с оболочкой

Литейный

Литейный

Литейный

Литейный кокс с оболочкой из кокс с оболочкой из мишметалл

ФС30РЗИ

30 е кокс с оболочкой из кокс из оло из меди никеля ва олова меди

По

80 .80

20 20

40

60 предлагаемому способу

2

4

6

8

11 к отбелу уменьшается в 1,2-1,5 раза, величина максимального разброса твердости по сечению разностенных отливок составляет

15 — 28 НВ, по известному 38 — 50 НВ.

Применение предлагаемого способа позволит получить экономический эффект эа счет уменьшения брака отливок в результате повышения модифицирующего эффекта лриготовленных модификаторов и снижения затрат на оборудование ввиду улучшения санитарно-гигиенических условий труда.

Формула изобретения

1. Способ получения смесевых модификаторов путем дозирования и смешивания порошкообразных компонентов, содержащих высокоуглеродные материалы преимущественно в виде порошка, графита или угля, в смесителе до однородной массы, о т-л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения санитарно-гигиенических условий труда при производстве и использовании модификаторов, а также повышения их модифицирующего эффекта, на порошок графита или угля перед смешиванием наносят металлическую оболочку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наносят металлическую оболочку из меди, никеля, олова или их сплавов, 8

Продолжение табл. 1

1693109

Опыт

Графит с оболочкой иэ оло» ва

Литейный

Литейный кокс с оболочкой иэ меди

Литейный кокс с

Оболочкой иэ олова

Литейный кокс с оболоч кой иэ никеля

Силикомишметалл

ФС30РЗМ

Графит

Графит с оболочкой иэ меди кокс.По известному способу

12 20

13

80

Продолжение табл. 1

Силикокальций

СКЗО

Силикокальций

СК15

Ферросилиций

ФС75

Графит с оболочкой из мерно никелевого сплава рафит с болочкой з медноловяного плава

22

22 о 22

22

1S

18

18

18

60

flo известному способу

12

13

18

22

По предлагаемому способу

2

4

6 40

8

9 60

Содержание компонентов в модификаторе, мас.6

Содержание элементов, масА

1693109

Таблица 2

Твердость HD e стенках отливок толщиной, мм

Величина отбела, мм

Концентрация пыли в воздухе рабочей зоны, мг/мз

Опыт

40 60

10 при выгрузке при вводе из смесителя в кова

11,5

8,7

5,5

242 232

231 219

214 200

261

251

230

266

257

250

2,4

3,0

4,0

66

72

Составитель, А.Бармыков

Техред M. Моргентал Корректор С.Черни

Редактор Н.Рогулич

Заказ 4054 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

По предлагаемому способу

2

4

6

8

11

По известному способу

12

13

2,0

2,0

2,0

1,6

1,6

1,6

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

О, 16

О, 16

0,10

0,13

0,13

0,13

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

8,4 260

8,2 261

8,5 260

6,1 250

5,8 250

6,2 249

4,4 245

4,2 246

4,5 246

4,3 245

4,4 246

257

244

243

232

237

234

233

248

252

248

239

237

224

231

229

225

23!

217

227

213

224

218