Присадка для обработки металла магнием и магниевыми сплавами

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н OATEHTY ((."oO3 Советских

Социалистис>ес(ти>(Республик (111 576970 ф (161) Дополнительный к пател!у (22) Заявлено 0,08 74 (21) 3048;(>1!(! (5) ) А1. Кл (1 С 7,(30 (23) Г!р(торитет (31) 385584 (2) 03.08.73 (11) (ША

Государстеенный комктет

Соавтв 1>(йнистров СССР по делам иэооретенйй

II открытий (43) (>иу1>ликовано 15 10,77, 1>юл aeTeIII . "е 38 (45), .1ата опубликования описания - 1.11.77 (5З) У,1К 669.187.25 (088.8) Иное> ранцы

Джаирадж Засваран (Индия) и Джордж Фоурстер (США) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Н. Л. Индастриз, Инк" (США) (71) Заявитель (54) ПРИСАДКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА МАГНИЕМ И МАГНИЕВЫМИ

СПЛАВАМИ

Изо(>ретение оптосится к черной металлургии и может быть использовано II(>I3 обработке расплавленных жепезосодержащих метатшов, например чугуна и стали, с целью уменьшения содержания в них серы, а ири необходимости, с целью получения чугуна с шаровицным графи гом.

Я>!я уменьшения содержания серы в конеч!(ых металлических продуктах в металлургической промьшгленности необходимо обрабатывать металл на основе железа в расплавленном состоянии с помощью цесульфурирующего реагента. Сильным раскислитенем и десульфуратором является металлический магний. Однако металлический магний кипит при низкой температуре и, следовательно, неожида>шое увеличение обьема, получающееся при добавлении к расплавленному чугуну металлического ма!ния, может привести к бурным реакциям.

Дня уменьшения резкой активности исиользу1от различные способы медленного введения металлического магния в расплавленный железосо.«(>aa-! ций лтетанл ири строго ретунируемых системах.

Оции иэ способов иоиижснття буриои реакции э I >II>>чается в ироиитке иорисп>х тел lc T;I;i;III Ц С 1Х I>Х1 К1;11 ИИСM И В В ВC, ll. IIIIИ 1! 1>ОИИ l;1 ИIIЬI Х М,l I >IИСМ ио(и l l I> 1с.l 13 р,>си.1;>1>н lllll >и же.!с зосо:(ерж;ШВ>и металл. 11ри этих уснои .,р;>питанный магнием металл освооождается c, i таточно слабой скоростью, Всне:(ствие чего бурное течение реакции сво.итгся до минимума. В качестве пористь!х тен применяют норис!ый кокс, уголь, графит, керамические тела, например, негашеную известь, ку ковои извесп(як, доломит, губчатое железо 111.

Недостатком иэвссп!ых пористых ирисадок являеTc3! то. чго иассивироваиный указанным способом ((1 ма! Иий недостаточно реакционно-способен нз-за манон скорости е>1> Высвобождения из иор. Кроме того, пропитанные магнием материалы обладают значительно меньигей плотностью, чем металлические расз>лавы и, следовательно, введение их в металл

15 затр);(неH0.

Прецлагаемая Il(>>le a отличает я от известных тем, ITo в качесп3е Ilo()Hcгого материала используют:ирсcci Ва>иун> мехзинче.кую смесь станьНОГО Ci(>ill!3 И СтружКИ Ирн сНЕдуЮШЕМ СООПЗОШЕнии K(>м>! Иис итоВ, Вес.

Ма>ний 18- 55

Смесь: и >1! I I u I скрли и серу>яки Остальное

) lo 1н> Во 1я(1 и оиь>сить сlсиеиь испо.!ьзоВания

576970

Берут пористую спрессованную структуру яз железосодержащего металла, пригодную для пропитки расплавленным магнием и содержащую массу частей скрапа железосодержащего металла, сжатых вместе в произвольном направлении и образующих взаимно соединенную сетку, при этом масса имеет плотность 1,2 — 4,0 г/см, .юристость 50 — 85% и предел прочности на поперечное растяжение, по крайней мере, 0,14 кг/см, предпочтительно по крайней мере, 0,176 кг/сма .

i0

Пористая сетчатая масса из железистого металла содержит лабиринт промежутков между спрессованными, взаимо сцепленными частями скрала. Этн промежутки заполняются расплавленным металлическим магнием путем погружения такой сетки из дб железистого металла в расплавленный металлический магний и затвердевания расплавленного металла, заполняющего все промежутки пористой сетчатой массы, Количество магния, которое можно

- импрегнировать в указанную массу из железистого 20 металла, составляет 18 — 55% по весу пропитанного тела. Этот продукт применяют для обработки железистых расплавов с целью их десульфурации, а также с целью получения чугуна с шаровидным графитом. Обычно для десульфурацни 1 т расплав- 20 ленного чугуна используют около 340 — 680 г металлического магния. Для получения 1 т шаровидного графита расходуют 1361 — 2268 r магния.

Пористую спрессованную структуру из железистого металла получают путем выбора металличес- Hp ких частей скрала, в частности токарных стружек, следующих размеров, мм:

Длина 45,72 — 228,6

Ширина 40,656 — 25,40

Толщина 0,254 — 25,40 30

Части металлического скрала в пределах указанных величин обычно имеют объемную плотность 0 1 — 1 0 r/ M3

Далее металлические части прессуют при давлении 0,078 — 1,238 т/см1 с целью формоваиия железосо- 40 держащей металлической сетки, имеющей плотность

1,2 — 4,0 г/см . Пористость такой сетки 50-85%; предел прочности на растяжение в поперечном направлении 0,1406 кг/см . С целью заполнения промежутков укаэанную желеэосодержащую металлическую сетку погружают затем в расплавленный металлический магний и выдерживают там в течение нескольких минут. Пропитанное тело удаляют из расплавленного магния и подвергают охлаждению с целью затвердевания расплавленного магиия, предпочтительно в отсутствии окисляющей атмосферы. Одним иэ способов охлаждения пропитанного спрессованного металлического тела является его погружение в масляную ванну.

Конечный продукт имеет пористую структуру, содержащую спрессованную металлическую сетку, пропитанную металлическим магнием. Эта компо. зиция содержит, чо крайней мере, 18% металлического магния по весу от общего веса пропитанного металлического тела.

Описываемая пористая железосодержащая ме. таллическая сетчатая структура при пропитке ее магнием по своим качествам превосходит пористые тела известного технического уровня. Предлагаемое пористое тело не только обеспечивает и сохраняет магний в количестве более 18% от общего веса пористого тела, но при использовании его для десульфурации чугуна указанное пропитанное пористое тело освобождает металлический магний в течение короткого промежутка времени, не вызывая бурной реакции, Это пористое тело имеет такую прочностную структуру, которая сохраняется тогда, когда освобождается магний. Кроме того, пористое тело можно делать из легко доступных сырых материалов.

Если плотность спрессованной железосодержащей металлической сетки ниже 1,2 г/см, количество магния, пропитываюшего спрессованное металлическое тело, выше 55% по весу. При этом наибольшем весовом пределе объем магния занимает 85% общего объема пропитанного -спрессованного металлического тела, При наличии большего количества магния в пропитанном теле (при десульфурации чугуна) металлическое тело оказывается очень слабым в структурном отношении, так как магний растворяется в расплавленном чугуне, а реакция протекает очень бурно, Если же плотность спрессованного железосодержащего металлического тела выше 4,0г/см, то количество магния, заполняющее спрессованное тело, ниже 18% по весу. При указанном содержании магния количество магния на весовую единицу металлического скрала слишком низкое, что приводит к неэкономической операции, Если к расплавленному чугуну добавить избыточное количество металлического скрала с магнием, то это может привести к черезмерному охлаждению расплавленного металла.

Если металлический скрап будет слишком плотным, то при низком давлении брикеты не удерживаются вместе. Если при изготовлении применяется высокое давление, то брикеты не имеют достаточной пористости для заполнения необходимым количеством магния.

Части металлического скрала включают чугун с шаровидным графитом и т,п., наиболее предпочтительна сталь. Если части металлического скрала слишком короткие, лишком толстые, слишком широкие или очень плоские, то для получения необходимой структурной прочности следует применять значительно более высокие давления и, следовательно, спрессованное тело будет черезмерно плотным, что приводит к низкому проценту инфильтрации магния.

Наиболее желательными видами металлического скрапа являются те виды, которые имеют несимметричнув форму и различные диапазоны размеров. находящиеся в пределах определенных типоразмеров. 76970

Формула изобретения сО

Составитель $1. Веревкина

Техред Н а,н „,еплу„Корректор А. Власенко

Тираж 693 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Сонета Министров CCCP по делам изобретения и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Редактор Н. Корченко

Заказ 2961/704

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Наиболее желательные виды скрала — тонкая токарна стружка, короткие обрезки и т.п.

Описываемые спрессованные металлические пористые тела можно пропитывать также сплавами; наиболее желательными сплавами для пропитки являются магниевые сплавы, содержащие щелочноземельные металлы, магний, кремний, и редкоземельные металлы (церий, лантан) или редкоземельные сплавы ("мишметалл") и смеси этих металлов.

Под термином "магний" подразумевается металлический магний или сплавы металлического магния.

Как правило, металлический скрап имеет масляное покрытие. При необходимости это покрытие можно удалить перед пропиткой. Один иэ способов обезжиривания заключается в нагревании скрапа с выжиганием масла. Нагревание можно проводить до и после прессования. Однако экономически целесообразным является прессование металлического скрапа с последующим нагреванием спрессованного металла с целью удаления масла и одт1овременного предварительного нагрева металла перед его введением в расплавленный магний для пропитки, Если спрессованный металл подвергается предварительному нагреву перед введением в расплавленный магний, чеобходимо исключить черезмерное окисление металлического скрала. Имеющийся окисел может вступить в реакцию с металлическим магнием, способствовать бурной реакции во время последующей обработки железосодержащих расплавов и вызвать значительное потребление магния, что снижает эффективность.

Установлено, что в период стадии предварительного нагрева весовое содержание металлического скрапа, спрессованнш о в виде сетки, вследствие окисления не должно превышать приблизительно

3 !! предпочтительно не более приблизительно 1%.

Величина окисления удерживается в олределенньгх пределах, если температура предварительного нагрева в воздухе 260 - 538 С. Можно применять температуру порядка 649 С, если продолжительность предварительного нагрева не больше одного часа. При осуществлении предварительного нагрева в неокислительной атмосфере диапазоны температур предварительного нагрева не имеют решающего значения.

Во избежание реакц.и магния с влагой необходимо обеспечить правильное хранение пропитанных магнием тел путем герметизации пропитанных тел в соответствующем резервуаре или путем снабжения инфильтрованных тел осушающим реагентом в металлическом сосуде с плотно пригнанной крышкой

l. Присадка для обработки металла магнием и магниевыми сплавами, содержащая пропитанные магнием пористые материалы, о т л и ч а ющаяся тем, что, с целью повышения степени использования магния, в качестве пористого материала использована спрессованная. механическая смесь стального скрала н стружки при следующем соотношении компоне тов, вес.%:

Магний 18 — 55

Смесь стального скрала и стружки Остальное

2. Присадка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве магнийсодержащего реагента использованы магниевые сплавь1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.0u Mond Т. С, " Iron Аде", 1973, 211, а1е 24, с, 75-77.