способ получения магнийсодержащей лигатуры

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЙСОДЕРЖАЩЕЙ ЛИГАТУРЫ, включащий ввод гранулированного магния в расплавленный поток кремнийсодержащего ферросплава, отличающийся тем, что ввод гранулированного магния осуществляют одновременно с солевой добавкой при соотношении 10:(0,2-1), а в качестве солевой добавки используют смесь галлоидов щелочных и щелочноземельных металлов, температура плавления которой ниже на 50 200^oС температуры плавления магния.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, конкретно к производству лигатур на основе ферросилиция, используемых для модифицирования чугуна.

Известно множество способов ввода магния в расплавленный ферросилиций, основанных на вводе магния в виде слитков, кусков, чушек, прутка [1]

Общие недостатки этих способов значительные потери магния и расслоение жидкой лигатуры, что приводит к неравномерности распределения магния в слитках лигатуры.

Известен способ получения магнийсодержащей лигатуры, включающий ввод гранулированного магния в движущийся расплав на основе ферросилиция при соотношении скоростей подачи магния и движения расплава в пределах 1,25-15,0 и толщине потока расплава в месте ввода гранул, равной 15-130 мм, что изобретения обеспечивает высокую степень усвоения магния и однородность получаемой лигатуры [2]

Производственные испытания такого способа получения лигатуры показали, что гранулы магния ввиду существенной разницы в плотностях ферросилиция и магния не погружаются в расплав, а плавают на поверхности и загораются, что приводит к значительным (до 40%) потерям магния.

Известно применение прокаленной соли, помещаемой на дно ковша перед заливкой ферросилиция на слой магния, для снижения угара магния. Однако прокаленная соль, имея температуру плавления выше, чем у магния, не защищает последний от воспламенения.

Цель изобретения повышение степени усвоения магния магнийсодержащей лигатурой.

Данная цель достигается тем, что получая магнийсодержащую лигатуру путем ввода гранулированного магния в расплавленный поток кремнийсодержащего феросплава, ввод гранулированного магния осуществляют одновременно с солевой добавкой при их соотношении 10:(0,2-1). В качестве солевой добавки используют смеси хлоридов и/или фторидов щелочных и щелочноземельных металлов, имеющих температуру плавления на 50-200^оС ниже температуры плавления магния. Ввод гранулированного магния в смеси с солевой добавкой, состоящей из смеси хлоридов и/или фторидов щелочных и щелочноземельных металлов и имеющей температуру плавления на 50-200^оС ниже температуры плавления магния, приводит к снижению потерь магния от угара. Это объясняется тем, что в зоне начала контакта гранул магния с расплавом ферросилиция не происходит воспламенения гранул магния, так как их предохраняет от контакта с кислородом воздуха обволакивающая их тонкая солевая пленка, образующаяся при расплавлении смеси солей хлоридов и/или фторидов щелочных и щелочноземельных металлов, температура плавления которых ниже температуры плавления гранул магния на 50-200^оС.

Описанные в справочный литературе диаграммы состояния тройных и четверных систем хлоридов и фторидов щелочных и щелочноземельных металлов позволяют для этих целей подбирать значительное количество достаточно распространенных и недорогих солей, таких как NaCl, KCl, CaCl₂, BaCl₂, MgCl₂, CaF₂, MgF₂ и другие. Соли в смеси должны быть взяты в таком соотношении, чтобы температура плавления смеси была ниже температуры плавления магния на 50-200^оС, т.е. 650^оС (50-200)^оС=(600-450)^оС.

Разница в температурах плавления смеси солей и магния менее 50^оС недостаточна для упреждающего расплавления солевой добавки, что не устраняет частичного воспламенения гранул магния.

При увеличении разницы в температурах плавления свыше 200^оС защитный эффект также снижается из-за большой жидкотекучести солевого расплава, что приводит к неравномерности покрытия им частиц гранулированного магния, в особенности в момент их смешения с расплавом ферросилиция и всплывания на поверхность расплава.

Экспериментально установлен оптимальный интервал соотношений между количеством гранулированного магния и солевой добавки, вводимых в ферросилиций, которое равно 10: (0,2-1,0). При вводе солевой добавки в количествах меньших нижнего предела соотношения не обеспечивается полная защита всей массы гранулированного магния, а ввод солевой добавки в количествах, превышающих верхний предел соотношения, нецелесообразен, так как дальнейшее увеличение объема солевой добавки не влияет на степень усвоения магния ферросилицием.

П р и м е р. Ферросилиций, содержащий 45-75% Si, расплавляли в индукционной печи и для определения его расхода порционно заливали в ковш-дозатор, снабженный весовым устройством, обеспечивающим точность взвешивания расплава 1 кг. В подогретый ковш-реактор, футерованный кварцитом, в поток кремнийсодержащего ферросплава подавали предварительно взвешенную порцию гранулированного магния и солевой добавки. Солевая добавка имела состав, мас. MgCl₂ 38; KCl 53; NaCl 9, и температуру плавления 400^оС. В другом опыте применяли солевую добавку, мас. MgCl₂ 15; KCl 55; NaCl 25; CaCl₂ 5. Температура плавления 600^оС. Ферросилиций имел следующий химический состав (по основным компонентам): 50% Si, 0,5% Ca, 0,9% РЗМ, остальное железо. Расход гранулированного магния 6,5 кг, масса заливаемого ферросплава в ковш-реактор 100 кг. Из ковша-реактора лигатуру разливали в изложницы на карусельной машине. После дробления и усреднения степени усвоения магния.

Результаты опытов сведены в таблицу.

Из представленных в таблице данных видно, что степень усвоения магния по заявляемому способу повышается на 25-30% по сравнению с прототипом.