Использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками
Разработана технология использования карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками, что позволяет существенно снизить затраты на модифицирование при соответствии продукции всем нормативным требованиям....
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2009
|
| Назва видання: | Металл и литье Украины |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31549 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками / В.В. Кисиленко, Д.А. Дюдкин, А.В. Минченков, А.В. Душкин, Е.В. Злепко // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 64-66. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-31549 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-315492012-03-10T12:30:32Z Использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками Кисиленко, В.В. Дюдкин, Д.А. Минченков, А.В. Душкин, А.В. Злепко, Е.В. Разработана технология использования карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками, что позволяет существенно снизить затраты на модифицирование при соответствии продукции всем нормативным требованиям. 2009 Article Использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками / В.В. Кисиленко, Д.А. Дюдкин, А.В. Минченков, А.В. Душкин, Е.В. Злепко // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 64-66. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0497-2627 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31549 621.771 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Разработана технология использования карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками, что позволяет существенно снизить затраты на модифицирование при соответствии продукции всем нормативным требованиям. |
| format |
Article |
| author |
Кисиленко, В.В. Дюдкин, Д.А. Минченков, А.В. Душкин, А.В. Злепко, Е.В. |
| spellingShingle |
Кисиленко, В.В. Дюдкин, Д.А. Минченков, А.В. Душкин, А.В. Злепко, Е.В. Использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками Металл и литье Украины |
| author_facet |
Кисиленко, В.В. Дюдкин, Д.А. Минченков, А.В. Душкин, А.В. Злепко, Е.В. |
| author_sort |
Кисиленко, В.В. |
| title |
Использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками |
| title_short |
Использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками |
| title_full |
Использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками |
| title_fullStr |
Использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками |
| title_full_unstemmed |
Использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками |
| title_sort |
использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31549 |
| citation_txt |
Использование карбида кремния при внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками / В.В. Кисиленко, Д.А. Дюдкин, А.В. Минченков, А.В. Душкин, Е.В. Злепко // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 64-66. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Металл и литье Украины |
| work_keys_str_mv |
AT kisilenkovv ispolʹzovaniekarbidakremniâprivnepečnojobrabotkečugunaporoškovymiprovolokami AT dûdkinda ispolʹzovaniekarbidakremniâprivnepečnojobrabotkečugunaporoškovymiprovolokami AT minčenkovav ispolʹzovaniekarbidakremniâprivnepečnojobrabotkečugunaporoškovymiprovolokami AT duškinav ispolʹzovaniekarbidakremniâprivnepečnojobrabotkečugunaporoškovymiprovolokami AT zlepkoev ispolʹzovaniekarbidakremniâprivnepečnojobrabotkečugunaporoškovymiprovolokami |
| first_indexed |
2025-07-03T11:59:04Z |
| last_indexed |
2025-07-03T11:59:04Z |
| _version_ |
1836626944020447232 |
| fulltext |
�� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009
Вязкость шлака, полученного при расплавлении
смеси 4КМ-12(Н), при температуре 1300 оС по результа-
там испытаний на электроротационном вискозометре
равнялась 0,21 Па·С, смеси 4КМ-12(с) – 0,18 Па·С, что
сопоставимо с вязкостью шлаков из серийных смесей
при той же температуре. Поведение опытных смесей в
кристаллизаторе было аналогичным поведению серийных
смесей. По результатам контроля процесса разливки
системой «Mold Expert» за время работы под опытными
смесями усилие трения изменялось в несколько больших
пределах, чем при работе на серийных смесях. Аварийных
сигналов при этом системой не зафиксировано.
В целом опробование опытных шлакообразующих
смесей марок 4КМ-12(Н) и 4КМ-12(С) при разливке
Таблица 5
Химический состав смесей для кристаллизатора МНЛЗ
Марка смеси, фирма
Массовая доля компонентов, %
СаО SiO2 Al2O3 Fe2O3 F- Na2O + K2O Cобщ. W105’C В (СаО/SiO2) Вид смеси
4КМ-12(Н) «Солотвин» 33,0 27,3 7,65 2,6 8,34 5,67 8,1 0,47 1,20 порошок
4КМ-12(C) «Солотвин» 33,1 26,7 7,39 3,67 8,36 5,86 8,8 0,45 1,24 порошок
ST89/DP «STOLLBERG» 30,1 33,1 1,46 1,15 6,98 7,92 5,9 0,44 0,91 порошок
GS813/P «ALSICAL» 35,9 28,9 3,44 0,37 5,95 н.д. 9,7 0,57 1,24 гранул.
различных марок стали показало, что их технологические
свойства в основном соответствуют условиям разливки,
причем разработанные порошкообразные смеси ориен-
тированы на механизированную их подачу в кристаллиза-
тор. Опытный вариант установки для механизированного
ввода смесей в настоящее время по заданию ООО «НПКП
Солотвин» спроектирован и изготовлен в ДонНТУ.
Таким образом, на основе программы совместных
работ ООО «НПКП Солотвин» и ОАО «АМК» раз-
работаны теплоизолирующие и шлакообразующие смеси
для комплексной защиты металла на всех этапах от
выпуска его из сталеплавильного агрегата до разливки на
МНЛЗ, в достаточной степени соответствующие условиям
эффективной работы.
УДК 621.771
В. В. Кисиленко, Д. А. Дюдкин, (ОАО «Завод «Универсальное оборудование»), А. В. Минченков, А. В. Душкин, Е. В. Злепко
(ОАО Липецкий металлургический завод «Свободный сокол»)
Использование карбида кремния
при внепечной обработке чугуна
порошковыми проволоками
Разработанна технология использования карбида кремния при
внепечной обработке чугуна порошковыми проволоками, что
позволяет существенно снизить затраты на модифицирование при
соответствии продукции всем нормативным требованиямВ последние годы расширяется
использование в черной метал-
лургии такого материала, как
карбид кремния металлургиче-
ский (ККМ) [1, 2]. В сталеплавильном
производстве ККМ используется как:
– компонент шихты (обеспечивает необходимое
содержание в расплаве кремния и частично углерода,
а также повышает общий тепловой баланс плавки, что
позволяет сократить расход жидкого чугуна);
– раскислитель (применяется для предварительного
(осаждающего) раскисления вместо чушкового алюминия
и диффузионного раскисления шлака на агрегате «ковш-
печь»);
– легирующий компонент (при раскислении часть
кремния и углерода из ККМ идет на легирование).
Отмечается при этом значительное улучшение
качества стали по структуре неметаллических вклю-
чений, а при разливке металла на мелкосортных МНЛЗ
улучшается разливаемость металла, существенно
снижается количество случаев затягивания стакан-
дозаторов глиноземсодержащими включениями (ввиду
исключения из технологии алюминия).
Имеются сведения про использование ККМ
в металлургии чугуна как шихтового компонента
и для модифицирования. При этом использование
карбида кремния более экономично в сравнении с
ферросилицием.
Карбид кремния металлургический представ-
ляет собой мелкокристаллический материал фракции
0-20 мм, содержащий SiC 75-95 %, С и SiO2– до 6 %.
Действующим компонентом является SiC, % – 70 Si, 30 С,
который является одновременно источником крем-
ния и углерода. SiC – тугоплавкий материал, устойчив
до температуры 2610 °С, плавится с разложением при
2830 °С. При взаимодействии с металлургическим
расплавом происходит разрыв связи Si-C и данные
компоненты растворяются непосредственно в металле.
По сравнению с ферросилицием обеспечивается меньший
угар кремния, совместное действие кремния и углерода
как графитизирующих элементов положительно влияет
на структуру металла.
На ОАО «Липецкий металлургический завод
«Свободный сокол» внепечная обработка чугуна
порошковой магнийсодержащей проволокой задей-
ствована в технологическом цикле производства
товарного чугуна и чугунных труб [3]. В доменном цехе
��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009
трайбаппарат установлен в районе разливочных машин.
Десульфурации в 100-тонных ковшах подвергается
товарный чугун, разливаемый в чушки в доменном цехе,
а также чугун, передаваемый в труболитейный цех для
дальнейшей доводки в индукционных печах и отливки
труб. В миксерном отделении труболитейного цеха в
случае необходимости производится десульфурация
в 30- или 100-тонных (с последующими переливом в
30-тонные) ковшах для обеспечения содержания серы
< 0,012 %. Скорость ввода порошковой проволоки
составляет 1,2-2 м/с, температура обрабатываемого
чугуна – 1280-1360 °С. Для десульфурации, в основном,
используется магнийставролитовая проволока Ø 10 мм
[4, 5].
В 2005 г. в труболитейном цехе введена в
действие установка модифицирования чугуна порош-
ковой магнийсодержащей проволокой с помощью
трайбаппаратов. Пост модифицирования чугуна вклю-
чает два двух ручьевых трайбаппарата с частотным
преобразователем и подвижной системой направляющих
проводок для подачи проволоки. Жидкий чугун
подается на пост модифицирования в 7-тонных ковшах
с периодичностью 5-10 мин непосредственно из
индукционных печей или из миксера-накопителя. В на-
стоящее время масса чугуна в ковшах составляет 6-7,5 т,
высота налива – 1,2-1,6 м, свободный борт – 0,8-1,2 м.
Перед обработкой ковш накрывается крышкой, че-
рез специальные отверстия в крышке опускаются
направляющие проводки, через которые подается про-
волока. После обработки ковш с жидким чугуном на
передвижной тележке сразу подается на участок от-
ливки труб на центробежных машинах.
Для модифицирования используется проволока с
наполнением магнием и ферросилицием производства
ОАО «Завод «Универсальное оборудование». При выборе
составов наполнителей проволоки исходили из того, что в
нем, наряду с магнием, должен находиться и кремний, так
как совместное присутствие в модификаторе указанных
элементов обеспечивает образование необходимого
количества центров кристаллизации углерода для
того, чтобы он выкристаллизовывался в виде графита
шаровидной, а не чешуйчато-пластинчатой формы, что
придает чугуну высокую прочность при достаточной
пластичности и вязкости. В высокопрочном чугуне
для отливки труб 100 % графита должно находиться в
шаровидной форме на протяжении 20-25 мин (в период
отливки труб на центробежных машинах).
В связи с меняющейся конъюнктурой на рынке
ферросплавов и возможностью иметь несколько
эффективных технологий, обеспечивающих заданное
качество готовой продукции с минимальными затратами,
было решено провести опробование технологии мо-
дифицирования чугуна проволокой с наполнением
магнием и ККМ.
В марте-апреле 2008 г. было проведено более 1000
обработок чугуна с целью модифицирования порошко-
вой проволокой с магнием и ККМ. Наполнение прово-
локи составляло: магний металлический – 44 г/м, кар-
бид кремния металлургический – 47 г/м. Химический
состав карбида кремния металлургического, %мас.:
SiC > 88, Ссв < 6, SiO2 < 6. Наполнение сравнительной
проволоки составляло: магний металлический – 45 г/м,
ферросилиций (65 % Si) – 45 г/м. Содержание кремния
в экспериментальной проволоке составляло 29 г/м, в
сравнительной – 30 г/м.
В таблице представлены технологические показа-
тели обработки чугуна опытной и сравнительной
порошковыми проволоками.
В период проведения опытно-промышленных
обработок миксер-накопитель большую часть вре-
мени находился на ремонте, поэтому чугун на пост
модифицирования поступал, в основном, напрямую
– из индукционных печей. При такой технологии работы
наблюдалась некоторая нестабильность по температуре
и химическому составу обрабатываемого чугуна, что
сказывалось на показателях эффективности процесса
модифицирования.
Скорость ввода проволоки Ø 10 мм составляла 1,2-
-1,6 м/с. Температура обрабатываемого чугуна составляла
1450-1460 °С – при подаче чугуна из миксера накопителя
и 1420-1470 °С – при подаче чугуна непосредственно из
индукционных печей. Исходное содержание серы перед
модифицированием составляло 0,01-0,02 %.
Как видно из приведенных данных, степень усвое-
ния магния при модифицировании чугуна с аналогич-
ным исходным содержанием серы опытной и срав-
нительной проволоками находится на одном уровне и
составляет 37-41 %.
Степень усвоения магния при модифицировании
определялась по следующей формуле:
βMод= (0,76 × ∆S + Mgост) / qMg × 1000,
где ∆S – разница в содержании серы до и после
модифицирования, %; Mgост – содержание магния в чугуне
после модифицирования, %; qMg – удельный расход маг-
ния на модифицирование, кг/т.
При использовании проволоки Ø 10 мм получали
расчетное содержание Mgост – 0,03-0,04%.
Степень усвоения кремния из проволоки составляет 100
%, изменение содержания углерода в чугуне при обработке
чугуна экспериментальной и сравнительной проволоками
имеет одинаковые тенденции (содержание углерода
после обработки уменьшалось, в некоторых случаях – не
изменялось или незначительно увеличивалось).
Механические (предел прочности, предел текучести,
Таблица
Технологические показатели опытных и сравнительных обработок
Вид
проволоки
[S]исх,
%·10-3
Количество
обр. ковшей,
шт
Масса
чугуна,
т
Расход Содинение [S],
%·10-3 [Mg]ост,
%·10-2
Степень
усв.
Mg, %проволоки, м магния, кг/т до обр. после
Mg+ККМ ≤ 15 350 6,77 140 0,91 12,6 9,4 3,48 40,9
15,1-20,0 480 6,83 169 1,09 18,3 11,9 3,62 37,7
Mg+FeSi ≤ 15 510 6,75 135 0,90 12,2 9,2 3,47 41,1
15,1-20,0 520 6,80 157 1,04 17,6 12,4 3,63 38,7
�� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009
относительное удлинение, твердость) и металлографи-
ческие (содержание графита в шаровидной форме,
содержание структурных составляющих и т. д.) харак-
теристики образцов из труб чугуна, обработанного
экспериментальной и сравнительной проволоками с
нормативными расходами, аналогичны. Использование
экспериментальной проволоки не привело к повышению
уровня дефектности отливаемых труб. Массовый рас-
ход порошковой проволоки с наполнением смесью
магния и карбида кремния металлургического для
обеспечения одинаковых качественных показателей
модифицирования чугуна аналогичен расходу прово-
локи с наполнением магний + ферросилиций. При этом
затраты на модифицирование экспериментальной про-
волокой в рассматриваемый период были ниже на 5-10 %.
Высокая эффективность использования этой про-
волоки обусловлена тем, что при вводе проволоки с
наполнением смесью магния и материала, содержащего
кремний, в жидкий металл внутри проволоки происходит
эндотермическая реакция между магнием и кремнием с
образованием силицида магния Mg2Si и расположением
части магния в мелких эвтектических областях, что, с
одной стороны, позволяет снизить температуру в зоне
реакции и, соответственно, угар магния, а с другой
стороны – образующийся силицид магния растворяется
в жидком металле быстрее, чем образующие матрицу
сплава более тугоплавкие фазы [6]. Поэтому возника-
ющие в глубине металла пузырьки пара магния
формируются в результате растворения каждой из
эвтектических областей в отдельности, причем из-за
малого количества магния в каждой из областей образу-
ющиеся пузыри будут иметь малые размеры и большую
площадь поверхности раздела с обрабатываемым
металлом, что приводит к относительно спокойному
протеканию процесса при высокой его эффективности.
При этом за счет того, что на протекание этих химиче-
ских реакций расходуется определенное количество теп-
ла, время расплавления оболочки проволоки увеличива-
ется, что дает ей возможность погружаться на большую
глубину и реакцией взаимодействия магния с расплавом
будет охвачен максимальный объем металла в ковше.
Кроме того, совместное действие кремния и углерода как
графитизирующих элементов положительно влияет на
структуру металла.
Вывод
Таким образом, разработанная технология обес-
печивает стабильное содержание остаточного магния
более 0,025 % на протяжении всего цикла отливки
труб, позволяет значительно увеличить эффективность
использования магния, существенно снизить затраты
на модифицирование, при этом трубы соответствуют
всем нормативным требованиям по микроструктуре и
механическим свойствам.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дюдкин Д. А., Кисиленко В. В. Современная технология производства стали. – М.: Теплотехник, 2007. – 528 с.
2. Дюдкин Д. А., Кисиленко В. В. Производство стали. Т. 2 // Внепечная обработка жидкого чугуна. – М.: Теплотехник,
2008. – 400 с.
3. Кисиленко В. В., Дюдкин Д. А., Фещенко С. А., Минченков А. В. Внепечная обработка чугуна порошковыми проволоками // Тр. IX
конгресса сталеплавильщиков. – М.: ОАО «Черметинформация». – 2007. – С. 567-571.
4. Кисиленко В. В., Дюдкин Д. А., Фещенко С. А., Минченков А. В. Модифицирование чугуна порошковой магнийсодержащей проволокой //
Металл и литье Украины. – 2006. – № 6. – С. 11-14.
5. Кисиленко В. В., Дюдкин Д. А., Фещенко С. А. и др. Технология модифицирования чугуна при отливке труб // Чер. металлургия: Бюл.
научно-технической и экономической информации – 2006. – Вып. 2.– С. 51-54.
6. Зборщик А. М., Кисиленко В. В., Маринцев С. Н. Исследование механизма реакций при десульфурации чугуна лигатурами ФСМГ //
Сталь. – 1998. – № 9. – С. 13-16.
УДК 621.375.826
А. П. Шатрава (ФТИМС)
Разработка покрытий, полученных
под действием лазерного
излучения для повышения
стойкости подшипника упорного
двигателя внутреннего сгорания
Разработана и опробована технология нанесения антифрикционных
износостойких покрытий с помощью лазерного излучения на рабочие
поверхности подшипника упорного системы турбо наддува двигателя
внутреннего сгорания
В последнее время все больше
исследователей уделяет внима-
ние вопросам получения изно-
состойких композиционных на-
плавочных покрытий с помощью
лазерного излучения [1-3]. Исследо-
ватели [4] получали композиционные
покрытия методом лазерного легирования сталей и
сплавов. Установлено, что лазерное легирование позво-
ляет создать в поверхностных слоях основы
|