Брикет для модифицирования чугуна
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.
Союз Советских
Социалистических
Республик (« 3 002362 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 141281. (21) 3364134/22-02 с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликоваио 07,0383. Бюллетень Но 9
Дата опубликования описания 070383 (И) М. Кл.з
С 21 С 1/08
Государственный комитет ссср по делам изобретений и открытий (%3) УДК 669. 046. . 581 (088. 8) (72) Авторы изобретения.
В.Б.Соболев. С.A.Ìîðoçoâ . Б.A.Ñòoëïîâñêè
Б.П. Климов, В.Э.Бредис, A.Ï.Óñà÷åâ, A.È. и А.В.Новодворский
Липецкий политехнический институт и Липе завод "Свободный Сокол" (71) Заявители (54) БРИКЕТ ДЛЯ ИОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА
Изобретение относится к черной ме.таллургии и литейному производству, в частности к производству модифицированных чугунов для ответственных отливок.
Известны брикеты для введения в чугун легирующих элементов, состоящие иэ ферросплава в гранулированном или дробленом виде и связующего — цемента, извести, глины или их смеси 1).
Содержание связующих в брикете
15-25 мас.Ъ. После введения в расплав связующее расплавляется и переходит в шлак, а легирующие элементы освобождаются. Недостатком данных брикетов является увеличение количества шлака за счет связующего необходимость расходования дополнительного тепла на расплавление минерального связующего, низкое усвоение легирующих компонентов.
Наиболее близким к изобретению является брикет для графитизирующего модифицирования чугуна, содержащий 25
95Ъ ферросилиция ФС-75 с присадками 1,0-10Ъ Zv, 1,0-15Ъ Ва или 0,51,0Ъс т (от массы ферросилиция), раздробленного на зерна размером 1,53 мм, и 5,0Ъ жидкого стекла в качест- 30 ве связующего. Барий введен в виде силикобария 2 .
Эти брикеты имеют малый удельнщй вес, плохо смачиваются чугуном и неполностью разрушаются в расплаве.
Вследствие этого брикеты быстро всплывают на поверхность чугуна и ошлаковываются, что приводит к низкому усвоению модифицирующих элементов и повышенному расходу модификаторов.
Кроме того, применение минеральных связующих обуславливает увеличение количества шлака и расхода тепла.
Целью изобретения. является повы- . шение усвояемости и графитиэирующей способности модификаторов.
Цель достигается тем, что брикет для модифицирования чугуна включающий 75Ъ-ный ферросилиций, силикобарий, стронций и связующее, дополнительно содержит стальную дробь, а в качестве связующего содержит литейный чугун при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:
75 -ный ферросилиций 17-28
Силикобарий 10-25
Стронций 0,5-1,5
Стальная дробь 30-50
Литейный чугун 15,5-22,5
1002362
75%-ферросилиций применяют фракцией 1,5-3 мм, силикобарий — с содержанием бария 20,5% и фракцией 1,5-3 мм, стальную дробь диаметром 2-3 мм.. Введение стальной дроби и чугуна в состав брикета приводит к увеличе- 5 нию его плотности до 5,9-6,5 кг/см
% что резко снижает скорость всплытия. брикета в расплавленном чугуне. Кроме того, применение чугуна в качестве связующего приводит к полному 0 разрушению брикета в расплаве и не увеличивает количество шлака, что также способствует максимальному усвоению модифицирующих элементов.
Брикеты изготавливают следующим образом.
В индукционной тигельной печи плавят ферросилиций ФС 75, в который затем вводят стронций СтИ-2 в количестве 2,0-5,3% от расплава. После затвердевания и охлаждения в изложницах стронциевый ферросилиций дробят на зерна размером 1,5-3 мм. Зерна прочих размеров отсевают. Таким же образом дробится и рассеивается силикобарий, содержащий. Ъ e Sa 20. 5.
Я 55,2; железо остальное. Яужные дозы стронциевого ферросилиция, силикобария и стальной дроби помещают в металлические изложницы. рабочие полости которых выполнены в виде цилиндров диаметром 60 и высотой
40 мм. Затем изложницы заливают литейным чугуном при 1300-1330 С! После затвердевания и.охлаждения брикеты извлекают из изложниц и исполь» зуют для модифицирования.
Дл приготовления брикетов известного состава раздробленный ферроси лиций, содержащий стронций и силякобарий, перемешивают с жидким стеклом.
Полученную смесь эаформовывают в изложницы и отверждают путем нагрева до 200-300 С.
Иодифицированию подвергают чугун следующего химического состава, Ф:
С 3,5-3,7; 6 2,1-. 2,3, ИЬ 0,5-0,6;
В 0,05-0,06, P 0,10-0,15.
1002362
l6 н
Ф
34 и
A е!
I
l
1
I
l0 н о
46 Ig
6 Q н
l6 Ф
I6 Ф
I
an o
Ю
4О 4
СЧ СЧ
4 4 е-! 44Ъ а в %
М 4 Ъ
4Ч CV 4Ч
О 4Сб
РЪ СЧ
Сч С 4
CO
ФЪ
СЧ
° 4
Ъ о
СЧ а
СЧ СЧ . СЧ
I 46M
Olla
A a6 O 46 W C а И 34 443 6 34 мо
Ф м&ан ! нома а
u IC e.1 I Ф 4Ф Ф в. ° . a
СЧ. СЧ "СЧ.
° Ф ч3
СЧ СЧ Ф сР
4Ч С 4
Ol 4
Ф М
%4 Фб
I 63
I 0 !. Ц Н Н 46
I
I
1 .
an 4СЪ
CO 4 СЧ с . ь - с
44Ъ Ф Ф
ОФ ж
3434 ч
О6, 46 а 46 бь f
434Е L Р 34 о
О\
С Ъ aD CO
L ° Ь
\О аА Ю
Ъ
СЧ са
Ъ а о
° .4 .
an с
СЧ Cl
Ф а
° Ф 44Ъ
1
1 б
I
I! ахом о с Ъ
44Ъ 4О о сч
Ф Ъ аО
aO co
Ф
an an
% 4 аА с
1 Ааа нне
oov ко
L6:4
РЪ
CO аА г4 aD
ОЪ СЧ
3Ь а
an ю саа
Сб с"4
4О!
Ch
Ъ
4СЪ аА СЧ
an чв
Ф Ъ
Ю аО о Ф CO
Ф с
ССЪ an
ОЪ ОЪ
\ с мЪ аА
I 3
1 . I!
I 1 46 1
44Ъ
CO
% 4 аА Ю
Ъ
СЧ . ЦЪ
4Ч а"4
Ю
Ф
CV
СЧ
I Ф
1 I 6 1446
I " > Я
44Ъ
4Ч
М
Oa
СЧ о о Ф 4
an o
%4 TE о
4СЪ о
44Ъ О
% о и
ССЪ с
C) о
° 4 о о о
Ъ с с ю.б м 4 Г 4 о
% 4 о о
М Ю
C) % 4 аА
Ъ
Ю
СЧ 4 о
О\ ь
an
СЧ
4Л
% !
° 4
aA aA
М а С » 4 .4 аА а
4СЪ Г
СЧ е.б аА
С
@ 4
1 ВI — - — -I
I f6 l an I
5л 1 б
O ..1 ! olo ! U I 9 I
1 1 аА с
Ф 4Ч.СЧ СЧ
aA aA Ь Ф
СЧ Сч
4Ч СЧ
1
1
1У1
14>
1 Се
I ° Х
1
I
1, J
I I 1
1 1 Ы
1 44ФФ !
МОНО
II 3c o g
I 1! A А! 5@о сФ!Н46а ° ожц
I o
I a6 I 1 йбх
IO"I
-! аббы
1431НХН
l3 I V5V
1 Ф
34 I 1 . 46
I М 1 М Й! абб;I а
3.Î! МОФ
I- O-I4 Е
1
I !
l
1
1
1
3
1
О Сч а 6 О ъ. ъ Ь ° с
00 «Ф . 4"Ъ РЪ С \
СЧ СЧ СЧ СЧ 4Ч
4О. Ь. СЧ СО 4О с ° ъ \ % с
4n rs сч сч
4 СЪ I 1 I I 1 1 1
5 оо
A мо н
63 Ю
К5
ФО.
1002362
Ю
1 е
1 и а
I
I
I
I
1
I
I
1 .1
I
1
I
1 g
v о
1
I а о с
« «Ъ «"Ъ
«Ч 4Ч
«{ъ а {ч с
)».«Ч {Ч и ) о
E Ф
ID {Ч Ф
СЧ СЧ {Ч
° ф «)! Ч)« ! ° В Ф
{Ч «Ч {Ч «)! « )! Ф с ° СЧ
«Ч «Ч Ч!
«Ч
I Р\ о °
) цн н ю
)ОЕ X
) хх«
I VX
«б Q «)) !> й
I {IIOXWX а \{) ф ф ф ф ) а
° ) В «{Ъ ))Ъ ««Ъ «{Ъ
Г Ъ
Ъ «)!
1 1
1 о
Ф °
«Ъ {Ч 1 1
1 1
{«Ъ IA о в
Ь Ь
CI «{Ъ
1 М 1
4 «Ъ«Н
)xone ! {))же
) су
I.Ъ
) л н н я
1OVV
) {; о.
i I
I I Х
I I
I 1 1
I{I L{! с
IA ««Ъ ф
Ф !«4 ° %.4 о г ) nl
M «1!Ъ о
« Ъ
° э «) о о î {ч
«{Ъ Ill IA ъ с г н ) )
{Ч «"Ъ
)Ч )Ч {Ч
««Ъ IA с
Ф ф 1
«Ч ) Ill
«{Ъ о «ч
«Ъ «Ч
«Г) МЪ IA
{Ч «Ч
«Ч {Ч {Ч
) н
1 М
1 И
) oa р а о
) ««Ч е х ) x
j ) ««) е
Н 1
I Х а
М .) о ) о е« ! И
)а
1 4
1 ).)
1 )С
««3 ъ
vI ) Ы
)аллое .")
«!) а z ){ x v x
° о Ц & g 1«с Я O X O ««) 1
I VМ ХНН) Х) 1 е 1
dp1 1
1 ° I «{) «I)
)ol ) О
I «I) ) e a O
) E I 9 «)) а
) оец
1 1 — — — -1
«1I I I
«Ч е)о
I х) аФк 1
I X1 НМН
46
I Ф I g: Ж 1
) ю 1)ц)1 а.
I.V 1 {Ъ I
) ) 1
1 1 1 1
1 . I V 1
1 1 (1
I
I.
I а а I)l «{) У
Ф ° °
{Ч {Ч )«Ъ
«р CO Ф «1«Ъ
In а а о
°, °
){) ))Ъ «)Ъ а,«Ъ ««Ъ
° \ с
Ь ° °,ч о
I
1
1
1 о 1
° Ф
I.I!
1
I.!
I
I
1
I. 1
1002362
Формула изобретения
ВНИИПИ Заказ 1730/10 .Тираж 566 Подписное
Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4
Как видно из приведенных в таблице результатов испытаний, брикеты предлагаемого состава при одинаковом расходе модификаторов < ферросилиций, силикобарий, стронций ) по сравнению с известным (опыт 1) имеют графитизирующую способность, характеризуемую величиной отбела в
2-3 раза выше (опыты 2-5) °
Это позволяет снизить расход модификаторов на 20-30% (опыты 6,7) при 10 одновременном достижении более высо-, кой степени графитизации, чем при использовании известных брикетов. При равной величине графитизации (опыт 6) достигается снижение расхода моди- 15 фикаторов на 34%. Это обусловлено хорошим смачиванием предлагаемых брикетов чУгуном, полным их растворением и высокой плотностью (в 1,6-2,0 раза выше, чем у известных).
Оптимальное содержание стальной :дроби.в брикетах составляет 30-50% массы. При содержании стальной дроби свыше 50% .из-.за повышения плотности и теплоаккумулирующей способности сме25 си ухудшаются условия фильтрации чу,гуна В брикете при его изготовлении. Вследствие этого нижняя часть 6рикета сначала становится рыхлой (опыты 9,10> а при дальнейшем повышении содержания дроби рассыпается (опыт
11). При содержании стальной дроби менее 30% (опыт 12) существенно умень. шается плотность брикетов и снижается усвоение модификаторов. При заме" не части стальной дроби избыточным количеством чугуна (опыт 13 ) происходит окисление части модификаторов при изготовлении брикетов, что связано с перегревом смеси.
Оптимальное содержание ферросили- 40 ция в брикете 17-28 мас.%, а силикобария 10-25 мас.%. Соотношение этих компонентов, обеспечиваемое при изменении их количеств в брикете в указанных пределах, позволяет полу- 45 чить наивысшую степень графитизации чугуна.при максимальном усвоении модификаторов опыты 2-5, 14).
При содержании CC-75 ниже 17 мас .% (опыт 15 ) и содержании силикобария 5() ниже 10 мас.% (опыт 16) снижается степень графитизаиии чугуна, а также
его механические свойства. Повышение содержания ФС-75 в брикете свыше 28 мас.% (опыты 17,18), и силикобария свыше 25 мас.% (опыты 12,19) приводит к снижению плотности брикетов и усвояемости модификаторов, .что проявляется в снижении степени графитизации чугуна и его прочности.
Оптимальное содержание стронция в брикете составляет 0,5-1,5 мас.%.
При этом достигается наивысшая графитизация чугуна и. максимальные прочностные свойства (опыты 5,20,21) Прй содержании 5t < 00,5 мас.% (опыты 22,23) существенно снижается графитизирующая способность модификаторов вследствие снижения. активности кремния. Увеличение содержания зг) 1,5 мас.% (опыт 24) не приводит к существенному повыаению степени графитизации и прочностных свойств чугуна и, следовательно, нецелесообразно.
Содержание чугуна в брикетах 15,522,5 мас.% обеспечивает оптимальное содержание прочих компонентов. Кроме того, при содержании чугуна менее 15,5 мас ° % (опыт 17) снижается прочность брикетов и происходит его осыпание при извлечении из изложницы иэ-за нехватки чугуна для полной пропитки наполнителей.
Использование брикетов для модифицирования чугуна дает возможность по сравнению с известным значительно снизить расход модификаторов, повысить степень графитиэации.чугуна и его прочностные свойства. Брикеты рекомендуется применять для ковшовой обработки серого и высокопрсч- ного чугуна.
Возможен также ввод брикетов на желоб плавильного агрегата. Экономический эффект от применения брикетов зоставляет 1,5 руб на 1 т литья.
Брикет для модифицирования чугуна, включающий 75%-ный ферросилицийь силикобарий, стронций и связующее, отличающийся тем, что, с целью повышения усвояемости и гра.» фитизирующей способности модификаторов, он дополнительно содержит стальную дробь, а в качестве свяэующеголитейный чугун при следующем соотношении компонентов, вес.%: 75%-ный ферросилиций 17-28
Силикобарий 10-25
Стронций. 0.5-1.5
Стальная дробь 30-50
Литейный чугун 15,5-22,5
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент ФРГ Р 2852380, кл. С 21 С 1/08, опублик. 1980.
2 ° Патент Франции 9 224266, кл. С 21 С 1/08, опублик. 1975.
