Способ получения чугуна с междендритным графитом

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С МЕЖДЕВДРИТНЫМ ГРАФИТОМ, включающий выплавку чугуна доэвтектичесхого состава , легирование его титаном, перегрев до температуры 1460-1480С и заливку в разливочный ковш, отличающийся тем, что, с целыр упрощения процесса получения чугуна, на дно разливочного ковша перед ели-, вом чугуна вводят смесь кальцинированной соды и чугунной стружки в количестве 2-5% от веса обрабатываемого чугуна при соотношении соды и стружки 1:

(19) (И)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

3(5)) С 21 С 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ (21) 3358228/22-02 (22) 25.11.81 (46) 30,04,83 Бюл. )) 16 (72) И.Г.Неижко, Р.В.Мнацаканян, М.Г.Амбарцумян, Л.-A.Белинская, В.И.дозенко и В.A.Саакян (71) Институт проблем литья АН Украинской ССР ,(53) 621 .745. 3 (088 .8) (56) 1. Гиршович, Н. Г, Кристаллизацияия и свойства чугуна в отливках. М., "Машиностроение", 1966, с. 195. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧБНИЯ ЧУГУНА С

МЕЖДЕНДРИТНЫМ ГРАФИТОМ, включающий выплавку чугуна доэвтектичес.-<ого состава, легирование его титаном, перегрев до температуры 1460-1480+C и заливку в разливочный ковш, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса получения чугуна, на дно разливочного ковша перед сливом чугуна вводят смесь кальцинированной соды и чугунной стружки в ко.личестве 2-5Ъ от веса.обрабатываемого чугуна при соотношении соды и стружки 1:(10-30).

1014908

Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству чугуна для изготовления стеклоформ.

При использовании чугуна в качестве конструкционного материала получе- 5 ние междвндритного графита нежелательно, так как такой чугун обладает низкими механическими свойствами.

Однако имеются области, где чугун с междендритным графитом находит при- 10 менение, в частности для изготовления стеклоформ., При применении для стеклоформ не требуются высокие механические свойства .чугуна, а определяющими для вы- 5 бора материала для стеклоформ являются также такие свойства его, как хорошая обрабатываемость, мелкоэернистость, высокая теплопроводность и высокая температура прилипания к стеклу. Именно такими свойствами обладает чугун с междендритным графитом.

Наиболее близким к.предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения

2 чугуна с междендритным графитом, включающий выплавку чугуна доэвтектического состава, легирозание его титаном, перегрев до 1460-1480 С, продув" ку углекислым газом и заливку s разливочный ковш (1) °

Недостатка. и указанного способа являются наличие специального оборудования для продувки расплава чугуна углекислым газом и связанная с этим З5 необходимость постоянной обеспеченности сжиженным углекислым газом, Цель изобретения — упрощение процесса получения чугуна.

Поставленная цель достигается cor-4() ласно способу получения чугуна с междендритным графитом, включающему вы- плавку чугуна доэвтектического состава, легирование его титаном, перегрев до 1460- 480 C и заливкУ в Раэливоч- 45 ный ковш, на дно разливочного ковша перед сливом чугуна вводят смесь кальцинированной соды и чугунной стружки в количестве 2-5Ъ от веса обрабатываемого чугуна при соотношении

""-оды и "òðóæêè 1:(10-30).

Кальцинированная сода разлагается под действием высокой температуры с выделением углекислого газа, который барботирует через слой металла в ков- зз ше. Упрощение процесса получения чугуна состоит в том, что углекислый гаэ, необходимый для продувки жидкого чугуна, получается при разложении соды, э связи с чем исключается необ-60 ходимость в обеспечении участка сжиженным углекислым газом v. в оборудовании для продувки.

Сода добавляется в смеси с чугунной стружкой для уменьшения скорости 65 разложения ее и создания лучших условий для обработки расплава углекислым газом, образукщимся при разложении соды, Кроме того, добавление стружки способствует снижению температуры чу- гуна, перегретого при выплавке до

1460-1480 С, до необходимого уровня (разливка чугуна производится при

1350-1320 С).

Смесь соды и стружки берется в отношении 1 (10-30), т.е ° стружки значительно больше с тем, чтобы обеспечить медленное разложение соды и постепенную барботацию образующегося углекислого газа через расплав.

При количестве соды по отношению . .к стружке меньшем 1:30 реакция разложения соды замедляется, продолжительность плавки увеличивается и обработка углекислым газом становится мало эффективной.

При соотношении соды к стружке большем, чем 1:10. реакция разложения соды происходит слишком бурно, что не обеспечивает необходимой степени обработки углекислым газом (гаэ очень быстро проходит через расплав) и опасно с точки зрения техники безопасности, так как возможны выбросЫ расплавленного металла из ковша.

Количество смеси соды со стружкой должно составлять 2-5Ъ от веса обрабатываемого чугуна. Обработка чугуна смесью в количестве менее 2% не обеспечивает получения того количест" ва углекислого газа, которое необходимо для обработки расплава с целью (,кристаллизации чугуна с графитом в

)междендритных пространствах и почти, не снижает температуру чугуна.

При количестве смеси со стружкой более 5Ъ эффективность обработки углекислым газом (определяемая по протяженности эоны с междендритным графитом) почти не повышается, а температура чугуна снижается ниже требуемого уровня, поэтому обработка смесью в количестве более 5% нецелесообразна, Пример 1. Чугун плавят в индукционной печи ЛПЗ-67 с кислой футеровкой тигля (емкость тигля 60 кг), В качестве шихтовых материалов для получения комплекснолегированного чугуна используют литейный чугун ЛК2, ферросплавы — феррохром ФХ60, ферро-. титан ТИ 2, ферросилиций ФС75, медь, никель, а также стальной и чугунный лом„ Соотношение их в шихте обеспечивает получение чугуна следующего хи" мического состава, вес,З: С 3,3) Я

2,2; Мп 0 ба N1 0,5; Cr 0,3) Cv 0,12;

Ti 0,50.

Все шихтовые материалы вводят в завалку, кроме ферросилиция и феррститана. Ферротитан, измельченный до

1014908

Количество смеси, вес.Ъ

Протяженность зоны с междендритным графитом мм

Известяый способ

20-25

Предлагаемый

2,0

35-40

35-48

48-50

3,5

4,2

52-56

5,0

5,6

54-56

3 кусков не более 10 йм, вводят в тигель печи за 2-3 мин до заливки чугуна в разливочный ковш после раскисления чугуна в тигле ферросилицием

ФС75.

Чугун перегревают до 1480 С. Пере- 5 ливают в раэливочный ковш при 1440 С.

На дно разливочного ковша помещают смесь чугунной стружки и кальцинированной соды в количестве 2,53 от веса чугуна (1,5 кг на ковш 60 кг) при 10 соотношении соды и стружки в смеси

1 15.

Температура разливки чугуна в формы составляет 1330 С. Отливают заготовки для черновой формы бутылки с использованием холодильника. (олодильник в виде чугунной плиты устанавливают в той части, где формируется рабочая поверхность формы. Толщина стенки заготовки 120 мм.

Чугун обрабатывают в разливочном ковше смесью соды и стружки в количествах от 2,0 до 5,63. Затем в отливке замеряют протяженность зоны с междендритным графитом по толщине отливки от холодильника.

Результаты измерения представлены в таблице.!

Приведены также данные о протяжен-55 н ости зоны с междендритным графитом в отливке исходного титанистого чугуна,не обработанного углекислым газом.

Как.следует из полученных данных,, в чугуне, полученном по предлагаемо- 60 му способу, протяженность зоны с меж дендритным графитом значительно больше, чем в исходном (известном) необработанном чугуне при одинаковом содержании титана. Это доказывает при- 65

1 емлемость способа для изготовления стеклоформ, Пример 2. Чугун плавят в индукционной печи ЛПЗ-30, емкость тигля 30 кг. Состав чугуна, вес.В С 3,2у

Si 2,4; Nn- 0,5; Nl 0,4; Cr 0,3; Си

0,10; Ti 0,5.

Технология плавки такая же,как и в первом примере. Чугун нагревают до

1480ОС, выдерживают 2 мин и переливают в нагретый раэлнвочный ковш.

Температура чугуна в тигле печи перед переливом в разливочный ковш составляет 1410 С. На дно разливочного ковша помещают смесь чугунной стружки и кальцинированной соды в количестве 2,2В от веса чугуна -(0,7 кг) .при соотношении соды н стружки 1:10. При укаэанном соотношении соды и стружки происходит равномерное разложение соды и спокойная барботация углекислого газа через расплав.

Температура чугуна после обработки 1360ОC температура разливки чугуна в формы 330 С. В отливках обеспечивается получение междендри ного графита, протяженность зоны с междендритным графитом составляет 3540 мм.

Пример 3. Чугун плавят в Индукционной лечи МГП-102 с емкостью тигля 150 кг. Технология плавки и состав выплавленного чугуна такие

:же, как и в примере 2.

После расплавления исходных шихтовых материалов и введения ферротитана чугун нагревают до 1480 С, выдерживают 2-3 мин и переливают в предварительно нагретый разливочный ковш (емкость 150 кг). Температура чугуна в тигле печи перед переливом в раэливочнкй ковш составляет 1430 С.

На дно разливочного ковша помещают смесь чугунной стружки и кальцини". рованной соды в количестве 4,2% от веса чугуна при соотношении соды и стружки -1:30.

Процесс разложения соды поисходит равномерно и спокойно, наблюдается умеренная барбатация образующегося углекислого газа через расплав, что .гарантирует получение в отливке меж-. дендритного графита. Протяженность эоны с междендритным графитом в от-. ливках достигает 50-52 мм, à в отливке иэ исходного титанистого чугуна, не обработанного углекислым газом, до 25 мм. Температура чугуна после обработки смесью соды н стружки составляет 1350 С, температура разливки чугуна в формы 1340 С.

Использование предлагаемого способа получения чугуна с междендритным графитом обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: не требуются приспособления и устрой1014908

Корректор И.Шулла

Заказ 3135/22 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная, 4 ства для продувки углекислыи газом, наличие сжиженного углекислого газа., Способ легко осуществим в литейных цехах, которые изготавливают отеклоРедактор С.Юско Техред М. Коштура формы, йатериалы для его осуществле„ния - сода и чугунная стружка всегда ,имеются на заводах, деыевы и .недефицитны.