Способ ввода легкоиспаряющихся модификаторов в жидкий чугун "алазен

 

Способ ввода легкоиспаряющихся модификаторов в жидкий чугун в oit}рытой емкости, например в поворотном разливочном ковше, включающий последовательное размещение слоя твердого модификатора, например измельченного магнийсодержащего ферросплава, на дне емкости до заполнения ее расплавом чугуна и нанесение на поверхность модификатора слоя расходуемого покровного материала, отличающийся тем, что, с целью предотвращения настылеобразования, повышения стабильности и степени усвоения модификатора при обработке жидкого чугуна при температуре ниже 1350 С, в качестве покровного материала используют сыпучую сухую теплоизолирующую смесь, состоящую из 80-95 об.% углерюдистого пассиватора, предпоч Р тительно измельченного кокса, и (Л 5-20 об.% теплоизолирующей добавки, предпочтительно вспученного перлита, при этом указанную смесь дополнительно вводят на зеркало расплава после образования сплошного слоя чугуна над модификатором.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) С 21 С 1 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „, К A8T0PCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3335556/22-02 (22) 07.09 81 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) Э.В ° Захарченко, A.П. Билько, В.Н. Сапко, В.Н. Семененко, В.Н. Моисеев, Э.П. Акимов, Б.Ф. Антипов, О.В. Усанков, И.П. Сидоров, В.К. Громченко и О.И, Сочков (71) Институт проблем литья АН УССР (53) 669.131.622(088 ° 8) (56) 1. Патент Англии Р 898809, кл. С 21 В, опублик. 1962.

2. Modern Castings, 44, Р 26, 1963, с. 628-631.

3. Патент ЧССР Р 151733, кл. С 21 С 1/08, опублик. 1974. (54) СПОСОБ ВВОДА ЛЕГКОИСПАРЯЮ(цИХСЯ

МОДИФИКАТОРОВ В ЖИДКИЙ ЧУГУН AJIA

3EH . (57) Способ ввода легкоиспаряющихся модификаторов в жидкий чугун в открытой емкости, например в поворотном

„„SU„„1 29 А разливочном ковше, включающий последовательное размещение слоя твердого модификатора, например измельченного магнийсодержащего ферросплава, на дне емкости до заполнения ее расплавом чугуна и нанесение на поверхность модификатора слоя расходуемого покровного материала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью предотвращения настылеобразования, повышения стабильности и степени усвоения модификатора при обработке жидкого чугуна при температуре ниже 1350 С, в качестве покровного материала используют сыпучую сухую теплоизолирующую смесь, состоящую из 80-95 об.% углеродистого пассиватора, предпочтительно измельченного кокса, и

5-20 об.% теплоизолирующей добавки, g+ предпочтительно вспученного перлита, при этом указанную смесь дополнитель С но вводят на зеркало расплава после образования сплошного слоя чугуна над модификатором.

1077ч2

55

65

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, а более конкретно к получению чугуна с повышенны ми свойствами, преимущественно высокопрочных и пластичных чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом для металлургических и машиностроительных отливок, посредством ввода легкоиспаряющихся модификаторов в жидкий чугун в открытых ковшах.

Известные способы ввода легкоиспаряющихся модификаторов, в жидкий чугун в открытых ковшах не обеспечивают стабильной высокой степени усво ения модификаторов, вследствие угара последних и не позволяют вводить модификаторы в жидкий чугун с исходной температурой ниже 1350ОС по причине сильного настылеобразования и зарастания отработочных ковшей flj . Так при защите модификатора покровным материалом в виде стальных отходов (мелких высечек, обрези литовой стали) степень усвоения модификатора, например магния, вводимого в чугун в виде легковесных лигатур типа Ng-Si — Fe не превышает 50Ъ (2) .

Большой расход стальных отходов (не менее 1,5-2,0Ъ от массы обрабатываемого чугуна требует высокой исходной температуры чугуна (14501550 ) для компенсации сильного оха лаждения чугунного расплава.

Поскольку свыше 90Ъ чугуна выплавляется в вагранках холодного дутья и имеют температуру плавления на желобе, как правило, не более

1350 С, то известные способы не поза воляют эффективно обрабатывать чугун в открытых емкостях легкоиспаряющимися модификаторами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ ввода модифицирующей добавки, согласно которому модификатор защищается последовательно толстым слоем (от 5 до 15 см) материала на базе окисла кремнезема (Б10 ), например стеклянного боя, и литой крышкой из модифицированного чугуна (3) .

Недостатками являются необходимость высокой исходной температуры чугуна (1450-1550 С), сложность технологии, низкое усвоение модифицирующей добавки (не более ЗОЪ) .

Цель изобретения — предотвращение настылеобразования, повышение стабильности и степени усвоения легкоиспаряющегося модификатора при обработке жидкого чугуна при температуре ниже 1350 С.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ввода легкоиспаряющихся модификаторов в жидкий чугун в открытой емкости, например в поворотном разливочном ковше, 5 0

Зо

45 включающему последовательное размещение слоя твердого модификатора, например измельчен ного магн ийсодержащего ферросплава, на дне емкости до заполнения ее расплавом чугуна и нанесение на поверхность модификатора слоя расходуемого покровного материала, в качестве гокровного ага†териала используют сыпучую сухую теплоизолирующую смесь, состоящую из 80-95 об.Ъ углеродистого пассиватора, предпочтительно измельченного кокса, и 5-20 об.Ъ теплоиэолирующей добавки, предпочтительно вспученного перлита, при этом указанную смесь дополнительно вводят на зеркало расплава после образования сплошного слоя чугуна над модификатором.

В качестве основы теплоизолирующей смеси используется углеродистый материал, например молотый кокс, се— ребристый графит. Последний не спекается ни при каких даже самых низких температурах жидкого чугуна, что обеспечивает стабильность усвоения реагента. Опыты показывают, что расход указанной смеси на основе углеродистого материала по сравнению с покровными материалами, использованными в аналогах и прототипе, в 10-20 раз меньше, т.е. потери температуры жидким чугуном на нагрев покровного материала соответственно примерно во столько же раз меньше.

Теплоизолирующая добавка, например вспученный перлит или вермикулит вспученный, входящая.в состав покровного материала, обеспечивает пониженную теплопроводность смеси.

3а счет низкой теплопроводности покровной теплоизолирующей смеси способ обеспечивает существенное снижение расхода покровного материала, которое необходимо для осуществления эффективного ввода модификатора в жидкий чугун при относительно низкой температуре (1350 и ниже).

Повышение степени усвоения реагента, например магния, обеспечивается за счет того, что углеродистый пассиватор, входящий в состав покровного материала, создает восстановительную атмосферу в контактной зоне и предотвращает угар реагента.

Дополнительными существенными факторами повышения усвояемости модификатора при температуре выше 1350ОC служат уменьшение испаряемости за счет снижения разности между температурой жидкого чугуна и температурой кипения модификатора и повышение растворимости реагента в жидком чугуне.

Для реализации положительного эффекта способа существенно важно объемное содержание углеродистого пассиватора и теплоизолятора в сме1077929

Составитель Т. Морозова

Редактор Л. Авраменко Техред А.Бабинец Корректор А Ильин

Заказ 868/18

Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал TI(1TI Патент, г ° Ужгород, ул. Проектная, 4 си, а также двухстадийное по:ледовательное нанесение смеси. При объемном содержании углеродистого пассиватора в смеси выше 95Ъ и теплоизолятора менее 5Ъ покровный материал утрачивает необходимые теплоизолирующие свойства, что не позволит реализовать положительный эффект изобретения. А при объемном содержании теплоизолятора в смеси свыше 20Ъ и углеродистого пассиватора менее 80Ъ пок- 10 ровный материал не будет создавать требуемую восстановительную атмосферу в контактной зоне и степень усвоения реагента будет низкой.

Нанесение теплоизолирующей смеси )5 на зеркало расплава надежно предотвращает угар тех частиц модификатора, которые преждевременно всплывают на поверхность расплава в период заполнения обработанной емкости жидким чугуном.

Пример. В условиях чугуннолитейного цеха отлита партия опытных колесных изложниц в количестве 100 шт. из высокопрочного чугуна с шаровид ным графитом, полученным путем модифицирования ваграночного чугуна в открытых ковшах емкостью 5,5 т с применением данного способа ввода модификатора. На дно подогретого газовой горелкой ковша загружают 30 ровным слоем модификатор в виде дробленной лигатуры Mg — Si — Fe (46t Mg) в количестве ЗЪ от массы обрабатываемого чугуна и покрывают сверху равномерным слоем расходуемой 35 теплоизолирующей смеси в количестве

0,2Ъ массы расплава. Покровная теплоизолирующа я смесь состоит из молотого кокса 10 об.Ъ и вспученного перлита 90Ъ. По ходу наполнения ковша на поверхность жидкого чугуна добавляют теплоизолирующую смесь в количестве 0,1Ъ от массы расплава для предупреждения возгорания отдельных кусков лигатуры, всплывающих на зеркало металла. Температура расплава к моменту заполнения ковша составляет 1280-1300 С. Реакция

0 модифицирования протекает стабильно в спокойном режиме длительностью

6 мин без пироэффекта и выбросов металла из ковша.

Применение эффективного способа защиты легкоиспаряющегося реагента позволяет получить качественные отливки из модифицированного чугуна и снизить удельный расход изложниц с 45,7 до 28 кг на тонну стальных слитков (т.е. 1,63 раза), за счет чего завод может сэкономить 1900 т чугуна в год. Ожидаемый экономический эффект по предварительному расчету составляет 250 тыс.руб. В ходе промышленной проверки выявилось, что усвоение магния из лигатуры составляет в среднем (60+5)Ъ, что в 2 раза превышает максимальное усвоение магния согласно прототипу. Длительность службы обработанных ковшей до выхода их из строя по причине настылеобразования составила 8-10 плавок, тогда как при использовании защиты в соответствии с аналогами зарастание происходит после первой же плавки.