Брикет для модифицирования чугуна

 

БРИКЕТ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА, содержащий силикобарий , стальную дробь, о тличающийс я тем, что, с целью повышения прочности и пластичности чугуна путем получения в нем графита преимущественно вермикулярной формы, он дополнительно содержит железокремниймагний-кальциевую лигатуру и алюминий при следующем соотношении компо нентов. мае. %: .10-20 Силикобарий Железо-кремний-магний-кальциевая 35-55 лигатура Стальная 20-30 дробь (Л Остальное Алюминий

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН

4 А (19) (11) З(51) С 21 С 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. 10-20

Силикобарий

Железо-кремний-магний-кальциевая лигатура

35-55

Стальная дробь

20-30

Остальное

Алюминий

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3595434/22-02 (22) 25.05.83 (46) 23.08.84. Бюл. Ф 31 (72) В.Б.Соболев, Б.М.Соболев, С.М.Двоскин, А.И.Царев и С.А.Морозов (71) Липецкий политехнический институт и Липецкий металлургический завод Свободный сокол" (53) 669.168(088.8) (56) 1. Патент Франции У 2224266, кл. С 21 С 1/08, 1973.

2 ° Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3364134/22-02, кл. С 21 С 1/08, 1981. (54) (57) bPHKET ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ

ЧУГУНА, содержащий силикобарий, стальную дробь, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения проч. ности и пластичности чугуна путем получения в нем графита преимущественно вермикулярной формы, он дополнительно содержит железо- кремниймагний-кальциевую лигатуру и алюминий при следующем соотношении компонентов. мас. 7.:

1109442

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к литейному производству, в частности к производству модифицированных чугунов для ответственных отливок. 5

Известен брикет для графитизирующей обработки чугуна, со-ержащий

957 ферросилиция с присадками 1,0157 Ва или 0,5-1,0 Sr (от массы ферросилиция), раздробленного на эер. 1 на размером 1,5-3 мм, и 57 жидкого

° стекла .- в качестве связующего (1).

Однако данный брикет имеет малый удельный вес, плохо смачивается чугуном и неполностью разрушается в расплаве, вследствие чего быстро всплывает на поверхность чугуна и ошлаковывается, что приводит к низкому усвоению модифицирующих элементов и повышенному расходу модификаторов.

Наиболее близким по достигаемому эффекту к предлагаемому является

1брикет (2) для модифицирования чугуна, в состав которого входят следующие компоненты, мас. :

Ферросилиций

ФС-75

17-28

Силикобарий

Стронций

1 0-25

0,5-1, 5

Стальная дробь

30-50

Литейный

35 чугун 15,5-22, 5

Однако брикеты известного состава могут применяться лишь для графитизирующей обработки чугуна. Применяя эти брикеты, можно получать чугун 40 с пластинчатым графитом, что не дает возможности резко увеличить его прочностные и пластические свойства. Введение магния в данные брикеты невозможно иэ-за использования в них в ка- 45 честве связующего жидкого чугуна с температурой 1300-1330 С.

Целью изобретения является повышение прочности и пластичности чугуна путем получения в нем графита преиму- sp щественно вермикулярной формы.

Цель достигается тем, что брикет для модифицирования чугуна, содержащий силикобарий и стальную дробь, до" полнительно содержит железо-кремний- у

-магний-кальциевую (ЖКМК) лигатуру и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас. 7:

10-20

Силикобарий

Лигатура

ЖКИК

35-55

Стальная дробь 20-30

Алюминий

Остальное

Лигатура ЖКИК обеспечивает получение чугуна без пластинчатого графита с высокими прочностными свойствами. При содержании лигатуры ниже

35 мас. 7. (опыт 12) в структуре чугуна появляется пластинчатый графит, что приводит к резкому падению пластичности. При содержании ЖКМК в брике" те свыше 55 мас. (опыт IО) наблюда ется увеличение дымления при модифицировании, увеличение количества шлака, падение температуры чугуна, что недопустимо, При содержании силикобария ниже

10 мас. 7 происходит резкое сокращение длительности модифицирующего эффекта (опыт 6), При содержании силикобария свыше 20 мас. (опыт 4) обраэовывается большое количество шлака, что затрудняет дальнейшую эксплуатацию ковшей. Кроме того, повышение содержания бария в брике-. å свыше 20 мас.. не приводит к нарастанию прочностных свойств, а лишь удорожает брикет.

Содержание дроби в брикете в пре- делах 20-30 мас. 7. обеспечивает наиболее полное усвоение модификаторов °

При содержании дроби менее 20 мас. 7 (опыт 8) брикеты из-за низкого удельного веса всплывают на поверхность чугуна и ошлаковываются. При содержании дроби свыше 30 мас. 7 (опыт 7) иэ-за повышения плотности и теплоаккумулирующей способности смеси ухудшаются условия фильтрации жидкого алюминия при изготовлении брикета. Вследствие этого алюминий не попадает в нижние слои брикета и они осыпаются.

Оптимальное содержание алюминия в брикете составляет 10-20 мас. u обеспечивает в сочетании с лигатурой и силикобарием получение в чугуне графита преимущественно вермикулярной формы. При содержании алюминия свыше

20 мас. 7 при изготовлении брикета происходит его черезмерное разогревание, что приводит к восплаыенению лигатуры KKNK (опыт 1б). При содержании алюминия ниже 10 мас. его не хватает для связывания всей массы

1109442 брикета, вследствие чего нижняя часть последнего осыпается (опыт 14).

Пример. При изготовление брикетов используют силикобарий марки

ФСБА (ТУ-14-5-132-81, с содержанием 5 бария не менее 20Х, кремния 40-75Х, железа не более 30Х), размолотый до фракции 1,5-3,0 мм, лигатуру ЖКМК (ТУ-14-5-39-79, с содержанием кальция

6-9Х магния 6-12Х кремния не менее 10

40Х железо остальное), размолотую до фрахции 10-20 мм, стальную дробь диаметром 1"3 мм (ГОСТ 11964-81 E) и алюминий марки АВ-97 (ГОСТ 295-79Е), Смесь силикобария, лигатуры ЖКМК и стальной дроби помещают в металлические изложницы, рабочие полости которых выполнены в виде цилиндров диаметром 100 и высотой 50 мм. Затем изложницы заливают алюминием при 680-20

700 С. После затвердевания и охлажб дения брикеты извлекают из изложниц и используют для моднфицирования чугуна.

Брикеты известного состава готовят аналогичным способом, используя в них ферросилиций ФС-75, актнвированный стронцием, и в качестве связующего ли. тейный чугун при 1300-1330 С.

Модифицированию подвергают чугун следующего химического состава, Х: С

3,5-3,7%; Si 2,1-2,3Х; Мп 0,5-0,6Х

$ 0,05-0,00X; P 0,10-0,14Х. Расход брикетов на 1 т чугуна составляет во всех случаях, кроме опыта 1 (известный состав), 18 KI В случае применения брикетов известного состава введение их в чугун в количестве свыше 6 кг на 1 т не приводит к повышению прочности.

Результаты модифицирования чугуна приведены в таблице (форма графитовых включений — шаровидная Ш, вермикулярная В, пластинчатая П).

1109442 л Ю л л 1

C)

С0 (V

Ю с»!

Ю

Ю (, Ь

Ю

Ж 1 о а»х

E и Н

О О! л О

Р I I 1 Ф

& RQ 5 5g 1<ч

М а!

3хо

Ю

С»!

i» о

Ю

СЧ

1 ! <0 cd ..! 00 cd 4 О.

%vsô;о, Р» 1 I I !» f"

51 !АЙ!0 ж Оcdжua

1 ОИЮa&

fe 1- и сО 63 сО ю1

С4 Ж!

1 и 1 ! л !

I

1 э о о а

1 Х

1 I I

I 1 I

М l и Ж

D3 м1-к mo авэо им

3 5

М о <6 О хюи сао

I I !

I I 1

1 I I

Ю Ю

С ) С»Ъ С»1 с0

1 .Ф 1

1109442 х х х (!4 Ю х х

Х Р О\

04 Е О !

» иы о

Ф Д

1- V .Э с6

Ю 0

4 cd

И tk 04 о х 1

1 л

«1 х

° эх х

cd X

ccl о о

z а о 3

>> > м 1 о м м

>О

-Ф I

Д л Ю о х х cd х е»

O4-X а

>> >

Ю

-:1 I

>л Ю

Г4, o а

1

1 о а

<0 х х

X&4>2

Р cd C>4 оао!0

4 1- 04

>х х х м

»

«>" 4

I I

1 I

С«4 х о X

Р >Я !

" х

v av и

1 1

I 1

I >Е tn аv5!

d4OXV е ахe

I I

1 I

Д

Ц >О к о ! cd Р

v x о

СЧ

Ю

С»4

Ю

С>4

2 1 >х

X "х 4

Ю (»4

I 1

1 4 00 d

В 0 4 Е О т» I I I а м м! >х х х ц аca

Хо 4V

U М >О!

I Й о, И

P I

>о-, 1

0! 1!

» 1

d4 1

Х 1 х! I о1 о, 1

I >44

ХО04 и х х р

O44ÛМ х

o -

cd 1

Е !

I л (б

Е 1

04 1

1 М I

Р 1

lO 1

04 I

1 cd I

1 Е 1 и о!

) г

03 03 х йй л

1 2 л л 4)

04 х и 3 ож сс> О сч м

00 Л 00 л л л о

О 00

00 а м м

Б

С> о а о

° — 00 00

1 1 1 1

1 I I 1

1 I 1 о o o o м м м

Ш Р О

» ° ° о

o o о о

0 4 С 4 С»4 (»4

» сч м

» »» о

I"

d4 1

Х 1

Х 1

Q I

lO 1

1

1

1109442

Составитель О.Веретенников

Редактор И.Николайчук Техред Т.Маточка Корректор И.Зрдейи

Заказ 6006/19 Тираж 540 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

Как видно из приведенных в таблице даннык, брикеты предлагаемого состава обеспечивают в чугуне получение графита вермикулярной и шаровидной формы (опыты 2, 5, 9 ° 1 1, 1 3 ° 1 5) ° что приводит к увеличению прочности чугуна на 35-60Х и возрастанию относительного удлинения до 4,9Х.

Использование брикетов предлагаемого состава для модифицирования чугуна дает воэможность, по сравнению с иэвестньм, значительно повысить прочностные и пластические свойства чугуна ° Брикеты рекомендуется применять для ковшевой обработки чугуна. Зкономический эффект от применения брикетов составляет 2,6 руб.на 1 т отливок.