Способ получения высокопрочного чугуна

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА, включающий укладку на дно ковша магнийсодержащей лигатуры, покрытие ее железосодержащим защитным слоем и заливку расплава чугуна в ковш, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени усвоения магния, устранения пироэффекта , сокращения энергетических потерь и повышения механических свойств отливок, железосодержащее защитное покрытие перед, вводом в ковш охлаждают до 243-263 К и вводят его в ковш в количестве 0,02-0,04 от массы заливаемого чугуна.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А (19) (10 (5ц 4 С 21 С 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3752560/22-02 (22) 13.06.84 (46) 30.11.85 ° Бюл. № 44 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) В.Г.Горенко,.О.И.Шинский и И.С.Григорьева (53) 621.745(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 785364, кл. С 21 С 1/10, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 985053i кл. С 21 С 1/10, 1982. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА, включающий укладку на дно ковша магнийсодержащей лигатуры, покрытие ее желеэосодержащим защитным слоем и заливку расплава чугуна в ковш, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени усвоения магния, устранения пироэффекта, сокращения энергетических потерь и повышения механических . свойств отливок, желеэосодержащее защитное покрытие перед, вводом в ковш охлаждают до 243-263 К и вводят его в ковш в количестве 0,02-0,04 от массы заливаемого чугуна.

1194892 1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Целью изобретения является увеличение степени усвоения магния, устранение пироэффекта, сокращение энергетических потерь и повьппение механических свойств отливок.

Поставленная цель достигается тем, что защитное покрытие, наносимое на магнийсодержащую лигатуру, в количестве 0,02-0,04 от массы металла перед вводом в ковш охлаждают до температуры 243-263 К.

В результате образования стабиль ного покрытия на поверхности модификатора, состоящего из железосодержащего покрытия и закристаллизовавшегося на его поверхности и в поровом пространстве чугуна, охлажденного на поверхности железосодержащего покрытия до температуры кристаллиза-. ции за счет дополнительных тепловых потерь на его поверхности, позволяет исключить двухстадийную обработку чугуна, снизить энергетические потери, повысить эффективность модифицирования, степень усвоения магния, устранить пироэффект за счет смещения реакции модификатора с жидким чугуном к моменту заполнения ковша расплавом до необходимого уровня.

Длительность смещения начала реакции определяется протеканием следующих процессов: намораживания корочки чугуна на переохлажденном покрытии, перегрева образовавшейся корочки покрытия до температур испарения и растворения модификатора. 3а это время расплавленный чугун успевает заполнить ковш до такого уровня, когда создаваемое им металлостатическое давление обусловит протекание взаимодействия лигатуры с чугуном в объеме расплавленного чугуна, т.е. в безокислительных условиях, что и обеспечивает, высокую степень усвоения магния, взаимодействие без пироэффекта и высокую стабильность процесса. Если температура охлаждения защитного покрытия больше 263 К, то происходит прогрев защитного слоя, взаимодействие чугуна с лигатурой начинается раньше, чем в ковше будет накоплен необходимый объем металла, в результате будет иметь мес- то неполное использование сферо5

55 идизирующего эффекта лигатуры из-за всплывания ее на поверхность чугуна и сгорания ее со значительным пироэффектом.

Если температура охлаждения защитного покрытия меньше 243.К; то происходит удлинение процесса модифицирования за счет большего времени прогрева слоя защитного покрытия и лигатуры до температуры взаимодействия.

Если защитное покрытие будет составлять по массе меньше 0,02 от массы металла, то эффект воздействия охлажденного защитного покрытия будет практически отсутствовать из-за недостаточного теплосодержания покрытия.

Если защитное покрытие по массе больше 0,04 массы металла, будет иметь место увеличение продолжительности процесса модифицирования за счет большего времени прогрева за— щитного слоя и лигатуры до температуры .взаимодействия.

Пример. Выплавляли чугун в индукционной печи ИЧТ-6.

Расплав чугуна состава, по массе: углерод 3,35-3,40; кремний 1,71,8; марганец 0,25-0,30; фосфор

0,07-0,08; сера 0,03-0,04, перегрев али до 1 420 — 1 4 30 ОС.

Сфероидизирующее модифицирование осуществляли в 1,5-тонном ковше,прогретом предварительно до 700-800 С.

В качестве сфероидизирующего модификатора использовали лигатуру ЖКИ-2 (ТУ 14-5-37-74). Охлаждение защитного железосодержащего материала (дробь ДСК 05 ГОСТ 11964-66) осуществляли в холодильной камере до температуры 243-263 К. При осуществлении модифицирования по предложенному способу модификатор в количестве 1,3

1,7 от массы металла помещали на дно ковша и накрывали его предварительно охлажденным желеэосодержапим покрытием. Обработанный чугун при

1 370-1390 С заливали в формы для получения литых стандартных образцов (клиновидная проба). При осуществлении модифицирования по известному способу на дно ковша помещали 1,5-2,0 . модификатора и производили двухстадийную заливку чугуна в ковш.

Результаты опытного опробования способов получения высокопрочных чугунов приведены в таблице.

3 1 194892 4

Предложенный способ получения вы- ровании на 7-10 кВт/ч, одновременно сокопрочного чугуна по сравнению с повысить прочность чугуна на 9-13Х известным способом позволяет повы- пластичность на 11-14Х. Ожидаемый сить степень усвоения магния на 11- экономический эффект составляет 5,2137, исключить пироэффект, уменьшить 7,6 руб. на т годных отливок из энергетические потери при модифици- ВЧШГ.

Способ получения высокопрочного чугуна

Параметры способа

Предложенный

Известный

9 10 11

1 2 3 | 4

Расход лигатуры от массы жидкого чугуна,X 1,5 1,7

Температура охлаждения железосодержащего защитного покрытия, К покрытия, X. от массы жидко

ro чугуна

Степень усвоения магния,7.

42 36 58 53

45

58 58

52 31 21

Энергетические потери при модифицировании чугуна, кДж. 1Оз

40 0

».

11,1

58 0 ь

16,0

39 0 а.

10,9

50 0 т

14,0

58 0 т

16,0

39 6

11,0

40 1

11,2

40 0

11,1

40 6

11,3

40 5

11,3

55 0

15,2 квт-ч

Наличие пироэффекта и

Нет Нет Нет Нет Нет Есть

Есть Есть Нет дымовыделения

Нет

Нет

Масса защитного железосодержащего

Остаточный в чугуне магний, X

2,0 1,3 1,5 1,7 1,3 1,5 1,7 1,7 1,7

263 250 263 243 250 263 263 268

0,01 0,02 0,02 0,04 0,04 0,04 0,05 0,04

0,038 0,046 0,050 0,035 0,052 0,054 0,045 0,052 0,053 0,032 0,021

1194892

Ь

Продолжение таблицы

Параметры

Физикомеханические свойства

Проч- ность, 4,NIIa 590 575 546 620 640 654 637 645 668 486 270

Пластичность d, Е

Составитель К.Сорокин .Редактор М.Недолуженко Техред Т.Дубинчак Корректор И.Эрдейи

Заказ 7382/30 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Твердость, НВ

Способ получения высокопрочного чугуна

25 30 45 54 51 495 57 56 52 34 12

235 229 229 207 217 229 210 217 221 207 235 филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4