Способ модифицирования чугуна

 

СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА, включающий загрузку на дно, ковша комплексного модификатора и легкоплавких добавок и последующую заливку в ковш жидкого чугуна, отличающийся тем, что, с целью повьшения степени усвоения комплексного модификатора, уменьшения газовьщеления и пироэффекта , а также ликвида:ции выбросов из ковша и повьшхения механических свойств чугуна, загрузку комплексного модификатора на дно ковша осуществляют в два приема вначале загружается смесь, которая представляет собой измельченный модификатор и легкоплавкие флюсующие добавки в соотношении 10-45:1 с расходом модификатора 65-85% от необходимого на плавку, после чего загружается остальной модификатор , на который наносится слой водорастворимого неорганического связующего, прогреваемого перед заливкой в ковш чугуна до температуры 400-980с.

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 21 С 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3748199/22-02 (22) 01.06.84 (46) 23.12.85. Бюл. У 47 (71) Институт проблем. литья АН УССР (72) В.Г.Горенко, О.И.Шинский, В.N.Ãîëîâàíîâ, Н.В.Манойло и Б.О.Черняк (53) 621;745(088.8) (56) Патент Франции 9 2034822, кл. С 21 С 1/10, 1971.

Авторское свидетельство СССР

9 986931, кл. С 21 С 1/10, 1981. (54)(57) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ

ЧУГУНА, включающий загрузку на дно ковша комплексного модификатора и легкоплавких добавок н последующую заливку в ковш жидкого чугуна, отличающийся тем, что, с целью повышения степени усвоения комплексного модификатора, уменьшения газовыделения и пироэффекта, а также ликвидации выбросов из ковша и повышения механических свойств чугуна, загрузку комплексного модификатора на дно ковша осуществляют в два приемавначале загружается смесь, которая представляет собой измельченный модификатор и легкоплавкие флюсующие добавки в соотношении 10-45:1 с расходом модификатора 65-85Х от необходимого на плавку, после чего загружается остальной модификатор, на который наносится слой водорастворимого неорганического связующего, прогреваемого перед заливкой в ковш чугуна до температуры 400-980 С.

1199802 2

Изобретение относится к металлур-

Гии, конкретно к литейному производству, в частности к обработке чугуна в ковше комплексными модификаторами.

Цель изобретения — повышение степени усвоения комплексного модификатора, уменьшение газовь|деления. и пироэффекта, ликвидация выбросов из ковша и повышение механических свойств чугуна.

В предлагаемом способе первый слой, состоящий из смеси мелкоизмельченного модификатора и легкоплавких флюсующих добавок, обеспечивает определенную степень спекания гранул модификатора и предотвращает их приваривание к футеровке ковша. Если соотношение измельченного модификатора и легкоплавких флюсующих добавок меньше 10: 1, то количество флюсующих добавок оказывается бопьшим и комплексный модификатор не спекается, а его гранулы легко всплывают в жидком. чугуне. При увеличении соотношения больше 45:1 гранулы модификатора легко спекаются между собой и привариваются к футеровке стенок ковша. Количество комплексного модификатора, входящего в состав смеси первого слоя, должно составлять 65-857 от оптимального расхода модификатора, необходимого для полу. чения в чугуне шаровидной формы графита. Если его количество меньше 65% то второй слой модификатора сильно спекается, тем самым замедляется скорость его растворения в чугуне и частично привариваетI ся к футеровке ковша, При увеличении содержания модификатора в первом слоя больше 85% значительно умень,шается толщина слоя модификатора второго спекающего слоя и это приводит к увеличению скорости растворения модификатора, быстрому всплыванию гранул модификатора второго слоя, что вызывает появление пироэффекта. и газовыделения.

Оптимальное количество комплексного модификатора, расходуемого на верхний слой, составляет 15- 357. что обеспечивает повышение температуры спекания поверхностного слоя и уменьшение его смывания струей чугуна, поступающего в ковш. Если количество комплексного модифи5

1О

45 катора меньше 157, то на поверхности образуется тонкий слой спекшейся поверхностной корки модификатора, поэтому он быстро растворяется и мало влияет на время растворения двух модифицирующих слоев. При увеличении во втором слое количества модификатора больше 357 увеличивается степень спекания модификатора непосредственно на дне ковша и это приводит к снижению степени усвоения модификатора чугуном.

На поверхность второго слоя наносится водорастворимое неорганическое связующее. В качестве такого связующего может использоваться жидкое стекло, алюмофосфатные связки с различными наполнителями и др. неорганические материалы.

Использование неорганических связующих, которые затеи нагревают до определенных температур, позволяет связать поверхность второго слоя гранул комплексного модификатора.

Кроме того, обладая теплоизоляционными свойствами, образующаяся корочка уменьшает скорость прогрева и .спекания модификатора и, в конечном счете,.его растворение.

Для обеспечения испарения воды из неорганического связующего и спекания его с целью создания на поверхности второго слоя комплексного модификатора достаточно прочной и теплоизоляционной корочки, .слой водорастворимого неорганического связующего газовым факелом прогревавают до 400-980 С. Если температура прогрева меньше 400 С, то не обеспечивается образование прочной поверхностной теплоизоляционной короч— ки и она легко размывается поступающим в ковш чугуном. При увеличении температуры прогрева выше о

980 С в атмосфере воздуха возможно возгорание модификатора, что уменьшает эффективность действия на чугун.

Пример. Исходный чугун плавят в высокочастотной индукционной печи ИСТ-0,16. После расплавления и перегрева до 1460-1480 С чугун о выдерживают и при достижении им температуры 1420-1440 С выливают в о ковш, в который предварительно загружают модификатор и необходимые присадки. Химический состав исходного чугуна следующий мас.7.:

99802 4 до 73,0-74,2Х, увеличить предел проч ности при растяжении чугуна с 52,3-..»:

53,6 до 576-612 ИПа и относительное удлинение с 2,7-2,9 до 5,9-8,0Х.

При этом отмечено уменьшение газовыделения и пироэф@екта, а также ликвидированы выбросы чугуна из ковша.

Ожидаемый экономический эффект

10 от использования предлагаемоГо способа модифицирования по сравнению с известным способом за счет повы- . шения степени усвоения модификатора на 10-15Х. повышения прочностных

15 свойств чугуна на 5-83 и уменьше= ния расходов на вентиляцию составляет 4,17-5,26 руб. на 1 т годного .литья из чугуна с шаровидной формой графита. о f

Показатели для способа

3 11 углерод 3,38-3,46; кремний 1,б4-1.73, марганец 0,27-0,32 хром О;04-0,07; никель 0,03-0,06, медь 0,17-0,26; фосфор 0,06-0,09, сера 0,02-0,03 остальное железо и примеси, В качестве модификатора используют ЖКИ-2 с содержанием 5,7-5,8Х магния. Крупность фракций модификатора 0,5-8мм., Крупность фракций легкоплавкого флюса = плавйкового шпата 0,02-1 мм.

Данные по составу модифицирующих смесей и способов их загрузки в ковш приведены в таблице. оАнализ данных таблицы показывает, что по сравнению с известным исполь» зованием предлагаемого способа моди фицирования позволяет повысить усвоение магния при растворении комплексного модификатора с 57,4-64,2

«ЧВ -3Характеристика предлагаемого

4 5 6,7 известного (г

Первая порция. модифицирующей смеси:

I, а) количество

ЖКМ-2,% о

80 98,0 97,8 95,4 93,3 90,9 90,0

60 крупность фракций, мм

0,5-3 0,5-3,5 0,5-5 0,5-5 0,5-5 0,5-5 0,5-5 0,5-5 б.) количество плавикового шпа- ., та,X

2эО, 2э2 4э6 6е7 9э 1 10в0

40.

20 в) количество мо-., дификатора его общего расхода . для модифицирования,Ж

Ь

60 65 72 78 85 90

100

100 Вторая порция модификатора . а) количество

ЖКИ-2 от его общего расхода для модифицирования,%

40 35 28 22

15 10 крупность фракций,мм.0,5-8 0,5-8 0,5-8 О,S-8 0,5-8 0,5-8 крупность фракций,мм 0 01-0 05. 0,01"0 05 0,02-! О, 02-1 0,02-1 0,02-1 0,02-1 0,02-1

1199802

Продолжение таблицы

Показатели для способа предлагаемого

Характеристика известного

3 4 5 6 7 8

1 2

1.4 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

1в6

0,8 1 2 1 8 114 1 6 1 0

1000 400 980 650 800 380

Степень усвоения магния,%

57,4 68,3 73,0 73,4 74,0 74,3 67,4

64,2

Предел прочности при растяжении,МПа 523

612 565

536 557 576 581 603

Относительное удлинение,X

8,0 4,8

2,9 4,3 6,1 5,9 6,4

2,7

233 237 235 233 230 227 230

227

П85 П85

Пд0,5 Пд0,5

П85 П85

Пд0,5 Пд0,5

Составитель О. Веретенников

Редактор Н. Гунько Техред З.Палий КорректорС.Черни

Заказ 7796/30 . Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 2Ьсква, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Общий расход KKM-2 для модифицирования чугуна,7

Слой жидкого стекла наносимого на по- верхность модификатора,мм

Температура прогрева теплоизолирующего поверхностного слоя, С

Твердость (НВ), кгс/мм

Характеристика металлической матрицы

Характеристика графитовых включений

П92

Пд1, О

Ц2

Гф1 1

Г12

Граз

П92

Пд1, 0

Ц2

Гф11

Г12

Граз

П92 П85

Пд1,0 Пд0,5

Ц2

Гф12 Гф13

Г10 Г10

Граз Граз

45 25

Гф13 Гф13 Гф13 Гф12

Г10 Г10 . Г10 Г10

Граз Граз Граз Граз

25 25 25 25