Способ модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом и устройство для его осуществления

 

Изобретение, относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано при получении высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом , работающего в условиях тепловых ударов, например кокильной оснастки, деталей двигателей и термических печей. Цель изобретения - повышение стабильности модифицирования , качества чугуна, экстшуатационной надежности в условиях теплосмен с нагревом до 350-550 С и повышение стабильности модифицирования путем более полного растворения моди-i фикатора и гомогенизации расплава. Способ модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом включает первичное модифицирование графитизирующими лигатурами, присаживаемыми на дно ковша перед заливт кой расплава, вьщержку в ковше, скачивание шлака и вторичное модифицирование механическими смесями. .При первичном модифицировании в расплав совместно с лигатурами вводят гомогенизирующие присадки в количестве 0,2-3,0% от массы металла, а вторичное модифицирование проводят в гомогенизационной камере литейной формы сфвроидизирующими добавками, смешанными с плавиковым шпатом. Устройство для осуществления способа модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом включает литниковую чашу, реакционную камеру, входной и выходной стояки, литниковые каналы и стопор. Устройство дополнительно содержит гомогенизационную камеруj отделенную от реакционной камеры перегородкой с вьтускными литниковыми каналами, снабженной подвижным затвором, причем высота гомогенизационной камеры равна 2-6 высотам реакционной камеры, а площадь поперечного сечения выходного стояка - 0,7-1,0 площади поперечного сечения выпускного литникового канала. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл. « (Л со 00 00 4: 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ГЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4139027/31-02 (22) 27.1О.86 (46) 15.04.88. Бюл. У 14 (71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР и Гомельский литейный завод "Центролит" (72) А.П.Мельников, М.И.Карпенко, Е.И.Бельский, Е.И.Марукович, Б.В.Одарченко, П,В. Сысоев, и N.M.Áëèçíåö (53) 669.046 (088 ° 8) (56) Заявка Японии Р 57-11374, кл. С 21 С 1/1О, опублик. 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 10444410, кл. В 22 С 9/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР

9 738747, кл. В 22 С 9/08, 1978. (54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА С BEPNHKYJMPHblH ГРАФИТОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано при получении высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом, работающего в усло\ виях тепловых ударов, например кокильной оснастки, деталей двигателей и термических печей. Цель изобретения — повышение стабильности модифицирования, качества чугуна, эксплуатационной надежности в условиях тело лосмен с нагревом до 350-550 С и повышение стабильности модифицирования

„„SU,, f388435 А1 (ц 4 С 21 С 1/10, В 22 С 9/08, В 22 D 27/00 путем более полного растворения моди фикатора и гомогенизации расплава.

Способ модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом включает первичное модифицирование графитизирующими лигатурами, присаживаемыми на дно ковша перед залив-,. кой расплава, выдержку в ковше, скачивание шлака и вторичное модифицирование механическими смесями..При первичном модифицировании в расплав совместно с лигатурами вводят гомогенизирующие присадки в количестве

0,2-3,0% от массы металла, а вторичное модифицирование проводят в гомогенизационной камере литейной формы сфвроидизирующими добавками, смешанными с плавиковым шпатом. Устройство для осуществления способа модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом включает литниковую чашу, реакционную камеру, входной и выходной стояки, литниковые каналы и стопор. Устройство дополнительно содержит гомогенизационную камеру, отделенную от реакционной камеры перегородкой с выпускными литниковыми каналами, снабженной подвижным затвором, причем высота гомогенизационной камеры равна 2-6 высотам реакционной камеры, а площадь поперечного сечения выходного стояка—

0,7-1,0 площади поперечного сечения выпускного литникового канала. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1 388435

П:Зобре Гение относится к Meталлур гин и литейному производству и может быть использовано при получении высоколрочного чугуна с вермикулярным графитом, работающего н условиях тепловых ударов, например кокильной оснастки, деталей двигателей и термических печей.

Цель изобретения — повьш ение ста— бильности модифицирования, качества чугуна, эксплуатационной надежности в условиях теплосмен с нагревом до

350-550 С и повышения стабильности модифицирования путем более полного 15 растворения модификатора и гомогениэации расплава.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство включает литниковую ча- 20 шу 1, входной стояк 2, литниковый канал 3, реакционную камеру 4, стопор

5, выходной стояк 6, выпускные литниковые каналы 7, гомогенизационную камеру 8, перегородку 9, подвижный за- 25 твор 10. Выходной стояк 6 связан с полостью литейной формы (не показана}. Устройство выполняют из формовочных смесей. Перегородку 9 и подвижный затвор 10 выполняют из огне- ЗО упорных материалов.

Устройство работает следующим образом.

Рас, прошедший первичное модифицирование графитизирующими лигатурами и гомогенизируюшими присадками, из разливочного ковша (не показан) заливают в литниковую чашу i îòêóäà он через входной стояк 2 и литниковый канал 3 поступает в полость реакционной камеры 4, в которой предвариельно размещакт сфероидизирующие добавки смешанные с плавиковым шпатом. Расплав, проходя над модификатором, растворяет его и через выпускные 4 литниковые каналы 7 перегородки 9 поступает в гомогенизационную камеру 8.

Подвижный затвор 10 в начале устанавливают таким образом, чтобы верх его отверстия совпадал с верхом первого канала 7 перегородки 9 (как показано на чертеже). В этом случае модифицированный расплав поступает в гомогенизационную камеру через верхний канал перегородки, По мере растворения модификатора и опускания уровня рас, пляьа до верха второго канала 7 опускают подвижный затвор 10 и постепенно пегекрывают верхний канал, открывяя одновременно второй, и нр 1ну<.кя— ют модифицированный рясплав н гомогенизяциониую камеру. По мере растворения модификатора подвижный затвор опускают еще на один канал и т.д. до полного завершения процесса модифицирования. обеспечивая тем самым послойное равномерное растворение модификатора. Количество каналов и расстояния между ними выбирают в зависимости ст размеров реакционной камеры, рода и фракции модификатора с расчетом полного его растворения.

Расплав, поступающий в гомогенизационную камеру, перемешивается, усредняется по составу, неметаллические включения всплывают. После заполнения гомогенизационной камеры вынимают стопор 5 и металл через выходной стояк 6 поступает в полость литейной формы. Процесс модифицирования продолжается до полного израсходования модификатора и заполнения литейной формы.

При высоте гомогенизационной камеры менее 2 высот реакционной камеры усреднение состава и гомогенизация расплава недостаточны, а при увеличении высоты ее более 6 раз сних<аются литейные свойства чугуна и стабильность его состава и свойств.

Площадь поперечного сечения выходного стояка равна 0,7-1,0 площади поперечного сечения выпускного литникового канала. При таком соотношении площадей поперечных сечений, которые определены экспериментально, создаются оптимальные условия для гомогенизации, перемешивания и повышения качества чугуна в отливках. При соотношении их менее 0,7 снижается модифицирующий эффект и эксплуатационная стойкость отливок, а при соотношении их более 1,0 снижается стабильность качества модифицированного чугуна и структуры чугуна в отливках.

Проводят опробование способа модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом по известному процессу и предлагаемому. Применяют чугуны заэвтектического состава, выплавляемые дуплекс-процессом: коксогазовая вагранка — индукционный миксер. Расплав в ковше модифицируют лигатурами, содержащими РЗИ (ФС ЗОР113) и гомогенизирующие присадки «зотиро1388ч35 ванного карбида кремния, в количестве

0,2-37 от ма=ñ""û металла.

В табл ° 1 приведены данные о количествах используемых присадок при первичном и вторичном модифицировании, химических составах модифицированных чугунов и характеристиках стабильности модифицирования чугуна и

его загрязненности неметаллическими включениями.

В качестве гомогенизирующих присадок при осуществлении предлагаемого способа используют азотированный карбид кремния, содержащий 3,5 мас. . азота.

В табл. 2 приведены данные о механических и эксплуатационных свойствах чугунов в отливках в зависимости от количества гомогенизирующей присадки в ковш и изменения конструктивных параметров реакционно-гомогенизационного устройства для вторичного модифицирования смесью сфероидизирующих магнийсодержащих (9,8% магния) присадок и плавикового шпата.

Как видно из табл. 1 и 2, предлагаемый способ модифицирования чугуна обеспечивает более высокую стабильность модифицирования, качества чугуна и высокую эксплуатационную стойкость в условиях теплосмен чем базовый способ модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом.

Применение предлагаемого способа для получения высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом обеспечивает повышение эффективности модифицирования, качеств чугуна, что позволяет снизить расход модификаторов и лигатур на 20-45 . формула изобретения

1. Способ модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом, включающий первичное модифицирование графитизирующими лигатурами, присаживаемыми на дно ковша перед заливкой расплава, выдержку в ковше, скачивание шлака и вторичное модифицирование смесями, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения стабильности модифицирования, качества чугуна и эксплуатационной надежности в условиях теплосмен с на гревом до 350-550 С, при первичном модифицировании в расплав совместно с лигатурами вводят гомогенизирующие присадки в количестве 0,2 — 3 07 от массы металла, а вторичное модифицирование проводят перед литейной формой сфероидизирующими добавками, смешанными с плавиковым шпатом.

2 ° Устройство для модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярным

Ф графитом, содержащее литниковую чашу, реакционную камеру, входной и выходной стояки, литниковые каналы и стопор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества чугуна и повышения стабильности модифицирования путем, более полного растворения модификатора и гомогенизации расплава, оно дополнительно содержит гомогенизационную камеру, отделенную от реакционной камеры перегородкой с выпускными литниковыми каналами, снабженной подвижным затвором, причем высота гомогенизационной камеры равна 2-6 высоты реакционной камеры, а площадь поперечного сечения выходного стояка — 0,7-1,0 площади поперечного сечения выпускного литникового канала.

1388435

N O о о о

© ° а а о о

Ю в о а о о е в а о о о

4Ч ф

3 8 о

I о о

Ь N 44 о о о а а е о о о а о о а ° \ о о о ь а о

° n о в

Ю и

О 4а4 е е о о а а а о о л 4м о

Е R о.о

N lh Y о о о в а е о о о о

° е о

4 Ъ о

Е е е

Е 44 о е R

С4 О

4Ч о а а о о

4 о е» «Ъ

° * е» О а л в а о о с4 Фъ в Р

С4 О а 4

Ю I

4 е ач е о Ф 0 е е е о о о

° 4 О

a a о о

Фч о 3

C»4 N

° » е * о о

Ф4 44Ъ О а а а е» в- IA е а о сч

ФЧ е о

М

ИЪ О е» М а в а а

О © О С4

44 о а о © ф а - Л IC4 Л

4Ч « Cl N в а е е а е о о о о о о

OO 44 ЯЪ У» ф 4М Ol а ° а а а

Ф4 О4 N С4 4 4 N «

Ю »Ъ Л C4I

a . a R в R а

РЪ 4ЮЪ 444 «Ъ «Ъ»е

«4 4 j 44 4«Ф Ф Ф л 13 а.".3

В

В р о

4 1 5 (3 g ф Ol

1388435

Теплица 2

ЭксплуТе

Стаоильность

Соотнонеиие высот

Кеханические свойства

Количество гомоСоотноееине площадей выходного стоОпыт атапнf онная стойческ ударяая, вяэкость, /la/

Относительное напр вени она гоиогениаацнонной г«иилируюшей присадки в коеФ, 2 елел. очкачества, 2 яка и выпускных отверстий перегоропки при испытании кость циклов удлинение, и и реакционной кастн, ТТТ! а мер при испытании

1 (известный) 28

418

310 68

126 Вв

88 96

64 94

ЗОО 71

130 85

292 7О

274 76

0,6

1,О

3,5

435

5 ° 2

565

Т,0

О,7

462

0,2

6 ° 3

0,В

3,5

486

I>5

6,1

502

638

6,0

З,o

1,0

3,7

439

2,о зо

О,1

0,6

441

3,2

532

6,0

45О

4,8

1,2

435

3,6

437

0,6, 1,0

0,1

475 э

З,2

7,О.3,5

1,3

445

Составитель А.Иинаев

Редактор П.Ктттитулннец Техред А.Кравчук Корректор H. Ko 0 7, Заказ 1549/28 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-по:тиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4