Способ получения высокопрочного чугуна

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении вэ1сокопрочного чугуна. Цель изобретения - увеличение степени усвоения сфероидизирующих элементов , снижение расхода модификатора при сохранении уровня свойств чугуна . Предложенный способ включает выплавку чугуна исходного состава в тигле индукционной печи, переключение печи, отбор жидкого чугуна в ковш в количестве 0,2-0,5 номинальной емкости тигля, присадку в оставшийся расплав сфероидизирующей присадки , включение печи на 1-5 мин при подводимой мощности к индуктору печи, равной 0,7-0,95 от номинальной мощности трансформатора, возврат в тигель печи ранее отлитого расплава чугуна и выдержку жидкого металла 2-20 мин при выключенной печи. Растворение сфероидизирующей присадки при заполнении тигля печи на О,5-0,8 его, номинальной емкости, подвод к печи в этот момент мощности 0,7-0,95 от номинальной мощности трансформатора обеспечивают повышение степени усвоения сфероидизирушщего элемента в 2-2,8 раза, а также сокращение расхода модификатора на 20-40%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. g (Л САЗ СО со со

COlO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

49 А1 (39) (Н1 (51)4 С 21 С 1 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3972199/23-02 (22) 01. 11.85 (46) 30.05.88. Бкд, М 20 (71) Научно-производственное объедине" ние технологии машиностроения

:ЦНИИТМАШ: (72) В.В. Андреев, Н.Н, Апександров, Л.С. Капустина, Н.Г. Кульбачко, А,Н. Капилевич и В.Г. Дмитренко (53) 621.745(088.8) (56) Справочник по чугунному литью.

Под ред. Н.Г. Гиршова, Л.: Машиностроение, 1978. с. 250.

Попов В.М. и др. Технологические особенности модифицирования чугуна цериево-иттриевым силикомишметаллом.

Литейное производство, 1974, У 10, с. 4-.7. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО

ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлур гии и может быть использовано при получении вь(сокопрочного чугуна.

Цель изобретения — увеличение степени усвоения сфероидизирующих элементов, снижение расхода модификатора при сохранении уровня свойств чугуна. Предложенный способ включает выплавку чугуна исходного состава в тигле индукционной печи, переключение печи, отбор жидкого чугуна в ковш в количестве 0,2-0 5 номинальной емкости тигля, присадку в оставшийся расплав сфероидизирующей присадки, включение печи на 1-5 мин при подводимой мощности к индуктору печи, равной 0,7-0,95 от номинальной мощности трансформатора, возврат в тигель печи ранее отлитого расплава чугуна и выдержку жидкого металла

2-20 мин при выключенной печк. Растворение сфероидизирующей присадки при заполнении тигля печи на 0,5-0,8

его. HoìèíàëüHoA емкости, подвод к печи в этот момент мощности 0,7-0,95 С„ от номинальной мощности трансформатора обеспечивают повышение степени усвоения сфероидизирующего элемента в 2-2,8 раза, а также сокращение расхода модификатора на 20-40X. l з.п. ф-лы, 2 табл.! 399349

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке способов получения высокопрочного чугуна (ЧШГ и ЧВГ ) .

Цель изобретения — увеличение степени усвоения сфероидиэирующих элементов, снижение расхода модификатора при сохранении уровня свойств модифицированного чугуна. I0

Изобретение иллюстрируетея примерами конкретного выполнения, Выбор режимов и параметров операций в предлагаемом способе заключается в следующем. 15

Неполное заполнение тигля печи (при предварительном отборе 20-50Х расплава) при указанной мощности индуктора позволяет резко интенсифицировать движение имеющегося жидкого 26 металла на зеркале ванны за счет изменения характера движения расплава и значительного увеличения высоты мениска, образующегося от воздействия электромагнитных сил, в результате чего резко ускоряется (в 3-10 раз) растворение присадки и обеспечивается необходимая полнота усвоения элементов сфероидизаторов из нее и заданная форма графита в чугуне. 30

Заполнение тигля до нужной величины обеспечивается предварительным отбором части исходного расплава, которая затем возвращается снова в печь после полного растворения сфероидизи- 3> рующей присадки, или сглазу выплавкой необходимого количества металла из шихты, что, с точки зрения экономики плавки, не всегда рационально иэ-за больших потерь электроэнергии при 40 плавке в неполной печи. Количество присадки дается с учетом общей массы получаемого чугуна.

Минимальный отбор металла 0,2 объема тигля или верхний предел степени наполнения тигля обусловлен началом резкого увеличения скорости движения металла на зеркале ванны за счет изменения его уровня по отношению к индуктору. Заполнение тигля более 0,8 номинального объема приводит к ослаблению интенсивности перемешивания верхних слоев металла и, следовательно, к низкому усвоению сфероидизирующих элементов иэ лигатур.

Максимальный отбор металла (0,5 объема) или нижний предел наполнения тигля ограничен необходимым минимальным объемом металла, способным растворить всю присадку с минимальными потерями на угар элементов и при смешении с исходным чугуном (в случае предварительного отбора части металла), обеспечить получение заданной (вермикулярной или шаровидной) формы графита, а также условиями эксплуатации электрической части печи и сохранности футеровки тигля.

Мощность электрического тока, подводимого к индуктору, равная 0,700,95 от номинальной мощности трансформатора электропечи, обеспечивает интенсивное движение металла на зеркале ванны и соответственно быстрое

1 растворение присадки, что, предотвращает:угар Р3М и магния и обеспечивает стабильное получение графита заданной формы.

Нижний предел (0,70) подводимой мощности при обработке расплава присадкой обусловлен минимально необходимым уровнем, обеспечивающим интен-. сивное движение металла на зеркале ванны. При подводе меньшей мощности движение металла резко замедляется и не обеспечивает быстрого растворения присадки.

Верхний предел (0,95) подводимой мощности. ограничен электрическими характеристиками промышленных печей и использовать большую мощность, как правило, просто невозможно.

Выдевжка расплава в течение

2-20 мин после растворения сфероидизирующей присадки пои выключенном индукторе способствует более полному удалению из него Heìåòàëëè÷åcêèõ (шлаковых) включений, являющихся продуктами рафинирования металла в результате взаимодействия сфероидизирующей присадки с расплавом.

Минимальное время этой гомогенизирующей выдержки (2 мин) выбрано из условий полноты протекания процесса коагуляции и всплывания на поверхность ванны большей части шлаковых частиц с образованием слоя шлака.

Зто время достаточно для обоих вариантов обработки, т.е, как с добавлением части предварительно отлитого исходного расплава, так и, естественно, без такой доливки.

Верхний предел длительности выдержки ограничен началом интенсификации пропесса окисления элементов-сфероидизаторов из расплава эа счет взаимодействия с футеровкой и кислородом воз1399349

20 духа с зеркала ванны благодаря естественному конвективному движению металла в тигле.

Предлагаемый способ позволяет по5 лучать высокопрочный чугун как с вермикулярным, так и с шаровидным графитом, что достигается применением соответствующих присадок: РЗМ или магнийсодержащих лигатур. l0

Исходная температура чугуна выбирается такой, чтобы обеспечить требуемую температуру заливки чугуна в литейные формы с учетом догрева при растворении присадки и потерь при вьг- 15 держке в печи, переливе в разливочный ковш и выдержки в нем, связанной с проведением необходимых операций перед заливкой металла в форму.

Исходный чугун плавили в 8- и

25-тонных тигельных печах LFD-8 и

LFD-25 на шихте, состоящей из чушковых чугунов, чугунного лома и ферросплавов. Для получения высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом при- 25 меняли РЗМ-.содержащую лигатуру марки

ФСЗОРЗМЗО (ТУ 14-5-136-81) s количестве 0 8-1,0, Шаровидную форму графита (при обработке в 8-тонных печах) получали с помощью лигатуры ЖКМК-6 (ТУ 14-5-39-80), расход которой составил 2,5-3 от массы получаемого чугуна.

Лигатуры в виде кусков 30-150 мм вводили на зеркало металла в тигель

35 печи при различном количестве предварительно отобранного жидкого чугуна или различной степени наполнения тигля. Перед вводом лигатуры чугун доводили до нужной температуры (для чугуна.с вермикулярным графитом 13001320 С, для чугуна.с шаровидным графитом 1360-1380 С) печь выключали и часть чугуна отливали в разливоч- 45 ный ковш. Затем загружали лигатуру и включали печь, подавая на индуктор мощность, равную 0,70-0,95 от номинальной.мощности трансформатора (например, 6-9 ступень трансформатора 8-тонной печи). После полного

50 растворения лигатуры печь выключали, доливали предварительно отлитым чугуном и вьдержпнали в течение 2-20 мин (магниевый чугун с шаровидным графитом 2-10 мин) дпя удаления в шпак продуктов взаимодействия лигатуры с жидким чугуном. Затем скачивали образовавшийся шлак, и чугун сливали в раэливочный ковш, на дно которого давали дробленый 75%-ный ферросилиций в количестве 0,4-0,6%.

Параметры обработки, химический состав и механические свойства полученных чугунов приведены в табл.1 и 2 °

Как видно иэ данных табл, 1, обработка расплава в полном соответствии с предлагаемым способом обеспечивает увеличение степени усвоения в расплаве элемента сфероидизатора в

2-2,8 раза, а также снижение расхода модификаторов на 20-40 .

Формула изобретения

1. Способ получения высокопрочного чугуна, включающий выплавку чугуна исходного состава в тигле индукционной печи, присадку сфероидизаторов на зеркало расплава, выпуск расплава чугуна в ковш с предварительно введенными на его дно графитиэирующи— ми присадками, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени усвоения сфероидизирующих элементов, снижения расхода модификатора при сохранении уровня свойств модифицированного. чугуна, перед обработкой сфероидизирующими присадками печь отключают, отбирают жидкий чугун в количестве 0,2-0,5 от номинальной емкости тигля, а в оставшийся в тигле печи металл вводят сфероидизируюшие присадки, включают печь на 1-5 мин при подводимой мощности к инруктору. равной 0,7-0,95 от номинальной мощности трансформатора, затем в тигель возвращают ранее отлитый расплав чугуна и осуществляют выдержку жидкого чугуна 2-20 мин при выключенной печи.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а þшийся тем, что при использовании в качестве сфероидиэатора магнийсодержащсй лигатуры выдержку расплава перед выпуском проводят 2-10 мин.

ФЧ Ф

ev ее о

g o о о

I о

° ° с Ф а о л

Ф о о о

Ю о о, о

33""

1399349

@з1

4 3 5 C» Вю Фе

IO l4 Я

eV

4юе ее

Э ° о о

Ol 46 Ф

o.o a

Ф

l4

М

М

ФФ .!

399349 о о о о о °

В аЪ ф

Я Pe Pn йЪ

РЪ Ф Ф Ф е л е

° . Ф Ъ Ф 4Ф

Ф Ф а о о о о о о

cv e ф

1 t е аъ о

Ф а Ю ф л

an an е е е

В а э ° Ф м и м и

g. an an g o а, а ю ° 1 e о о о о

I !

3 Ф

Ю% ЮЮ Ю Ю ° Ю о о е о. о о ф ф ф ф ф ф ф

O OP ф «I о о а ФЪ

4 ю д м

cl .о е о а а

С4 ФЪ о о О Я о

МЪ

an an . .о

1 Ф I Ф I В е

eV еЪ 1