Способ выплавки высокоуглеродистого синтетического чугуна

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при выплавке чугуна для отливок. Цель изобретения - повышение термостойкости выплавляемого чугуна с содержанием в нем углерода 3,7 - 4,5 мас.%. В тигель индукционной печи, частично заполненный расплавом, загружают часть шихты из стального лома в количестве, обеспечивающем после ее расплавления заполнение тигля на 60-75% его номинального объема, и расплавляют эту часть шихты. Затем вводят расчетное количество карбюризатора и производят науглероживание расплава. После усвоения карбюризатора осуществляют термовременную обработку расплава в течение 10-20 мин при 1500-1520°С. После термовременной обработки догружают и расплавляют оставшуюся часть стального лома. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1. (19) 01) (51)4 С 21 С 1 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4174406/23-02 (22) 04.01.87 (46) 15.05.89. Бюл. И- 18 (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (77) Я.П.Кушнир, В.Л.Крохотин, В.А.Курганов, В.В.Лесовой, Р.Е.Киселев, В.Н.Архипов и С.К.Камма (53) 621.745.5 (088.8) (56) Леви Л.И. и др. Основы теории металлургических процессов и технология плавки литейных сплавов. М.:

Машиностроение, 1970, с. 287-290, Платонов Б.П. и др. Индукционные печи для плавки чугуна. М.: Машиностроение, 1976, с. 82-84. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВЫСОКОУГЛЕРОДИС.

ТОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к литейИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано при выплавке чугуна для отливок, Цель изобретения - повышение термостойкости выплавляемого чугуна с содержанием в нем углерода 3,7—

4,5 мас.% и сокращение продолжительности плавки.

Согласно предлагаемому способу выплавку чугуна ведут следующим образом.

В тигель индукционной печи промышленной частоты, частично заполненной расплавом, загружают часть шихному производству и может быть использовано при выплавке чугуна для отливок. Цель изобретения — повышение термостойкости выплавляемого чугуна с содержанием в нем углерода

3,7 — 4,5 мас.%. В тигель индукционной печи, частично заполненный расплавом, загружают часть шихты иэ стального лома в количестве,обеспечивающем после ее расплавления заполнение тигля на 60-75_#_ его номинального объема, и расплавляют эту часть шихты. Затем вводят расчетное количество карбюризатора и производят науглероживание расплава. После усвоения карбюризатора осуществляют термовременную обработку расплава в течение 10-20 мин при 1500-1520 С.

После термовременной обработки догружают и расплавляют оставшуюся часть стального лома. 2 табл. ты из стального лома в количестве, обеспечивающем после ее расплавления заполнение тигля на 60-757. его номи- нального объема, и расплавляют эту часть шихты. Затем вводят расчетное, количество карбюриэатора и производят науглероживание расплава, После усвоения карбюризатора осуществляют термовременную обработку расплава в течение 10-20 мин при 1500-1520 С.

После термовременной обработки догружают и расплавляют оставшуюся часть стального лома.

Описанный порядок загрузки дает возможность увеличить количество и

1479521 плотность укладки шихта>, загружаемой на остаток предыдущей плавки.,Зтим достигается повышение подводимок мощности, что сокращает время плавки, создает необходимый запас тепла для растворения углерода.

Заполнение расплавом менее 60% объема тигля не обеспечивает достаточной величины подводимой мощности fp и снижения концентрации углерода в исходном расплаве перед науглероживанием.

Заполнение более 75% объема тигля pesKo снижает интенсивность пере- f5 мешивания ванны, что уменьшает скорость науглероживания (табл.1).

Таблица!

Зап олнение тигля

Скорость науглероживания, %/мин

Средняя мощность, подводимая к садке, % от номи- 25 нальной расплав ом перед вводом карбюриэатора, %

52

63

68

73

76

0,07-0,09

0 ° 11-0,19

0,12-0,14

0,13-0,16

0,10-0,11

0,07-0,08

35

Ввод всего расчетного количества карбюризатора на расплав с низкой концентрацией углерода при постоянной высокой интенсивности перемешивания обеспечивает однородность степени растворения микрочастиц карбюризатора и сиботаксических группировок углерода.

При выплавке высокоуглеродистого чугуна из лома и карбюризатора известными способами часть определяемого химическим анализом угдерода находится в виде нерастворенных микрочастиц карбюризатора и обнаруживается в закаленных в воду из жидкого состояния пробах чугуна анали45

55

Ввод указанного количества стального лома снижает концентрацию углерода в исходном перед науглероживанием расплаве, что увеличивает скорость науглероживания. увеличение 40 скорости науглероживания сокращает продолжительность плавки.

Темп ер атура выдержки расплава, 0С

Время до растворения мик рочасДоля> занятая

Термостоймеждендритным графитом от общей площади графита, % кость чугуна в цик- лах тиц карбюризатора, мин нагревохлаждение при

800 С, циклы

1 500

1550

74

87

94

89

71

:0

0

Загрузка остальной части шихты

1 позволяет снизить температуру выпуска металла из печи. Снижение температуры расплава происходит одновременно со снижением концентрации углерода в расплаве за счет плавления оставшейся части стального лома,что препятствует. выделению первичного углерода.

Пример. В 10-тонную индукционную печь промьппленной частоты зом на содержание графитного углерода,. Наличие этих ч ас тиц приводит к образованию при кристаллизации междендритного графита и пластинчатого графита неоднородного размера, что снижает термостойкость чугуна.

Для дорастворения микрочастиц карбюризатора и обеспечения требуемой структуры графитовых включений производится выдержка расплава после усвоения карбюризатора при 1500—

1520 С в течение 10-20 мин.

При выдержке расплава менее 10 мин в нем остаются нерастворенные части" цы карбюризатора. Выдержка более

20 мин приводит к удлинению времени плавки, перерасходу электроэнергии.

Снижение температуры выдержки расплава ниже 1500 С и повышение ее выше 1520 С приводит к резкому снижению термостойкости чугуна за счет появления в структуре чугуна межденд ритного графита (табл.2).

Т а б л и ц а 2

Составитель Т.Чиркунова

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Васильева

Редактор М.Недолуженко

Заказ 2506/26 тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101.Э 1 и:1 () т Г ГРк ll РГ,!и 1Г1ч(чРЙ Г!лавки (3 TREE" яы1 iагружапи 4 т ocòëëbíîãî лома, I что обеспечивало 70 -ное заполнение объема тигля печи, На расплавленный стальной лом загружали 350 кг карбюриэатора (отсева кокса). Время усвоения карбюриэатора составило 30 мин, что соответствует скорости науглероживания 0,15 /

/мин„ После усвоения карбюризатора производилась выдержка расплава при

1520 С в течение 10 мин и отбиралась проба на содержание углерода графитного. Углерод графитный в пробе не обнаружился.

После выдержки загружали 3 т стального лома и нагревали расплав до 1350 С, удаляли шлак и разливали чугун в формы (содержание углерода в чугуне составило 4,0 ). Иэ проб, отлитых в сухие песчано-глинистые формы, изготавливали образцы для испытания термостойкости. Термостойкость чугуна составила 89 циклов нагрев-охлаждение при 800 С.

Применение способа позволяет за счет повышения термостойкости чугуна повысить стойкость сталеразливочного оборудования на 5-15 и повысить чiц5.3 6 производительность печей за счет сокращения времени науглероживания на

5%.

Формула изобретения

Способ выплавки высокоуглеродис- того синтетического чугуна в индукционных печах, включающий загрузку в тигель печи части стального лома и карбюриэатора, расплавление стального лома и науглероживанне с последующей термовременной обработкой, догрузку и расплавление оставшейся части стального лома, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения термостойкости выплавляемого чугуна с содержанием в нем углерода 3,7-4,5 мас. и сокращения продолжительности плавки, первую часть стального лома загружают в количестве, обеспечивающем после ее расплавления заполнение тигля на

25 60-75Х от его номинального объема, карбюризатор вводят после расплавления указанного количества стального лома, а термовременную обработку расплава производят в течение 1030 20 мин при 1500 — 1520 С.