Модифицирующая смесь для чугуна

 

Изобретение относится к литейному производству ,в частности, к составам модификаторов серого чугуна. Цель изобретения - увеличение длительности модифицирующего эффекта и уменьшение отбела чугуна. Модифицирующая смесь содержит сланцевый зольный кокс и ферросилиций с барием при следующем соотношении компонентов, мас.%: сланцевый зольный кокс 25-35, ферросилиций с барием - остальное. Введение в состав модифицирующей смеси сланцевого зольного кокса в количестве 25-35 мас.% позволяет обеспечить дополнительное перемешивание расплава чугуна выделяющимися газами при его разложении, введение в расплав более стойких комплексных соединений углерода с окислами металлов позволяет увеличить длительность эффекта модифицирования. Введение в состав смеси ферросилиция с барием способствует повышению модифицирующего эффекта за счет образования более стойких центров кристаллизации и увеличения времени их сохранения. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 22 С 35/00

ВСЕСОЮЗНА

AATEHTN - TEXHII×

g, Бд ц..)ТЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 И ОТНРЫТИЯЫ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4293125/23-02 (22) 25.06.87 (46) 30,07.89. Бюл. И - 28 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт литейного производства (72) Ю.В.Куприянов, И.В.Марширов, Л.Д.Потехин и С.Н.Плисс (53) 669. 15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 910777, кл. С 21 С 1/00, 1979.

Высококачественные чугуны для отливок / Под ред, Н,Н.Александрова, М.: Машиностроение, 1982, табл.3.5. (54) МОДИФИЦИРУКХЦАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

ЧУГУНА (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам модификаторов серого чугуна.

Цель изобретения — увеличение длительности модифицирующего эффекта и

Изобретение относится к литейному производству, в частности к внепечной обработке расплавов чугуна.

Цель изобретения — увеличение длительности действия модифицирующего эффекта и уменьшение отбела чугуна.

Поставленная цель достигается .тем что модифицирующая смесь, содержащая углеродсодержащий и кремнийсодержащий материал, в качестве кремнийсодержащего материала содержит ферросилиций с барием, а в качестве углеродсодержащего компонен„.,SUÄÄ 1497258 А1

2 уменьшение отбела чугуна, Модифицирующая смесь содержит сланцевь.й зольный кокс и ферросилиций с барием при следующем соотношении компонентов, мас.%: сланцевый зольный кокс

25-35; ферросилиций с барием остальное. Введение в состав модифицирующей смеси сланцевого зольного кокса в количестве 25-35 мас.% позволяет обеспечить дополнительное перемешивание расплава чугуна выделяющимися газами при его разложении, введение в расплав более стойких комплексных соединений углерода с окислами металлов позволяет увеличить длительность эффекта модифицнрования. Введение в состав смеси ферросилиция с барием способствует повышению модифицирующего эффекта за счет образования более стойких цент.— ров кристаллизации и увеличения времени их сохранения. 2 табл. та содержит кокс сланцевый зольный, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кокс сланцевый зольный 25-35

Ферросилиций с барием Остальное

Модификатор является механической смесью дробленного ферросилиция с барием (фракция от 2 до 20 мм) с по" рошкообразным коксом сланцевым золь- ным (фракция 0,2-1 мм). Перед применением кокс подвергается сушке в пе3 1497258 чи при температуре не более 150 С для удаления влаги.

Кокс сланцевый зольньп (KC3) неутилизированный отход переработки горючих сланцев, Массовая доля углерода с" = 12- 18, массовая доля летучих V = 18"20, массовая доля общей влаги Ы = 1,535; массовая доля золы А = 68-74. 10

Химический состав минеральной части КСЗ, мас. о; СаО 29,57; Si0 15,67;

Hg0 3,48; Al Оь 4,62; Fe O> 3,10;

К О 1,9; ЯО 4,8; п.п.п. 36,89.

Эффективность предлагаемой смеси 15 связана с особым состоянием углерода, который находится в КСЗ в виде химического соединения с СаСО» которое образуется при обработке горючих сланцев при 400-500 С. Углерод в КСЗ 20 присутствует также в виде высокомолекулярных соединений, которые разлагаются при введении в расплав чугуна с выделением высокоактивного атомарного углерода, Газообразная фаза, которая образуется при разложении кокса сланцевого зольного, состоит из углекислого газа, летучих веществ, которые способствуют не только дальнейшему перемешиванию расплава чугуна с компонентами смеси, но также создает защитную атмосАеру над зеркалом расплава, которая.предохраняет поверхность рас-. плава чугуна от окисления. 35

Кокс сланцевый зольный вводится в смесь для образования в расплаве чугуна дисперсных включений углерода и неметаллических включений, а также для перемешивания расплава чу- "40 гуна с модификатором. Роль ферросилиция с барием заключается в создании благоприятных условий для дальнейшего роста зародышей и дозародышей графита. Барий вступает в реакцию с поверхностно-активными элементами: кислородом, серой и др, в виде оксидов и сульфидов всплывает в шлак. Тем самым в локальных зонах создаются благоприятные условия для кристаллизации графита.

При содержании КСЗ в смеси менее

25 мас.% происходит недостаточное внесение углерода, что не обеспечивает высокого эффекта модифицирования з

При содержании КСЗ в смеси более

35 мас.% вследствие повышенного введения газообразных веществ и интенсивного барботирования расплава чугуна снижается число зародыш ей графита, увеличивается склонность чугуна к отбелу.

Пример. Плавку чугуна проводили в высокочастотной индукционной печи с кислой набивной футеровкой емкостью 60 кг. Б качестве исходных шихтовых материалов использовали: литейный и передельный Чушковый чугуны, отходы углеродистой стали. Для обеспечения требуемого химического состава в расплав чугуна после расплавления шихтовых материалов вводили ферросплавы: ферросилиций ФС45, ферромарганец ФМн75. Расплав чугуна перегревали в печи до температуры

1450 С и выдерживали в течение 510 мин для усвоения введенных ферросплавов.

Графитизирующую способность модиАикатора и длительность эффекта модифицирования определяют по вели" чине отбела технологической клиновой пробы отливаемой в песчано-гли" нистую форму, охлаждаемую с одной стороны массивным стальным холодиль †. ником. Модифицирование и выдержку чугуна проводят в индукционной печи при 1320-1340 С. Модифицирующий чугун содержит, мас.%: углерод 3,0-3,2, кремний 1,5-1,8; марганец 0,8-1,0, фосфор 0,05-0,1; сера 0,05-0,1.

Отбор жидкого чугуна для заливки форм производят через 5 мин.

Состав апробированных модификаторов, количество модиАикатора, величина отбела и длительность эффекта модифицирования приведены в табл.1 и 2.

Анализ полученных результатов по-. казывает, что предлагаемая смесь (составы 2, 3) обладает преимуществами по сравнению с известным, длительность эффекта модиАицирования составляет 25-30 мин и более эфАективно снижает отбел чугуна.

Использование предлагаемой модифицирующей смеси по сравнению с известными обеспечивает повышение длительности действия модифицирующего эффекта, уменьшение расхода модиАикатора и снижение себестоимости смеси за счет применения дешевого компонента кокса сланцевого зольного.

Формула и з о б р е т е н и

Модифицирующая смесь для чугуна, содержащая углеродсодержащий и крем14 нийсодержащий материал, о т л и— ч аю,ща я с я тем, что, с целью увеличения длительности модифицирующего эффекта и уменьшения отбела чугуна, она сопержит в качестве кремнийсодержащего материала ферросилиций с барием, а в качестве углеОстальное

Та блица 1

Состав

Содержание компонентов, мас. 7

Графит

Ферроси- Ферросилилиций ций с баФС75 рием

ФС65Ба17

Кокс сланцевый э ольный

Известный

Предлагаемый

3

25 Остальное

Остальное

ll

ll

Та блица 2 Состав модификатора

Величина отбела, мм, за время выдержки жидкого чугуна

-после модифицирования, мин

0 5 10 15 20 25 30 35

Исходный немодифицированный чугун

14,0 14,.0 14,1 14,3 14,5 14»6 14,8 15,0

1 вариант (величина добавки О,ЗЖ) 8,2

7,9

14,0

7,5,7,3 7,5 7,6 7,7

4,8

5 0

5,5

7,0

5,0

5,4

6,0.

7,5

4,8

5,2

5,9

7,2

4,7

5,0

5,7

7,0

4,6

5,0

5,5

6,8

14,1

14,0

14,2

14,1

4,5

4,8

5,3

6,7

4,5

4,9

5,4

6,6

II вариант (величина добавки 0,5/) 14,2 6,0 5,9 6,0 6,1

6 5

6,2 63

3,7

4,5

5,5

6,0

3,4

4,0

5 0

5,5

3,5

4,1

5,2

5,7

3,2 3,3

3,7 3,9

4,8 4,9

5,3 5,4

14 3

14,1

14,0

14,3 3,2

3,5

4,7

5,1

3 5

4,0

5,5 известный

Предлагаемый

3

1звестный

1р едл ага емый

3

97258

6 родсодержащего — кокс сланцевый зольный, при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Кокс сланцевый з ольный 25-35

Ферросилиций с барием

1 1 Г