Способ получения чугуна с шаровидным графитом

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок из высокопрочного чугуна (ЧШГ). Цель изобретения - уменьшение теплопотерь расплавом чугуна, повышение его предела прочности при растяжении и ударной вязкости. Предложенный способ включает предварительную обработку расплава чугуна лигатурой, содержащей редкоземельные элементы, и отсевом лигатуры железо-кремний-магний в одном ковше, заливку расплава в металлоприемник в количестве, равном металлоемкости формы, снабженный стопором, выдержку расплава в течение 10-15 с, извлечение стопора, заполнение полости реакционной камеры, а затем и полости литейной формы. Благодаря предварительной обработке в одном ковше, использованию металлоприемника и выдержке в нем расплава перед внутриформенным модифицированием предложенный способ получения ЧШГ обеспечивает повышение σ<SB POS="POST">в</SB> в 1,06-1,08 раза, КС в 1,02-1,2 раза, а также снижение теплопотерь в 1,5-1,9 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) 2 24 А1 (gi) 4 С 21 С 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4220664/31-02 (22) 30. 03, 87 (46) 23.08.89. Бюл. ¹ 31 (71) Белорусский политехнический институт и Производственное объединение "Павлодарский тракторный завод" (72) Д.Н.Кудокормов, В.М.Королев, С.Н.Леках, В.М.Михайловский, М.М.Бондарев, В.М.Ткаченко, В.А,Чайкин, Ю.М.Чабин, Я.Н,Слабиткер и Б.И.Каминский (53) 669,18.266(088.8) (56) Литейное производство, 1979, № 12, с. 6-7.

Литейное производство,1981, № 5, с. 5. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЬЮ ГРАФИТОМ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок иэ высокопрочного чугуна (ЧШГ), Цель изобреИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке способов получения ЧШГ.

Цель изобретения — уменьшение теплопотерь расплавом чугуна, повышение его предела прочности при растяжении и ударной вязкости.

Выбор режимов способа и последовательность технологических операций в нем обусловлена следующим.

Предложенный способ путем совмещения 2 стадий предварительной обра2 тения — уменьшение те»лопотерь расплавом чугуна, повышение его предела прочности при растяжении и ударной вязкости. Предложенный способ включает предварительнун1 обработку расплава чугуна лигатурой, содержащей редкоземельные элементы, и отсевом лигатуры железо — кремний — магний в одном ковше, эал»вку расплава в металлоприемник в кол»честве, рав»ом металлоемкост» фс рмь), снабжен»ый стопором, выдержку расплава в течение 10-15 с, иэвлече»»е стопора, заполнение полости реакци))»ной камеры, а затем и полости литейной формы, Благодаря ))редварительной обработке в одн)м ков)))е, использованию металлоприемника и вь)держке в нем расплава перед в»утр»форменным модифицирован»ем предложе)»)ь)й способ получения Ч1)!Г обеспеч))в „т повышение 5 в 1, 06-1,08 раап, КС в 1, 021,2 раза, а также сн)гже»ие теплопотерь в 1,5-1,9 раза. 1 табл. ботки в одну и исклн чен»я полол»ительных переливов позволvеx эффективНо рафинировать расплав ва) рд»очной плавки от образую)))ихс )»е.)ет;)ллыческих включений за счет барботажа металла под воздействием отсе); ) лигатуры железо-кремний- ar»»», Нал»чие в последней магния в пределах 6-87 вызывает барботаж расплава»уэь)рьками паров магния и флота»»н )lа »их неметаллических вклн че»»й, »)еннцих большой удельный вес. Теплое)) ))naacp»»а данной стадии < бработк» м)»)»м; ль»ы.

3 15026

После этого металл подается на линию разливки и заливается в металлоприемник формы. Металлоприемник выполнен в верхней части формы и сооб5 щается с литниковой системой посредством стояка, перекрытого в месте сопряжения нижней части металлоприемника графитовым стопором.

Металл выдерживается в металлопри- 10 емнике в течение 10-)5 с. Указанная выдержка металла в металлоприемнике необходима для отшлаковывания и всплытия неудалившихся продуктов реакции взаимодействия лигатуры, со- !5 держащей редкоземельные элементы и отсева лигатуры железо-кремний-магний с расплавом чугуна, а также обеспечения минимальных тепловых потерь в процессе обработки. 20

Нижний предел 10 с определен минимальным временем коагуляции неметаллических включений и всплыванием их на поверхн ость, верхний предел 15 с в связи с тепловыми потерями в процессе отстаивания в металлоприемнике и стабилизацией удаления неметаллических и шлаковых включений.

После выдержки металла в металлоприемнике извлекается стопор и производится заполнение расплавом реакционной камеры,. а затем и полости литейной формы.

Предложенная технология обеспечивает: возможность индивидуального контроля температуры заливки каждой формы, исключение местного разогрева формы, предотвращение захватывания кислорода воздуха при внутриформенном модифицировании, минимальные тепло- 40 вые потери при заполнении литейной формы, устранение гидравлического удара при заполнении форм и стабилизацию длительности заливки.

Емкость металлоприемника выбрана 45 равной металлоемкости формы с учетом металлоемкости элементов литниковопитающей системы и обеспечения максимального выхода годного.

Пример. Плавка осуществлялась в производственных условиях дуплекс-процессом вагранка с кислой футеровкой производительностью

20 т/ч — индукционный тигельныи миксер ИЧТМ-10. Корректировка химическо- 55 го состава по основным компонентам производится в миксере. Химический состав чугуна иэ миксера находился в следующих пределах, мас„Х:

24 4

Углерод 3,4-3,6

Кремний 1,8-2,0

Марганец До 0,6

Фосфор 0,08-0,1

Сера 0,08-0,1

После перегрева расплава до о

1460 С производилась обработка по известному и предлагаемому способам получения чугуна с шаровидным графитом с учетом тепловых потерь во времени. В качестве представителя наиболее сложной конфигурации при модифицировании в форме была выбрана отливка "корпуса конечной переи дачи, вместе с которой заливались клиновидные пробы для определения механических свойств. В качестве рафинирующих и модифицирующих присадок использовались: цериевый мишметалл (36X церия), лигатура ЖКМ -2 (6-8X Mg).

Температура металла в миксере, а также при рафинирующей обработке в ковшах измерялась платино-платинородиевой термопарой погружения.

Полученные результаты, представленные в таблице, свидетельствуют, что предложенный способ получения

ВЧШГ обеспечивает более высокий уровень прочности (7 в 1,06-1,08 раза, ударной вязкости КС в 1,02-1,2 раза, а также снижение теплопотерь в 1,51,9 раза.

Формула изобретения

Способ получения чугуна с шаровидным графитом из чугуна ваграночной плавки, включающий предварительную обработку лигатурой, содержащей редкоземельные элементы, и отсевам лигатуры железо — кремний — магний, а также последующую внутриформенную обработку лигатурой железо — кремниймагний, отличающийся тем, что, с целью уменьшения теплопотерь расплавом чугуна, повьппения его предела прочности при растяжении и ударной вязкости, предварительную обработку осуществляют в одном ковше, затем порцию расплава, равную металлоемкости формы, заливают в металлоприемник, снабженный стопором, выдерживают в течение 10-15 e извлекают стопор и заполняют расплавом реакционную камеру, а затем и полость литейной формы.

1502624

Тепловые Предел Ударная потери в прочнос-, вязкость

Количество технологических

Величина присадок для рафинирукнцей обработки, мас.Х

Время выдержки в металлоКС, хДж /м процессе ти при обработки растяжеТ С нии (зе приемнике, с переливов металла

Раздельно Совместв двух но в одковшах ном ковше

Известный (средний) 370

530

380

)2,5

42

47

562

575

0 55

0,55

0 55

Предложенный

Составитель Н.Косторной

Редактор В.Данко Техред М.Дидык. Корректор И. Муск а

Закаэ 5046/35 Тирам 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г.Укгород, ул. Гагарина,101

Способ получения чугуна с шаровидным графитом

О,ЗХ РВМ в раздаточном ковше.

О,ЗХ ЖКМГ в разливочном ковше