Модифицирующая смесь

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам модифицирующих смесей для получения в литейных цехах высокопрочного ваграночного чугуна. Цель изобретения - повышение модуля кольцевой прочности чугуна и уменьшение его склонности к трещинообразованию. Модифицирующая смесь содержит силикокальций, ферросиликомишметалл, ферросиликоцирконий и отходы сварочного флюса при следующем соотношении компонентов, мас%: силикокальций 5-20, ферросиликомишметалл 5-20, ферросиликоцирконий 10-50, отходы сварочного флюса 10-50. При этом отходы сварочного флюса содержат компоненты в следующем соотношении, мас.%: окись кремния 30-45, окись марганца 30-40, окись кальция 5-15, окись алюминия 0,5-10, окись магния 0,1-2, окись натрия 0,1-3, окись железа 1-3, фтористый кальций 1-10. За счет одновременного модулирующего и рафинирующего воздействия на расплав ферросиликоциркония и отходов сварочного флюса достигаются повышение в 1,5-2 раза модуля кольцевой прочности чугуна, устранение его горячих трещин в трубах, отлитых центробежным способом. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ферросиликоцирконий

Отходы сварочного флюса

10-50

14-55

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4311763/23-02 (22) 06.07.87 (46) 07.02.90. Бюл. Я - 5 (7!) Макеевский труболитейный завод им. В.В. Куйбышева (72) Н.П. Лыков, В.Д. Краля, А.Н.Соболев, В.В.Суменкова, А.А. Шейко, Н.M. Удод, Н.В. Голуб, А.И. Ярмоленко, Б.В. Станиловский, А.Ф. Алексеев, В.С. Ильюшин и В.Г. Полищук (53) 669.15.198(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 740837, кл. С 21 С 1/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 394452, кл. С 22 С 35/00ь 1973. (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составам модифицирующих смесей для получения в литейных цехах высокопрочного ваграночного чугуна. Цель изобретения— повьппение модуля кольцевой прочности чугуна и уменьшение его склонности

Изобретение относится к литейному производству, в частности к внепечной обработке чугуна при центробежном литье труб.

Цель изобретения — повьппение модуля кольцевой прочности и уменьшение склонности чугуна к трещинообразованию.

Модифицирующая смесь, включающая силикокальций, редкоземельные металлы и флюс, редкоземельные металлы со- . держат в виде ферросиликомишметалла, „„SU„„154129 А1

2 к трещинорбразованию. Модифицирующая смесь содержит силикокальций, ферросиликомишметалл, ферросиликоцирконий и отходы сварочного флюса при следующем соотношении компонентов, мас. %: силикокальций 5-20; ферросиликомишметалл 5-20; ферросиликоцирконий 1050; отходы сварочного флюса 14-55.

При этом отходы сварочного флюса содержат компоненты в следующем соотношении, мас. %: окись кремния 30-45; окись марганца 30-40; окись кальция

5-15; окись алюминия 0,5-10; окись магния 0,1-2; окись натрия 0,1-3; окись железа 1-3; фтористый кальций

1-10. За счет одновременного модулирующего и рафинирующего воздействия на расплав ферросиликоциркония н отходов сварочного флюса достигаются повьппение в 1,5-2 раза модуля кольцевой прочности чугуна, устранение его горячих трещин в трубах, отлитых центробежным способом. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. дополнительно содержит ферросиликоцирконий, а в качестве флюса содержит отходы сварочного флюса при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Силикокальций 5-20

Ферросиликомишметалл 5-20

1541296

Причем отходы сварочного флюса одержат компоненты в следующем соот)ношении, мас. %:

Окись кремния 30-45

Окись марганца . 30-40

Окись кальция 5-15

Окись алюминия 0,5-10

Окись магния 0,1-2,0

Окись натрия 0, 1--3,0 10

Окись железа 1,0-3,0

Фториспый кальций 1 0-10 (Введение в состав смеси ферросиликоциркония с содержанием циркония 30 50 мас. 7. обеспечивает совместно с редкоземельными металлами микролегироваиие матрицы чугуна, ее упрочнение.

Цирконий также вызывает измельчение повпппает степень сфероидизации графитиых включений. Малые присадки циркония в чугун, совместно с ГЗМ, Позволяют получать в чугуне вместо пластинчатой компактную форму графита, что приводит к повышению прочностных свойств чугуна. Добавки цир- 25 кония способствуют увеличению предусадочного расширения модифицированного чугуна, что особенно важно при

Получении отливок беэ трещин в водоохлаждаемых кокилях. При наличии в составе смеси более 50 мас. 7. ферросипикоциркония чугун в водоохлаждаемых кокилях кристаллизуется с отбелом, что повьппает склонность чугуна

К трещинообразованию. Ввод в состав смеси менее 10 мас. 7. ферросиликоцир- 35 агония не обеспечивает микролегирование матрицы чугуна, измельчение и сфероидизацию совместно с РЗМ графита, что приводит к понижению его

4О прочности.

Наличие в составе смеси ферросиликомишметалла с содержанием редкоземельных металлов 20-30 мас. Е способствует рафинированию и модифицироваиию чугуна. Редкоземельные металлы и составе чугуна вызывают измельчение и частичную сфероидизацию графита, особенно совместно с цирконием.

При наличии в составе смеси менее

S мас. 7. ферросиликомишметалла его действие на измельчение и сфероидизацию графита на проявляется. Ввод в состав смеси более 20 мас.% ферросиликомишметалла приводят к получению отливок с отбелом. 55

Силикокальций в составе смеси в количестве 5-20 мас.7 способствует получению отливок без отбела.

При наличии в составе смеси силикокальция менее 5 мас. 7., чугун в отливках кристаллизуется с отбелом.

Ввод в состав смеси более 20 мас. 7 силикокальция приводит к выделению грубых включений графита, что выэыt вает снижение прочности чугуна.

Рафинирующий флюс в составе смеси в количестве 10-50 мас. Е способствует лучшему усвоению чугуном модифицирующих и микролегирующих компонентов смеси. При этом предлагаемый флюс способствует разжижению образующихся при модифицировании труднорастворимых окисных и сернистых соединений РЗМ и циркония. При наличии в смеси менее 10 мас. % рафинирующего сварочного флюса их действие как раэжижителя не проявляется. Ввод их в состав смеси в количестве более

50 мас. Е приводит к получению малорастворимого вязкого шлака, вызывающего низкое усвоение модифицирующих и микролегирующих компонентов смеси.

Модифицирующие смеси опробованы при обработке чугуна,для отливки опытной партии труб диаметром 100 мм.

В качестве исходных материалов модифицирующ .й смеси применяют силикокальций марки СК 30, ферросиликоцирконий марки ФСЦр 40, ферросиликомншметалл марки ФС 30 РЗМ 20В, отходы сварочного флюса марок АН-60 и

Ан-65.

Модифицирующую смесь готовят следующим образом.

Исходные компоненты измельчают до фракции менее 5 мм и смешивают в ба1 рабане в течение 5 мин.

Составы испытываемых смесей для модифицирования чугуна приведены в табл.

Чугун плавят в вагранке с копильником емкостью 10 т. Температура перегрева чугуна 1360 С. Расход смеси

0,57. от массы жидкого металла. Смесь загружают на дно ковша перед выпуском металла из копильника.

Химический состав исходного чугуна перед обработкой модифицирующей смесью: С Зэ50 Зэ80; Si 1ь5 2в07;

Мп 0145 Оэ78; Р 0@112-О ° 210 8 Ою069

0,12.

Литые трубы из модифицированного чугуна подвергают термической обработке по технологии, предусматривающей загрузку трубы в печь при 400 С. нагрев до 900 С, выдержку при 900 С в

3P (D — S)

R= — !! ° Ь ° S 2. где Р—

Э

Н

S—

Ь—

Таблица 1

Содержание компонентов смеси, мас. Х

Состав смеси

Силикокаль- Ферросилико- Ферросили- Отходы ций мишметалл коцирконий сварочного флюса

15.

20

20

10

Предлагаемый 1

3

Сравнительный

6

8

Известный

56

25

51

21

21

15

*В известный состав смеси 9 дополнительно входит флюс, выбранный из группы, содержащей галлоидные соли щелочных и щелочноземельных металлов, 20Х и РЗМ 153.

5 1541 течение 10 мин, охлаждение в печи до 600 С, а затем охлаждение на воздухе.

Механические испытания на кольце" вую прочность (R-модуль изгиба) производят на кольцевых образцах труб шириной 25 см, диаметром 100 мм на разрывной машине P-10 и рассчитывают по формуле

10 разрушающая нагрузка, кг; наружный диаметр кольца, мм; толщина стенки кольца, мм; ширина кольца, мм.

Результаты сравнительных испытаний приведены в табл. 2. 20

Из табл. 2 следует, что наилучиие показатели по модулю кольцевой прочности и одновременно отсутствию отбела и брака труб по трещинам получены на чугунах, модифицированных предлагаемой смесью состава 1-4. При применении для модифицирования чугуна смеси известного состава модуль кольцевой прочности уменьшается в среднем на 200-400 МПа, и появляется брак труб по горячим трещинам.

296 6

Формула изобретения

1. Модифицирующая смесь, включающая силикокальций, редкоземельные металлы и флюс, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения модуля кольцевой прочности и уменьшения склонности чугуна к трещино- . образованию, она содержит редкоземельные металлы в виде ферросиликомишметалла, дополнительно содержит ферросиликоцирконий, а s качестве флюса содержит отходы сварочного флюса при следующем соотношении компонентов, мас. Е:

Силикокальций 5-20

Ферросиликоцирконий 10-50

Ферросиликомишметалл 5-20

Отходы сварочного флюса 14-55

2. Смесь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что отходы сварочного флюса она содержит в следующем соотношении компонентов,мас. Ж:

Окись кремния 30-45

Окись марганца 30-40

Окись кальция 5-15

Окись алюминия 0,5-10

Окись магния 0,1-2

Окись натрия . 0,1-3

Окись железа 1-3

Фтористый кальций <1-10 541296

Таблица 2

Брак труб по гоМеханические свойства

Состав смеси

Микроструктура чугуна

Модуль коль- Тверцевой проч- дость, ности (сред- НВ нее значение), Р, МПа рячим трещинам,Х

Феррито-перлитная перлит SX; цементит отсутствует

Феррито-перлитная: перлит 10Х; цементит отсутствует

Феррито-перлитная; перлит 12Х; цементит отсутствует

Феррито-перлитная: перлит 10Х цементит отсутствует

Феррито- перлитная; перлит 5%; цементит отсутствует

Феррито-перлитная: перлит.5Х; цементит отсутствует

Перлито-ферритная: феррит 5-10Х; цементит 5Х

Перлито-ферритная: феррит 103; цемен-, тит 10Х

744,8

186

784

197

764

197

696

207

509

207

2,0

490

217. 441

217

290

931

229

2,0

412

229 4,0 Перлито-ферритная: цементит 15Х

Составитель А. Бармыков

Техред Л. Олийнык Корректор Л. Патай

Редактор Н. Рогулич

Заказ 266 Тираж 492 Подписное

БНИИПИ 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