Способ получения чугуна с шаровидным графитом для прокатных валков

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению чугуна для прокатных валков. Цель изобретения - повышение износостойкости рабочего слоя валка. Магний вводят в обрабатываемый расплав в количестве 0,13-0,21% от массы обрабатываемого чугуна в смеси с карбонатсодержащим материалом в соотношении 1,0:(0,63-0,83) соответственно. В качестве карбонатсодержащего материала используют карбонаты РЗМ. 1 табл.

(1à (1И

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

1"ОС ААРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ

flO И306РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

fFH П(НТ СССР (21) 4377291/31-02 (22) 10.02,88 (46) 30.08.90. Бюл. 1 32 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) Н.П.Котешов, Н.А.Николаев, M.Í,Áàéðàêà, Н,С.Козаченко, О.Ю.Масич-Стукало, А.В.Соценко, С.А.Хоменко, Л.А,Иванова, Н,А.Öåðåшенко и А.Я.Дзюба (53) 621.745 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 140960, кл. С 21 С 33/02, 1961.

Кривошеев А.Е,, Рудницкий Л.С,, Белай Г.Е,, Котешов Н.П. Особенности качества и производства валков из чугуна с шаровидным графитом. Научи. тр, Днепропетровского металлургичес" кого института, вып, ХТТХ, 1962, с. 5-28.

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к литейному производству и может быть использовано при получении чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ) для отливки крупных прокатных валков.

Цель изобретения — повышение износостойкости рабочего слоя валка.

По изобретению магний вводят в обрабатываемый чугун в количестве

0,13-0,21Х от массы металла в смеси с карбонатсодержащим материалом в соотношении 1:(0,63-0,83) соответственно, причем в качестве карбонатсодержащего материала используют карбонаты РЗМ.

Обработку чугуна в разливочном ковше производят механической смесью ме(51)5 С 21 С 1/10, 1/ОО,С 22 С 33/О8

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ ДЛЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к получению чугуна для прокатных валков. Цель изобретения — повышение износостойкости рабочего слоя валка. Магний вводят в обрабатываемый расплав в количестве 0,130,217 от массы обрабатываемого чугуна в смеси с карбонатсодержащим материалом в соотношении 1.0:(0,63-0,83) соответственно. В качестве карбонатсодержащего материала используют карбонаты РЗМ. 1 табл. таллического магния и карбонатов Р3М, общая формула которых (РЗМ) (СО )п.

Карбонаты представляют собой тонкодисперсный порошок (основная фракция

0,05 мм) и содержат (Се, Là, Nd, Pr)> (СО ) > 96, 987, в том числе Се (СО )

70-78Х, примеси остальное.

Механическую смесь помещают в колокол для обработки чугуна магнием и вводят в обрабатываемый расплав, При опускании колокола в ковш происходит испарение магния и разложение в карбонатов РЗС с образованием СО и R)Oq. Газообразная фаза способствует механическому распределению образовавшихся окислов РЗМ по всему объему расплава. Сродство окислов РЗМ к сере значительно выше, чем у маг1588775

4 ния, и вышее, чем у РЗМ. Поэтому при получении чугуна нейтрализуется сера за счет связывания ее в оксисульфиды

РЗМ. Процесс происходит более интенсивно, чем при вводе магния и кальцинированной соды, без временных затрат на образование окислов, как это имеет место при обработке лигатурой РЗМ.

Связывание серы в оксисульфиды РЗМ в значительной степени уменьшает от г носительное количество сульфосоединений магния, ответственных эа образование в рабочем слое валков неблагоприятных неметаллических включений.

Оксисульфиды РЗМ по сравнению с сульфосоединениями магния имеют большую плотность (2-3 и 5-6 г/см соответственно), поэтому они практически не всплывают в ковше и могут попадать в форму при заливке чугуна через но сок поворотного ковша лишь с последними. порциями расплава, формирующего сердцевину валка, Ухудшение условий коагуляции и ликвации неметаллических включений Р3М по плотности препятствуют их укрупнейию и концентрации, Разрозненные мелкие оксисульфиды РЗМ, не выделяющиеся по границам зерен чугуна, не оказывают существенного отрицательного влияния на ее износостойкость в отличие от сульфосоединений магния. Кроме того, оксисульфиды

Р3М не проявляют себя как инокуляторы при образовании графитных включений, что вместе с уменьшением концентрации магния, повышающего активность углерода, способствует очищению рабочего слоя валков от включений графита. Остаточные окислы РЗМ, не связанные в оксисульфиды, способствуют повышению дисперсности металлической матрицы, в частности нерлита.

Расход магния в пределах О, 130,217 от массы чугуна и соотношение магния и карбонатсодержащего материала 1:(0,63-0,83) определены экспериментально. При расходе, магния менее

О, 13Ж не достигается необходимая степень сфероидизации графита в шейках и сердцевине, а также рабочем слое валков, а при расходе свыше

0,21Х происходит перемодифицирование чугуна, сопровождающееся ухудшением фактора формы графита. При соотношении магния и карбонатсодержащего материала отличном от 1:0,63 (например 1:0,58) не достигается повышение дисперсности перлита. При соотношении отличием от 1:0,83 (например, 1:0,88) дальнейшего повышения дисперсности перлита не наблюдается, однако в чу5 гуне увеличивается количество неметаллических включений.

Пример. Чугун для отливки валков исполнения СШХИ-50, выплавленный в пламенной печи и. содержащий, мас X: С 3 1, Si 1 5, Мп О 5, P О 2,,$ 0,03, Cr 0,3, Ni 1,2,,выпускали .а ковш емкостью 30 т. После удаления шлака ковш устанавливали в камеру, при достижении расплавом температуры

13800С на зеркало присаживали 25 кг плавикового шпата и вводили магний и карбонатсодержащий материал, помещенные в колокол, Время обработки расплава 2-3 мин. После обработки, выдержки и удаления шлака производили заливку форм. При получении чугуна по известному способу магний и кальцинированную соду вводили в среднем

0,35% и 0,137, что в пересчете составляет 1:0,37. При получении чугуна предлагаемым способом магний и карбо» наты легких РЗМ вводили в обрабатываемый расплав в соотношении 1:0,73 при расходе магния 0,11-0 23Х и в

30 соотношении 1:О ° 58; 1:0,63; 1:0,73;

1:0,83; 1:0,88 при расходе магния

О, 177. в каждом опыте соответственно.

От валков, отлитых из чугуна, полученного по известному и предлагаемому способам, в процессе механической обработки отбирали кольца, -Степень сфероидизации графита оценивали на образцах чугуна шеек валков, Оценку структуры чугуна рабочего слоя производили на образцах, изготовленных из

40 темплетов, отобранных от бочки (верхняя часть) валков, Из этих же колец изготавливали образцы для испытания на износ. Интенсивность изнашивания чугуна оценивали по стандартной методике. Абсолютный износ определяли по потере массы испытуемо;.-о образца после 10000 оборотов ролика из Ст.3. Относительный износ вычисляли как отношение абсолютного износа к исходной массе образца. За единицу износа принимали относительный износ образцов от валков, отлитых из чугуна, полученного ло известному способу.

Как следует из результатов исследований (см. таблицу), в рабочем слое валков, отлитых из чугуна, полученного предлагаемым способом, наблюдается изменение характера распределения

1588775

Структура чугуна (рабочий слой) Количество магния

Способ получения чугу- иав

СоотиовеФвктОр фОР мы графите (срелнестатнческое) в

ыейкак валОтносительный нанос чугуна

Твердость склер

СКОПУ

Вора йбс оп>етний нзние магния и карбонатсолеркввего нятернала

Неметаллические включения

Писперсность от массы чу>уна, I нос чугун&, мг/м ч

Срелиее количество, Срелний размер, вт/нн мкн парлитв ков расстояние от рабочей поверхности Т- t- l 1-!"

Известный

Предлвгв" емый

5

9

111

1 8, 4 1 03, 3 1 89, 1 2, 3 3, Ol 3, 62 О, 01 56 1,000 52, О

522

1:0,37

0,826

Пд1,6

0,35

519

541

532 .. 538

524

536

532

529

52!

50,0

51,5

54,0

52,0

56,0

52,0

53,0

54,0

56,0

58,0

0,827

0,784

0,758

0,7З7

0,749

О ° 798

0,761

0,758

0,726

0,734

0,0128

0,0122

0,0118

0,0114

0,0116

0,0124

0,0!!9

0,0118

0,0113

0>0114

79,0 154,0

85,7 170,8

76,3 165,4

81,2 176,6

89,1 181,4

75,6 163,1

75,8 167,0

76,3 165 ° 4

73,1 161,8

77,2 165,6

1,54 1,42 2,36

1,55 1,43 2,54

l,63 1,49 2,51 !,Ь7 1,53 2,56

1,66 1,51 2,62

1>64 1,52 2,51

1,65 1,48 2,53

1,63 1,49 2,51

1,62 1,46 2,55

I,ЬЗ 1,48 2,52

1:0,73

1:0,73

1:0,73

1:0,73

1:0,73

1:0,58

1:0,63

1:0>73

1:0,83

I:O>8B

ПД1,4

Ллl,4

Ilail, 0

Пд0, 5

Пд0,5

Пд! >4

Пдl, О

Пд1, О

ПдО, 5

Пд0,5

О, 763

0,831

0>842

0>846

0,814

0,828

0,837

0,842

0,845

0,844

ЬЗ,1

61,4

64,0

73,»

78 ° З

64,5

63,7

64,0

63,9

64,6

0,11

0,13

О, l7

0,2!

0,23

О, 17

0,17

0,17

0,17

0,17

Составитель ЕеАрхиненкова

Редактор M.Håäoëóæåíêo Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо

Заказ 2517 Тираж 504 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 неметаллических включений. На глубине

5 мм от рабочей поверхности располо- жены неметалллические включения, имеющие больший размер чем на глуби5 не 10 мм, однако их количество соответственно меньше, В рабочем слое валков, отлитых по известному способу, размер неметаллических включений на глубине 5 мм меньше, чем на глубине 1р

10 мм, однако их ъоличество соответственно болЬше. Среднее количество и средние размеры неметаллических включений в чугуне, полученном предлагаемым способом, в 1,5-2,0 раза меньше, чем в чугуне, полученном по известному способу.

Дисперсность структурных составляющих, в частности перлита, меняется от Пд 1,4 до Пд 0 5, по сравнению 20 с ПД 1,4-1,6 в чугуне, полученном по известному способу. Фактор формы графита при средних пределах расхода магния и среднем значении соотношения магния и карбонатов легких Р3М сос- 2S тавляет 0,842 по сравнению с 0,826

1 в

Обнее количество 55 ез

Прн солеркянпи кальлинироввиной солью О, I3I от массы чугуна. в чугуне, полученном по известному

> способу, при этом расход магния сос тавляет 0,17 и ОУ35% соответственно.

Чугун валков, полученный предлагаемым способом, имеет износостойкость на 2228%. выше по сравнению с износостойкостью чугуна, полученного по известному способу, Формула и э обретения

Способ получения чугуна с шаровидным графитом для прокатных валков, включающий загрузку шихты, выплавку, перегрев расплава и выпуск в ковш, ввод смеси магния и карбонатсодержащего материала, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что, с целью повышения Hs-( носостойкости рабочего слоя валкай в качестве карбонатсодержащего материала используют карбонаты редкоземельных металлов, которые вводят в смеси с магнием при соотношении (0,63-0,83):1, при этом количество магния в смеси равно 0 13-0,21 от массы расплава.