Лигатура для чугуна

 

Изобретение относится к черной металлругии, в частности к производству и применению лигатур. Цель - повышение механических свойств чугуна и усвоения марганца. Лигатура содержит марганец, кремний, углерод, никель, хром, медь и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: марганец 30-60

кремний 0,1-1

углерод 2-6

никель 0,2-3

хром 0,1-3

медь 0,1-2

железо остальное. Выбор оптимального соотношения легирующих компонентов позволяет упростить технологию легирования чугуна, на 15-20% повысить прочность и усвоение марганца в чугуне. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 щ)5 С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4251047/27-02 (22) 26, 05.87 (46) 07. 12.90. Бюл. N - 45 (71) Централ.ьный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина и Научно-исследовательский институт автотракторных мат ериалов (72) В.Я,Щедровицкий, В.М.Ермолов, В.И.Ишутин, Ю. В.Щербак, Б.Ф.Величко, А.Д.Шерман, Б.С.Вершков, В.P.Áàëèíñêèé, А.Н.Стальнов, В.А.Родионов, П.И.Михалев и В.М.Блинов (53) 669 . 15-198 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 449974, кл. С 22 С 35/00, 1974.

Рысс М.А. Производство ферросплавов. 1985, М., с. 154.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству и применению сплавов и лигатур.

Технико-экономические показатели как в ферросплавном, так и сталеплавильном производстве могут быть улучшены путем выплавки лигатур с оптимальным соотношением в ней компонентов и введения ее в состав элементов, обеспечивающих более полное их усвоение при легировании чугуна и стали.

Цель изобретения — повышение механических свойств чугуна, усвоение марганца.

Поставленная цель достигается тем, что компоненты лигатуры берут в следующем соотношении, мас._#_: марганец 30-60, кремний О, 1-1, yr2 (54) .ЛИГАТУРА ДЛЯ Ч Гб НА (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству и применению лигатур. Це-1ь повышение меха нич ес ких свойст D чуг уна и усвоения марганпа. Лигатура содержит марганец, кремний, углерод, никель, хром, медь и железо прн следующем соотношении компонентов, мас. Е: марганец 30 — 60; кремний О, 1 — 1, угл ер од 2 — 6, никел ь О, 2-3 . хр о»

О, 1-3, медь О, 1-2, железо остальное.

Выбор оптимальногo соотношения легирующих компонентов позволяст упростить технологию легирования чугуна, на 15-207. повысить прочность и усвое1Я ние марганца в чугуне. 2 табл. лероц 2-6, никель О, "-3; хром О, 1-3, медь О, 1 — 2, железо остальное.

В лигатуре могут присутствовать неизбежные примеси и сопутствующие элементы, концентрация которьг: определяетсяя их содержанием в руде. Однако на качество лигатуры и показатели ее применения для легирования чугуна примеси влияния не оказывают, Лигатура может быть получена любьпи известными методами, обеспечивающими заданный химический состав и высокие показатели по усвоению основных элементов. Ее применение возможно как в жидком, так и в твердом виде.

Нижний предел по содержанию меди в лигатуре обусловлен тем, что для

1611970 ее выплавки могут быть использованы бедные руды или отвальные шлаки от производства медно-никелевых сплавов.

Это позволит в значительной мере повысить сквозное извлечение цветных металлов в готовый продукт.

Верхний предел по содержанию меди

; в лигатуре выбран из необходимости ( иметь определенное соотношение между медью и никелем в ней и в чугуне, для которого эта лигатура производится.

Снижение концентрации меди в сплаве (менее О,1 мас.X) нецелесообразно, поскольку возрастает его расход, требуется значительное количество дополнительного тепла для его расплавления и усвоения.

Повышение содержания меди (более

2X) нерационально на стадии выплавки лигатуры, поскольку с бедной рудой ! или шлаком попутно вносится значи, тельное количество пустой породы, что потребует и дополнительного расхода электроэнергии.

Концентрация углерода в предлагаемой лигатуре определяется растворимостью его в металлической системе.

Состав лигатуры по содержанию мар30 ганца и кремния выбран с тем расчетом, чтобы обеспечить комплексное легирование чугуна без дополнительного введения марганца и кремния другими более дефицитными ферросплавами.

При совместном леГировании чугуна хромом и никелем не бходимо придерживаться таких пропорций между ними, при которых карбидообразующее дейст вие одного (хрома) нейтрализуется графитизирующим влиянием другого

40 (никеля) . Выбранное соотношение отвечает этим требованиям.

Присутствие хрома в чугуне устраняет пористость, придает мелкозернистость, никель же расширяет (-об45 пасть.

Низкие концентрации их в лигатуре объясняются низким содержанием никеля и хрома в чугуне. При таких концентрацияхдостигается высокое извле- „50 чение этих элементов в лигатуру при ее выплавке и достаточно высокое усвоение при легировании чугуна.

Лигатуры выплавляют в электропечи емкостью 50 кг. В качестве шихтовых

Из полученных после разливки выплавленного предлагаемым способом металла слитков изготавливают образцы для испытаний. Кроме того, ведут хронометраж времени легирования.

Как следует из проведенной табли цы, необходимые эксплуатационные свойства чугуна реализуются при применении предлагаемого состава лигатуры.

Сравнение результатов опытов показывает, что легирование чугуна медью в совокупности с введенными туда же хрома и никеля повышает пластичность чугуна и обеспечивает одновременное и комплексное легирование металла, что приводит к упрощению технологии выплавки чугуна, стабилизации качества за счет уменьшения колебаний по содержанию легирующих и примесей.

Формула изобретения

Лигатура для чугуна„содержащая марганец, кремний, углерод, никель, хром, медь, железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна и усвоения марганца, она содержит компоненты в следующих соотношениях, мас.X:

Марганец

Кремний

Углерод

Никел ь

Хром

Медь

Бел езо

30-60

О, 1-1,0

2-6

О, 2-3

0,1-3,0

О, 1-2,0

Остальное материалов используют марганцевые концентраты и отходы от производств никеля, меди и хрома. В конкретном случае применяют отвальные шлаки ферроникелевого производства. В качестве восстановителя используют кокс. В шлаках присутствует до 20Х корольков восстановленного металла (Pe-Ni).

Выплавленные лигатуры передаются в отделение чугунного литья, где используются для легирования их нике-.. лем, медью и хромом.

В табл. 1 приведены составы лигатур; в табл. 2 - результаты проведенных экспериментов.

6 г

Таблица 1

16119 70

Содержание компонентов, мас.Ж

Г (1

Состав

Марганец Кремний Углерод Никель Хром Медь Железо

0 4 0 15 0 1 15 0

3,0 3,0 2,0 25,0

02 01 01 675

1,15 0 22 0 86 38 71!

Таблица 2

-з

Отношение, н10

Состав

Время на- Усвое- Твер- Предел бора ших- ние мар- дость, прочности, ты, с ганца, Е НВ Н/мм

i/Èï Cr/Èï . Cu/Èï

П р и м е ч а н и е. Извлечение цветных металлов в чугун при введении их в виде лигатуры состава на 8-10Х выше, чем при использовании в шихте известного сплава, Предлагаемый состав лигатур используют при легировании серого чугуна следующего состава, мас.Е: С 3 51, Мп 0,88, Si 1,17, Ni 0,44, Си 0,47, Сг 0 51, Fe остальное.

Составитель А.Бармыков

Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Ревская

Редактор H.Ãóíüêî

Заказ 3814 Тираж 49 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,10!

1 (известный) 2

1 (известный)

3

75,3

60 0

30,0

55, 25

5,3

6,7

21,0

0,92 6,65

1,0 6,0

0,1 2,0

0,51 3,30

2,0 1,3

40 27

3,3 3,3

4,0 16,0

270

74,5 163

79,8 192

82,5 185

81,0 190

213

247