Способ получения чугуна с вермикулярным графитом

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении чугуна с вермикулярным графитом. Цель изобретения - снижение себестоимости чугуна при сохранении уровня предела прочности при растяжении. Способ включает перегрев расплава в электропечи до 1500-1550°С, выдержку расплава в печи в течение 10- 20 мин, выпуск расплава в ковш с присадками лигатуры, содержащей редкоземельные элементы, ферротитан и стальную обрезь в количестве, обеспечивающем получение в расплаве Ti 0,07-0,10 мае. %, вторичное модифицирование расплава чугуна ферросилицием . Дополнительная присадка в расплав чугуна стальной обрези и ферротитана в сопоставлении с перегревом расплава и его выдержкой в печи позволяет снизить себестоимость чугуна за счет уменьшения расхода лигатуры с РЗМ на 3-4 кг/т. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 С 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4454282/02 (22) 04,07,88 (46) 23.05,91, Бюл. М 19 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И.Носова и Магнитогорский металлургический комбинат им. В.И,Ленина (72) А.Ф.Миляев, С,В.Милюков, И,А.Малыхин, Н,Ф. Бахчеев, Ю, Н.Селиванов, B. В, Шахтарина, В.Т.Кулаковский, В.А.Лесин, Ю.И.Кудрявцев, Н.M.Мулявко и Д.M.Êîðíååâ (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 558942, кл. С 21 С 1/00, 1975.

Высококачественные чугуны для отливок./Под ред. Н.Н.Александрова, — М.: Машиностроение, 1982, с. 193-194. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ВЕРМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ (57) Изобретение относится к металлургии и

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке способов получения чугуна с вермикулярным графитом (ЧВГ).

Цель изобретения — снижение себестоимости чугуна при сохранении уровня предела прочности чугуна при растяжении.

Выбор параметров в предложенном способе получения ЧВГ обусловлен следующим образом. При перегреве чугуна менее

15000С не удается обеспечить эффективного очищения расплава от газов, в частности кислорода, что не позволяет повысить предел прочности чугуна при растяжении.

Кроме того, недостаточное раскисление жидкого чугуна приводит к повышенному расходу лигатуры с РЗМ.

„„. Ж„„1650707 А1 может бь1ть использовано при получении чугуна с вермикулярным графитом. Цель изобретения — снижение себестоимости чугуна при сохранении уровня предела прочности при растяжении. Способ включает перегрев расплава в электропечи до 1500-1550 С, выдержку расплава в печи в течение 1020 мин, выпуск расплава в ковш с присадками лигатуры, содержащей редкоземельные элементы, ферротитан и стальную обрезь в количестве, обеспечивающем получение в расплаве Ti 0.07 — 0,10 мас.7, вторичное модифицирование расплава чугуна ферросилицием. Дополнительная присадка в расплав чугуна стальной обрези и ферротитана в сопоставлении с перегревом расплава и его выдержкой в печи позволяет снизить себестоимость чугуна за счет уменьшения расхода лигатуры с РЗМ на

3 — 4 кг/т. 1 табл. юЬ (При перегреве чугуна более 1550 С усиливается склонность чугуна к отбелу, что снижает его предел прочности при растяжении.

При длительности выдержки перегретого чугуна менее 10 мин не происходит пол- С» ной гомогенизации чугуна, вследствие чего 4 не может быть достигнута высокая степень дегазации, что не позволяет снизить расход лигатуры с Р3М. аваев

При выдержке расплава более 20 мин не происходит дальнейшего снижения содержания кислорода в чугуне, Поэтому выдержка расплава в печи свыше этого времени неэффективна. Кроме того, в структуре чугуна появляется цементит, что снижает его прочность.

1650707

При содержании титана менее 0,07 в чугуне не удается стабильна получать вермикулярный графит., что приводит к снижению предела прочности чугуна при растяжении.

При содержании титана более 0,10% в структуре чугуна появляется структурносвободный цементит, что снижает прочностные свойства чугуна, При расходе лигатуры с РЗМ менее

2 кг/т чугуна в его структуре появляется пластинчатый графит, что снижает предел прочности чугуна при растяжении.

Расход лигатуры с Р3М более 3 кг/т в предлагаемом способе приводит к появлению структурно-свободного цементита в чугуне. Поэтому не удается повысить его предел прочности при растяжении. Кроме того, не удается снизить расход лигатуры с

Р3М. Плавку чугуна осуществляют в высокочастотной индукционной тигельной печи

ИСТ-006 с кислой футеровкой, в качестве шихтовых материалов используют следующие компоненты, мэс, :

Предельный доменный чугун 100

Ферросилиций ФС 45 3,5 (> 100)

Ферромарганец ФМн 75 1 (> 100)

В тигель печи загружают передельный чугун химического состава, мас.%: С 4,2;

Si 0,7; Мп 0,2; S 0,02; Р 0,06, после расплавления вводят ферросплавы. Полученный расплав перегревают в печи до 1500ОС, а затем выдерживает при такой температуре в течение 10 мин. После moro выпускают чугун в ковш емкостью 20 кг, на дно которого укладывают лигатуру Сцемиш 1 (ХРЗМ

36,7%; Sf 443%, Al 5% Fe остальное).и ферротитан ФТиЗО (Т1 30%). Расход лигатуры 2,0 кг/т чугуна (0,04 кг на ковш емкостью

20 кг), а ферротитана — 5 кг/ т чугуна (0,10 кг).

Содержание титана в чугуне 0,07 Я;, Для снижения температуры расплава перед заливкой одновременно с выпуском чугуна из печи в ковш на струю металла дают охладитель — стальную обрезь в количестве 100 кг/т чугуна (2 кг в ковш).

После скачивания шлака при 1320 С проводят заливку клиновой пробы, из кото5 рой вытачивают образцы для определения механических свойств чугуна. Предел прочности чугуна при растяжении rrв= 395 МПэ.

Структура чугуна следующая: Фе55, П45, Цнет, Гф6-70; Гф1-30.

10 Путем изменения режимов плавки и расхода присадок осуществляют выплавку чугуна по предлагаемому способу. Для сравнения проводят выплавку чугуна по известному способу.

15 Результаты сравнительного анализа известного и предложенного способов получения ЧВГ представлены в таблице.

Как следует из таблицы, дополнительная обработка расплава чугуна стальной

20 обрезью и ферротитаном, в результате которой в расплав вводится 0,07 — 0,10 мас. титана, позволяет снизить расход лигатуры, содержащей Р3М на 3-4 кг/т

25 Формула изобретения

Способ получения чугуна с вермикулярным графитом, включающий нагрев расплава в электропечи, выпуск расплава в ковш, 30 первичное модифицирование путем введения на его дно присадок, содержащих редкоземельные металлы, вторичное модифицирование расплава ферросилицием, отличающийся тем, что, с целью

35 снижения себестоимости чугуна зэ. счет уменьшения расхода лигатуры с редкоземельными элементами при сохранении уровня предела прочности чугуна при растяжении, расплав нагревают в печи до 150040 1550 С, выдерживают в течение 10-20 мйн, а нэ.дно ковша перед выпуском дополнительно присаживают стальную обрезь и ферротитан в количестве, обеспечивающем получение в чугуне остаточного содержания

45 титана 0,07 — 0,10 мас,, 1650707

Вариант

Pacxo, кг/т

Температура перегрева на, С

Химический состав ч туна после мо и и и ования мас.

Лигатура

Сце-. миш 1

Ферротитан

Фти30

Мп

Р3М

2,0

3.0

2,5

2,0

3.0

2,5

7

6 5

t500

1550

3.68

3.64

Э,56

3,63

3,47

3.51

-4,0

-3,0

-3,5

-4,0

-3,0

-3.5

416

402

428 412

2.50

2.58

2.53

2.49

2,54

2.51

0,61

0,64

0,59

0,60

0.54

0,60

0,065

0,061

0,066

0,064

0.062

0,066

0,019

0.017

0,017

0,018.

0,016

0.018

0,07

0,10

0.08

0.06

0,10

0,08

0,06

0,10

0.08

0,06

0.10

0.08

0,0021

0,0018

0.0018

0,0020

0,0017

0,0019

t475

Э.65

3 62

2.62

2 65

0,064 0.018

0063 0 017

0.,57

053

0,0018

0 0017

385

0,10

012

Составитель Г.Дудик

Техред М.Моргентал

Корректор Т.Малец

Редактор Н.Гунько

Заказ 1584 Тираж 401 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 предлагаемый

2

4

6

Известный

Длительность выдержки в печи. мин

Уменьшение (-) расхода лигатуры по сравнению с прототипом

Предел прочности при растяжении

Оь

МПа