Способ обработки жидкого чугуна

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок из серого чугуна. Цель изобретения - повышение прочности чугуна. Предложенный способ обработки жидкого чугуна включает выпуск из печи в ковш расплава чугуна, ввод в расплав первой порции ферросилиция в количестве 0,45-0,50 мае.%, затем расплав обрабатывают при переливе алюминием в количестве 0,01-0.02 мас.% в разливочном ковше, а вторую порцию ферросилиция в количестве 0,45-0,50 мас.% расплава чугуна вводят в форму при ее заполнении расплавом. Дополнительная обработка расплава чугуна AI и внутриформенная обработка ферросилицием позволяет повысить Ов в 1,33-1,36 раза. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 21 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕ Н-1ЫГй КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О (Л

О

> (21) 4814323/02 (22) 21.02.89 (46) 15.01.92. Бюл. M 2 (71) Нижегородский политехнический институт (72) В.А.Коровин и B.Н.Колганов (53) 669.046,548.55 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

t4 1388433, кл. С 21 С 1/08, 1986, Авторское свидетельство СССР

М 1497226, кл. С 21 С 1/08, 1987. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при проиэводстИзобретение относится к металлургии и может быть использовано при выплавке серого чугуна.

Цель изобретения — повышение прочности чугуна.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

При выпуске иэ печи s ковш расплава чугуна в него вводят первую порцию ферросилиция в количестве 0,45-0,50 от массы расплава в ковше. При переливе в раэливочный ковш вводят алюминий в количестве

0,01-0,02 алюминия от массвы чугуна в разливочном ковше для дегазации чугуна. После выдержки заполняют жидким чугуном литейные формы. При этом вводят вторую порцию ферросилиция в количестве 0,45-0,50 от массы металла в форме.

Использование шихты ковкого чугуна позволяет получить жесткий исходный расплав, содержащий около 807ь марочного со5U 1705349 А1 ве отливок иэ серого чугуна. Цель изобретения — повышение прочности чугуна. П редложенный способ обработки жидкого чугуна включает выпуск иэ печи в ковш расплава чугуна, ввод в расплав первой порции ферросилиция в количестве 0,45-0,50 мас. ь, затем расплав обрабатывают при переливе алюминием в количестве 0,01-0.02 мас. в разливочном ковше. а вторую порцию ферросилиция в количестве 0,45-0,50 мас. $ расплава чугуна вводят в форму при ее заполнении расплавом. Дополнительная обработка расплава чугуна Al и внутриформенная обработка ферросилицием позволяет повысить ав в 1,33-1,36 раза. 2 табл. держания углерода и 50=,ь марочного содержания кремния. Осуществление второго этапа ввода ферросилиция в процессе заливки формы, т.е. в самый последний момент возможной обработки расплава. позволяет наиболее эффективно воздействовать на процесс графитизации чугуна.

Кроме того, при вводе в расплав ферросилиция увеличивается содержание Ог в чугуне (он вносится с ферросилицием), что ухудшает качество металла. В результате введения алюминия на дополнительном этапе в качестве дегазирующего материала связываются газы Oz и Иг. Крометого, образовавшиеся оксиды и нитриды алюминия служат активными подложками дополнительных центров графитизации. Добавочный ввод алюминия способствует ускорению графитизации за счет связывания адсорбированного азота в нитрид. Вследствие нал ичия мел кодиспе осных нитридов AIN, увеличивая вязкость

1705349

Табл и ца 1

* Числитель — химсостав исходного чу уна.

** Знаменатель — химсостав обработанного чугуна.

П р и м е ч а н и е. Во всех вариантах Fe остальное. чугуна, уменьшается скорость роста кристаллов аустенита, затрудняя развитие в дендритах ветвей 2-го и 3-го порядка. В итоге при кристаллизации получается более мелкая структура. 5

Кроме того, связывание газов Nz u Oz устраняет опасность появления отбела, так как эти газы являются сильными карбидообраэующими элементами, Пример. Способ осуществляют, ис- 10 пользуя шихту ковкого чугуна, а исходный расплав чугуна выплавляют дуплекс- процессом вагранка — электродуговая печь, Химический состав исходного и обработанного чугуна приведен в табл.1. Расплав чу- 15 гуна при температуре 1480+10 С выпускают из электродуговой печи в раздаточный ковш и в ходе наполнения ковша вводят первую порцию материала, содержащего ферросилиций (FeSI с 757; Si) в количестве 20

0 45-0,5 от массы жидкого чугуна в раздаточном ковше. Иэ раздаточного ковша расплав далее выдается в разливочные ковши автоматических формовочных линий и при наполнении раэливочных ковшей вво- 25 дят материал, способствующий дегазации

pacnnasa, а именно, алюминий в количестве

0,01-0,02 от массы чугуна в разливочном ковше. Из раэливочных ковшей чугун разливают по формам. в которые помещена вто- 30 рая порция материала, содержащего ферросилиций в количестве 0,45-0,57ь от массы чугуна в форме. В качестве материала, содержащего ферросилиций, использовали FeSI-75, -35

Способ обработки жидкого чугуна оценивают по величине отбела технологической пробы размером 100х50х20 мм, заливаемой в форму с металлической пли- 40 той, и временному сопротивлению при растяжении образцов, изготовленных из цилиндрических заготовок диаметром 30 мм и длиной 340 мм, заливаемых в стержневую форму. 45

В табл.2 приведены результаты испытаний чугуна, полученного при различных режимах обработки жидкого чугуна. Иэ анализа табл.2 следует, что варианты 1-3 предложенного способа оптимальны. При сохранении среднего количества алюминия, но при изменении количества введенного ферросилиция не обеспечивается получение повышенного предела прочности чугуна и отсутствие отбела. Введение ферросилиция более 1,0 ведет к округлению и увеличению размеров графита в структуре и сооТВеТсТВеНН0 к снижению прочности.

Введение ферросилиция менее 0,9;(, ведет к замедлению графитиэации и появлению в структуре цементита, т,е. к отбелу, а также к потере прочности чугуна. Присутствие более 0,02% алюминия ведет к появлению в структуре крупных, грубой формы неметаллических включений и к укрупнению самого графита, что ведет к снижению показателей свойств, Присутствие менее 0,01% алюминия ведет к уменьшению количества дополнительных подложек для зародышей графита, что замедляет ход графитизации и ведет к появлению отбела и ухудшению структуры чугуна.

Как следует из табл,1 и 2, дополнительное модифицирование расплава Al и внутриформенная обработка расплава чугуна ферросилицием в предложенном способе позволили повысить предел прочности чугуна при растяжении.

Формула изобретения

Способ обработки жидкого чугуна, включающий ввод в расплав двумя порциями ферросилиция, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности чугуна, первую порцию ферросилиция вводят в раздаточный ковш в количестве 0,45-0.50 мас.7ь от массы расплава в ковше, а вторую — при заливке в литейную форму в количестве

0,45-0,50 мас. от массы металла в форме и дополнительно вводят алюминий в количестве 0.01-0,02 мас. чугуна при заливке расплава в раэливочный ковш.

1705349

Таблица 2

Свойства чугуна

Способ обработки жидкого чугуна

Величина отбела, мм

Предел прочности при растяжении, МПа

Известный

210

0,4-0.6

Беэ отбела

Предложенный, варианты

1 (0,45-1) 0.9 (0,45 — l I) 0,55

1,35

То же

0,01

280 (0,5 — 1) 1,0 (0.5-11) 0,45

1,25

286

0,02 (0,47 — 1) 0,95 (0,48 — II ) 0,5

0,015

282

+ одержание марочного кремния в исходном чугуне, выраженное в десятых долях or конечного по ГОСТУ содержания, которое принимается эа 1.

+* Содержание марочного кремния в исходном чугуне, выраженное в мас. 7.

Составитель Н.Касторной

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 171 Тираж 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

Суммарное кол-во введенного FeSI, от массы расплава

Графитизирующий модификатор

0,1-0,15 на этапе I

0,6-0,7 на этапе 11

Содержания марочного кремния в исходном чугуне

Количество введенного AI, (, от массы жидкого чугуна