Брикет для модифицирования чугуна

 

Использование: литейное производство , при производстве отливок из серого чугуна . Сущность: в состав брикета для модифицирования чугуна, содержащего магний, графит и железо, дополнительно введены медь, лигатура ФСМгб и один или несколько элементов из группы титан, алюминий и бор, а в качестве графитосодержащего компонента используют сухой коллоидно-графитовый препарат при следующем соотношении компонентов; мас.%: магний 6-15; сухой коллоидно-графитовый препарат 10-20; лигатура ФСМгб 10-25; один или несколько элементов из группы титан, алюминий, бор 5-10; железо 10-20; медь 10-54.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 35/00

ГО

BE (Г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54

ЧУ

I» тО

ЪФ

Изобретение относится к литейному пр1иааодстау, а частности к ороиааодстау отл вок из серого чугуна.

Известен брикет для модифицирования чугуна, содержащий компоненты в следую- . ще соотношении, мас.0 :

Магний 3-15

Флюс 2 — 8

Сплав, содержащий редкоземельные металлы (ФСЗОРЗМ)

:Ферросилиций !

Один или несколько элементов из группы, содержащей медь, никель и молибден 20-65

Железо

Остальное

Недостатками этого брикета являются выс кая стоимость и низкая механическая

1-6

10 — 35 (21 (22 (46 (71 ин (72 ни зы (56

УДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

OMCTBO СССР

CllATEHT CCCP) 4866271/02

14.06.90

07.02.93. Бюл. М 5

Днепропетровский металлургический титут

В.П.Каргинов, В.Я.Куровский, В.Т.Кали, В,Н.Клименко, В.И.Комляков, О.В.Пуьков-Уваров, А.В.Вихров и С.П.Павлов

Авторское свидетельство СССР

224349, кл. С 22 С 35/00, 1963.

Авторское свидетельство СССР

61124, кл. С 22 С 35/00, I990.

БРИКЕТ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ

УНА (57) Использование: литейное производство, при производстве отливок из серого чугуна. Сущность: в состав брикета для модифицирования чугуна, содержащего магний, графит и железо, дополнительно введены медь, лигатура ФСМг5 и один или несколько элементов из группы титан, алюминий и бор, а в качестве графитосодержащего компонента используют сухой коллоидно-графитовый препарат при следующем соотношении компонентов; мас.,Д: магний 6-15; сухой коллоидно-графитовый препарат 10-20; лигатура ФСМг5 10 — 25; один или несколько элементов из группы титан, алюминий, бор 5 — 10; железо 10-20; медь 10-54. прочность. Поскольку он предназначен для внутриформенного модифицирования при получении отливок из чугуна с шаровидным графитом, то он имеет малый удельный вес 0 и непригоден для ковшевого модифициро- M вания при получении отливок из серого чу- Q гуна с пластинчатым графитом.

Наиболее близким по технической сущ- сО ности и составу к предлагаемому является брикет для получения серого чугуна, кото-, рый содержит компоненты в следующем соотношении, мас. 7ь;

Магний 3-5

Графит 8 — 10

Железо Остальное

НедостаТками известного брикета являются нестабильность результатов модифицирования, что объясняется большим содержанйем в нем железа, образующим

3 . 1792999 4 ническая прочность брикета, снижается стаиме1ощих высокое химическое сродство с азотом (титан, алюминий, Gop) и нейтрали- . бильность результатов модифицирования. зующих его отбеливающее действие путем 55 Один или несколько элементов из груп. связывания в стойкие йитриды, которые яв- " пы титан, алюминий, бор при содер>кании ляются дополнительными центрами кри- 5-10% обеспечивают повышение стабильсталлизации; ности результатов модифицирования и более высокйм содержанием в брикете прочности чугуна путем нейтрализации отбеливающего действия азота и инокулиромагния, что обеспечивает более полную сплошной тугоплавкий каркас, и малым со- нейтрализацию отбеливающих элементов— держанием графитизйрующих компонен- " серы и кислорода, удлиняет действие модитов, а также низкая прочность получаемого фицирующего эффекта и расширяет воэчугуна., можность применения брикетов при

Целью изобретения является повыше- 5 модифицировании высокосернистых ваграние стабильности результатов модифициро- ночных чугунов. вания и прочности получаемого чугуна. Таким образом, в заявляемом брикете

Укаэанная цель достигается тем, что в комбинация графитизирующих элементов состав брикета, содержащего магний, гра- . обеспечивает графитизацию чугуна за счет фит и железо, дополнительно введены медь, "0 комплексного влияния и обеспечивается силигатура ФСМг5 и один или несколько эле-: нергетический принцип их действия. ментов из группы титан, алюминий, бор, а в Пределы содержания компонентов в сокачестве графитсодер>кащего материала су- ставе брикета обосновываются следующим. хой коллоидно-графитовый препарат, при Магний в пределах 6-15 мас.% обеспеследующем соотношении компонентов, "5 чивает графитизацию чугуна за счет связымас. :.. вания отбеливающих элементов — серы и

Магний 6-15 кислорода. Вследствие низкой температуры

Сухой коллоидно-гра- . " кипения при температурах модифицировафитовый препарат, 10-20 ния он закипает и образующиеся пары магЛигатура ФСМг5 . 15-25 20 ния способствует постепенному

Один или несколько - разрушению брикета, а имеющийся при элементов из группы: ... этом барбота>к"обеспечивает равномерное титан, алюминий, бор 5-10 распределение графитизирующих компоЖелезо, 10-20 нентов брикета по всему объему обрабатыМедь:. " .: - 10 — 54 25 ваемого расплава. При содержании магния

Повышение стабильности результатов менее6мас.%такоевлияниеегосни>кается, модифицирования и прочности получаемо- - что приводит к снижению стабильности per0 чугуна достигается следующим: "зультатов модифицирования, а при содерналичием в составе брикетаультрадис- >кании магния более 15 мас,% начинает персныхчастицуглерода(0,1-2 мкм) колла- ЭО проявляться отбеливающее влияние магидно-графитового препарата, являющихся ния, что приводит к появлению в структуре более активными центрами графитизации, - чугуна цементита и снижению прочности чучем частицы криСталлйческого графита, по- гуна.

" вышающих количество эвтектических эе- Графитсодержащий материал в виде рен; " .. -, -: ..: .. З5 графита-коллоидного препарата в пределах наличием в составе брикета меди, пас- .10 — 20 мас.% обеспечивает насыщение рассивирующейультрадисперсный графит гра- плава ультрадисперсными частицами углефито-коллоидн ого концентрата, рода; явля1ощихся активными центрами увеличивающей удельный вес брикетов до графитизации, При содержании в брикете . Значений, близких к значениям удельного 40 графитсодержащего материала менее 10 веса жидкого чугуна, повышающей скорость мас.% снижается степень графитизации, а растворения брикетов, оказывающей до- при содержании его более 20 мас.% снижаполнительное графитизирующее и перлити- ется механическая прочность брикетов, уве " зирующее влияние на структуру чугуна; " личивается осыпаемость его кромок. наличием в составе брикета лигатуры 45 Лигатура ФСМг5 в пределах 15 — 25%

ФСМг5, обеспечивающей повышение сте- способствует повышению степени десульпени графитизации за счет более rlNJHQA фурации и раскисления, а также обеспечидесульфурацйи и раскисления расплава, a -. вает получение в расплаве микрообьемов с ." также создания высококремнистых микро- пониженной активностью углерода. При сообъемов чугуна с повышенной активностью 50 держании менее 15% такое ее влияние неуглерода; ..: " значительно, а при повышении содержания наличием в составе брйкета элементов, более 25% снижаются удельный вес и меха1792999 где cr- значение предела прочности по результатам i испытаний; о — среднеарифметическое значение

35 предела прочности по результатам испыта ний (10). Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Таким образом, применение заявляемо40 го брикета для модифицирования чугуна обеспечивает повышение прочности на 4858 при снижении дисперсий значений измерения прочности в 4-6 раз.

Применительно к эксплуатации двух45 слойных прокатных валков на металлургических заводах будет обеспечено повышение .. эксплуатационной стойкости валков за счет уменьшения поломок прокатных валков, а также повышение йроизводительности про- катных станов за счет снижения продолжительности их простоев на перевалку валков и замену вышедших из строя, а также улучшение качества проката.

Зкономический эффект от внедрения брикетов заявляемого состава на вальцелитейных заводах составит 1290 тыс.руб. ва ия расплава образующимися нитридами являющимися дополнительными активны и центрами кристаллизации. При со ержании их менее 5 мас.% их недостато но для полной нейтрализации азота, поэт му влияние на структурообразование и пр чность чугуна незначительно. При со-.

-де жании более 10% титана и бора избыто ные титан и бор начинают проявлять от еливающее влияние, а алюминий ухудша т литейные свойства чугуна.

Железо в пределах 10-20 мас.% обеспечивае т необходимую механическую прочность бр кетов. Нижний предел (10 мас.%) содержани железа является тем допустимым количест ом, при котором брикет обладает дос аточной для использования прочностью.

Пр увеличении содержайия железа более 20 ма .% снижается растворимость брикета и уме ьшается доля графитизирующих компонен ов в составе брикета.

Медь в количестве 10 — 54 мас. обеспечив ет графитизацию чугуна в эвтектическо интервале температур затвердевания и и рлитизацию структуры в эвтектоидном инт рвале, что обеспечивает повышение про ности чугуна. Имея высокий удельный вес и низкую температуру плавления, она уве ичивает скорость растворения брикета и у учшает усвоение магния чугуном. При сод ржании не менее 10% уменьшается колич ство перлита и снижается прочность чугун, а при увеличении более 54 мас.% уве ичивается стоимость брикета и уменьшае ся доля других более эффективных графит зирующих компонентов. езультаты сопоставительных испытаний брикетов известного и заявляемого соста ов приведены в табл. 1 и 2. Как видно из них, рименение заявляемых брикетов обеспеч вает более высокий уровень прочности.

При енение коллоидно-графитового препарат в составе брикета обеспечивает более выс кий уровень прочности чугуна по сравнен ю с использованием графита в качест- . ве г афитсодержащего материала эа счет увел чения числа центров кристаллизации гра та (плавка 7). р и м е р. В индукционной печи ИЧТ-6 вып авляют 6 т чугуна для формирования серд евины двухслойных прокатных валков исп нения ЛПХНд-62. Химический состав . чугу а, следующий, мас. : С 3,64; Мп 0,41;

Si 1, 1; Р 0,24; S 0,05; Cr 0,17; Ni 0,21. Непос едственно перед выпуском чугуна в ковш на дно последнего укладывают 12 кг t брикетов следующего состава, мас.%: магний 10,5; железо 15; коллоидно-графитовый препарат марки С1 (ОСТ 6-08-431-75) 15; лигатура ФСМг5 20; титан 7,5; медь 32. Темпе5 ратура выпускаемого металла 1450 С.

После счистки шлака заливали стандарт-. ные технические пробы на исследование структуры и механических свойств чугуна. Модифицированный чугун заливали в формы

10 двухслойных прокатных валков после завершения кристаллизации рабочего слоя из высоколегированного отбеленного. чугуна с целью формирования сердцевины и шеек из серого модифицированного чугуна, обеспечивающе15 го высокие покаэателй прочности и хорошую обрабатываемость шеек и треф валков.

Число центров кристаллизации графита определяли путем подсчета количества аустенито-графитовых зерен в 1 см поверхно20 сти травления макрошлифа (Справочник по чугунному литью. Под ред. Гиршовича H.Ã.—

M., Металлургиэдат, 1971). Стабильность результатов модифицирования оценивали пу-тем йодсчета дисперсии (o) значений25 прочности по результатам 10 испытаний по следующей формуле о 2 (я — п .

1792999

Формула изобретения коллоидно-графитовый препарат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Магний 6-15

Сухой коллоидно-графитовый препарат 10 — 20

: Лигатура ФСМТ5 15-25

Один или несколько элементов из группы титан, алюминий, бор 5 — 10

Железо 10-20

Медь 10 — 54

Брикет для модифицирования чугуна, содержащий магний, графитсодержащий компонент и железо. о т л и. ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности модифицирования и прочности чугуна, он дополнительно содержит медь, лигатуру

ФСМТ5 и один или несколько элементов из группы титан, алюминий, бор, а в качестве графитсодержащего компонента — сухой

Таблица I

Содер. ание. мвс. $ ьоалоидйогрвфитоеьга игвтурв

ФСМг5

Медь

Титан

Графит

Железо в

64

32

1О

7.5 з4ьь

1О

15

12

5

5

2.5

2,5 ь брикет иеелстного еоствев. врикеттг дредлегвеьгого eoersia. вьл в

7" в

911

10tt и

1г

13и

14ьл

16«

17 ь

4 в

10,5

15 .17

10.5

10.5

10,5

10,5

1О 5

10.5

10,5 .

10.5

10.5

В7 в

1О

15 го

22

15.

15 !

15 . 15

12

27

20 .

32

36.5

34,5

29.5

27Ь

36.5

34.5

296

27.5

29Ъ

Зг

1792999 тор

Зэка

Реда угун, полученный с использованием брикета известного состава.

Чугун, полученный с использованием брикетов заявляемого состава

Составитель В.Каргинов

Техред М.Моргентал Корректор М.Петрова

483 . Тираж, Подписное

НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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