Компактированный реагент для обработки расплава чугуна

 

Использование: в производстве чугуна с вермикулярным и шаровидным графитом. Сущность изобретения: чугун содержит азотсодержащее вещество 3-30%, порошок графита 0,5-6,0, магниевая лигатура остальное. В качестве азотсодержащего вещества используют карбамид, дициандиамид, уротропин. 1 э.п. Ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М1 АЛФЕЯ

\ g PlfQ

И ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) о (21) 4953967/02 (22) 18,06.91 (46) 15.06-93. Бюл. 0 22 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) Э.В.Захарченко, Л.Э.Захарченко, В. Н.Клименко, В.Я.Куровский и А.П.Ля пунов м (73) Институт проблем литья ЛНУ (56) Патент ГДР Р 226905, кл. С 22 С 33/10, 1979.

Патент ©РГ Р 2852380ь кл. С 21 С 1/08, 1981.

Изобртение относится к литейному производству, в частности к литейному производству чугуна с вермикуляр" ным и шаровидным графитом путем обработки исходного расплава в печи, ковше или реакционной камере литниковой системы литейной формы комтФктированными реагентами, в состав которых входит лигатура, содержащая магний.

Известен магниевый брикет для no"" лучения высокопрочного чугуна, состоящий иэ отходов магниевой стружки . и связующего (смеси 20-303 порошка окиси магния и 70-803 раствора силнката натрия), брикеты имеют цилиндрическую форму и содержит более 873 магния.

К недостаткам известного магниево-

fo брикета относится то, что при его растворении в расплаве чугуна образуется большое количество шлака, так как связующее полностью переходит в шлак и то, что он не обеспечивает по„„Я „„1822444 А 3 (54) КОНОАКТИРОЭАМЦМЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ

ОБРАБОТКИ РАСПЛАВА ЧУГУНА (57) Использование: в производстве чугуна с вермикулярным и шаровидным графитом. Сущность изобретения: чугун содержит азотсодержащее вещество

3-303, порошок графита 0,5-6,0, магниевая лигатура остальное. В качсстве аэотсодержащего вещества используют карбамид, дициандиамид, уротропин.

1 э.п. ф-лы, 2 табл.

З лучение в отливках высоких показате- . лей прочности H трещиностойкости, так как магний не яВляется упрочняющнм металлическую матрицу чугуна элемен- ф том.

Наиболее близким по составу к предлагаемому является компактировамный реагент дюа обработки расплава CO чугуна, состоящий из магниевой льна- Ы туры, например, железокремниймагниевого сплава, порошка графита - суммарно 75-85 мас.Ф и. связующего 15253, в качестве связующего использу-ют глину. Этому компактированному реагенту свойственны те же недостат-,) ки, что и аналогам - большое количе- ство образующегося при обработке чугуна шлака и невозможность получения высоких прочности и трещиностойкости чугуна в отливках. Связующее реагента " глина, при растворении брикета в чугуне полностью переходит в шлак, загрязняя таким образом чугун и повышая вероятность брака отливок. Низ-

1822444

35 кие прочность и трещиностойкость чугуна отливок вызваны тем, что вещест- ва, входящие в состав реагента, не

1 обеспечивают перлитиэацию металличес- 5 кой основы чугуна.

Целью изобретения являются уменьшение количества образующегося при обработке чугуна шлака и повышение прочности и трещиностойкости чугуна 1О отливок

Предлагаемый компактированный реа - гент, содержащий магниевую лигатуру, например, желеэокремниймагниевый сплав, порошок графита и связующеб, в качестве связующего используют азотсодержащее вещество с температурой деструкции ниже температуры обрабатываемого чугуна, при следующем соотношении компонентов, мас.ь: 20

Лэотсодержащее вещество 3-30

Порошок графита 0,5-6,0

Магниевая лигатура Остальное

В качестве азотсодержащего вещест- 25 ва используют карбамйд, дициандиамид, уротропин, Использование в качестве связую" щего аэотсодержащего вещества с тем- пературой деструкции ниже температуры обрабатываемого чугуна позволяет сократить ;.о минимума количество образующегося при обработке чугуна шла" ка, так как продуктами деструкции азотсодержащего вещества являются атомарный азот и двухатопные газы, не образующие шлаковой фазы иа поверхности расплава AToMBpHblH BSQT обладает повышенной химической активностью, растворяется в железе, проявляя по отношению к нему легирующие свойства, перлитизирует металличес" кую основу, повышая механические свойства чугуна отливок, а именно прочность и трещиностойкость.

Проверку преимуществ предлагаемого изобретения проводили путем выполнения опытов по обработке расплавов чугуна компактированными реагентами известного и предлагаемого составов, с оценкой шлакообраэования при обработке и последующим анализом структуры и свойств чугуна отливок. Опытные плавки выполняли в литейном цехе Института проблем литья AH УССР, в

150 кг индукционной тигельной печи с кислой футеровкой. Условия проведения опытов выдерживались идентичными йри йспольэовании для обработки чугуна предлагаемого и известного реагентов. Переплавом шихты получали расплав, содержащий мас.Ф: С 3,4-3,6;

Si 0,8-1,0; Мп 0,4-0,5; P 0,05-0,08;

Сг 0,1; S 0,01-0,20; К 0,004-0,006., Расплав перегревали до температуры

1450+20 С (температуру контролировали термопарой), счищали шлак и обрабатывали компактированным реагентом, вводимым на Г-образной штанге в придонную часть тигля печи, в виде цилиндров диаметром 80 мм и высотой

40 мм. После окончания реакции растворения компактированного реагента в чугуне, счищали шпак с поверхности расплава, отбирали пробы на газовый анализ и заливали металл в песчаноглинистые формы, где пройсходила кристаллизация чугуна отливок. Отливки имели толщину стенки 30 мм, после их естественного охлаждения иэ них вырезали образцы для механических испытаний определения временного сопротивления при растяжении и трещиностойкости. Счищенный с поверхности металла после обработки его реагентом шлак взвешивали и таким образом оценивали шлакообразование.

Компактированные реагенты предлагаемого и известного составов изготавливали методами порошковой метал" лургии. В качестве связующего известного реагента использовали каолиновую глину, предлагаемого реагента - карбамид, дициандиамид, уротропин, данные о их температурах деструкции приведены в табл. 2. В качестве основы использовали измельченные до фракций

0,1-3 мм магниевые лигатуры и порошок графита с размером частиц менее 1 мм.

Результаты опытов приведены в табл.l.

Расход компактированных реагентов на обработку чугуна в каждом опыте выбирался так, чтобы обеспечить ввод в расплав 0,12 мас. ь магния.

В результате использования предлагаемого компактированного реагента, по сравнению с иэестным реагентом, образование шлака снизилось с 1,24 кг до 0,77 кг, предел прочности при растяжении увеличился с 617 ИПа до

692 ИПа, трещиностойкость возросла с

58,1 до 67,0 МПа м .

Формула изобретения

I . Компактированнщй реагент для обработки расплава чугуна, состоящий иэ магниевой лигатуры, порошка графи6

Аэотсодержащее вещество

Порошок грайита

Магниевая лигатура

1822444 та и связующего, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения количества образующегося при обработке .чугуна алака и повышения прочности и трещиностойкости чугуна отливок, в качестве связующего используют аэотсодержащее вещ!ество с температурой деструкции ниже темлературы обрабатываемого чугуна при следующем соотыошении компонентов, мас.б:

3-30

О, 5-6

Остальное

° б

Т ° блик ° I б встав коилвктированиого реагемте, we Л

- 1--Ф„

WlO

GO„ !

0)а и1

)с °!

0)е и я., кг

Кд

Н1в- миз

Нетааз чвс как основе чугуна отllH OOX

Фзт г

Нк, кг

TOÄ

617 58, !

1,24

Про тот ил

9,0043

0,0О86

О, 0103

0,0108

0.0162

h-0

0-0

0,0191

О,0224

0,02З8

0,0316

О ° 0198

0,0248

Il, 1757

692 67, О 0,77

h-Ц

0,02!О

0,022?

О ° 0214

О. 02) 8

0,0240

0,0053

0,0049

0,0042

О,0047

0.0957

h- °

0,0204

0,0261

О, 0284

2I 15 3

22 I5 3

0,0049

О ° 0051

42

82

79,6

72,5

О 73 0050 П

0,65 0,053 Л

О, 0306

0,0317

743

h p и и ° ч в н и е. Олит р 1 вилолнем с мэзестезт комлозмтазс реагентом, риити !т 2 - 22 - с заавлманин комлоэмтмим реагемтон;

П,О 1! - соответственно нергмт, аеррмт ° венантнтэ

Из - ПРЕДЕЛ ЛРОЧМОСТМ CCPH Раотллвинм;

К 7 - треаимостойкостбт т„, - усвоение нагнмк чугуном р „- нскоамов сода мне азота ° «угуне;

Ик - конечное содериэмие азата ° чугуна;

Ни - масса обраэоаааевгоск после обработки чугуна алака; и - содериамие магича ° чугуне Отливок!

6;",»

1II Йи- среде е значении соответствуедик локаээтелей.

В олитак б -2, 10, ll, 18 еем изобретении мк Омла достигнута, так как ° олитак H 2 ° 10 седелкам.ее сакзуокего ечкодмло эа залвлкемие лредели, 4 !1. 18 содеркаеее ловоека граемта викоднло эа эакзлкемио овевали.

d олитак Ф 1-18, 21 и 22 в качестве осилен комлоэитмого реагемта мслолбзоеама лигатура состава, нас.г: Ilo 7, si 50, э1 0,), Ре ост.

0 ососсох к 19, 20 исломэоеани лнгатури следтоэего состава, нвс.г: ° omno ю 19 нр 7, si 50, 41 О,), Ь 4, Ра ост., ° смите 1 20 IIO 7 ° Si )О, AI 0,), РЗН 0,5, to ост.

Ь олитак к 2-20 ° качестве свлэувкдго ислолбэозам карбанид, ° к 21 - дмчмамдмвчим, ° !Г 22 - уротролмн.

20 3 г г 3

3 3 3

5 3

5 10 3

15 3

20 3

8 25 3

9 30 3

10 31 3 н 15 O,l

12 15 05

I3 IS 10

15 20

1S 15 l,о

017 15 60

18 15 61

19 IS 3

20 15 3

77

94

92

87

62

77

72

67

66

8II,6

84,5

64

ФЗ

61

79

7В 9 ог

617

624

643

666

692

699

714

721

688

681

669

728

703

672

646

629

682

695

S8,1

59,3

62,0

64,6

64.9

79,2

67,8

72,1

70,1

66 ° 9

61,7

63,2

66,4

69,2

66,4

64, 1

62,3

60,6

64,3

66,1

32

27

34

38

lI

39

37

29

З?

36

39

4О

38

36

37

41

О, 0047

0 ° 0045 о ° ool9

0,0052

0,0060

0,0049

0,0057

О ° 0042

О ° 0049

6,0055

0,0054

O,O05I

О ° 0049

0,0053

0,0048

2. Реагент поп. 1, от лич а ю шийся тем, что в качестве аэотсодержащего вещества используют карбамид, или дициандиамид; или уротропин.

1, 24 0 ° 038

0,94 О, 30

О,87 O ° 04!

О ° 73 0,042

О, 76 0,46

О, 81 О ° 049

О, 8О О ° Ol?

О,е? o,oil

О, 89 il, 042

1, 09 0,035

0,82 0 644

О, 81 0,0<3

0,72 О ° 047

О, 75 0,046

0,80 0 Ol5

О, 81 О ° 043

О, 80 О ° 044

0,82 0,042

0,71 0,048

0,66 0,048 1822444

Т а б л и ц а 2

la «

Свяэуацее компактированного реагента

Температура деструкции, С а ««ее« «а«ее«ееее е

1450

220

390

340

Составитель С.Деркачева

Редактор СввНикольская Техред M.Норгентал Koppemop A,Мотыль

Еее вв е е а а ае еа а а а а е е е е а е Ев е е е е е е е е

Закаэ 2120 Тирвк Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква,.W-35, Раувская наб., д. 4/5

Ее« е а «ае е е ее«ее«ее а е «ее«а«а«а«а«ее«ее«а«ее«ее

Йроиэводственно-иэдательский комбинат "Патейт", г. Уагород, ул. Гагарина, 101 в

Карбамид

Дициандиамид

Уротропин

Темпера-, тура обрабаты- ваемого расплава чугуна, С