Способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к процессу модифицирования, и может быть использовано для производства отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Техническая задача изобретения - использование модификатора фракции менее 1 мм (отходы лигатуры ФСМг-5) для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом при одновременном снижении себестоимости литья и повышении качества модифицирования. Способ включает обработку в ковше расплава чугуна при содержании в нем, мас.%: С - 3,5-4,0; Si - 1,0-1,5; S < 0,030 пылевидной фракцией лигатуры ФСМг-5 размером до 1 мм и ферросилицием - в качестве модификатора. В качестве замедлителя реакции присаживают стальные отходы. Соотношение между исходным содержанием серы в чугуне, количеством вводимой лигатуры ФСМг-5 и стальных отходов поддерживают в пределах 1 : (93-100) : (100-107) соответственно. 1 табл.

Изобретение относится к питейному производству, в частности к процессу модифицирования, и может быть использовано для производства отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Известен способ поручения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (1).

Сущность способа заключается в обработке металла химического состава, мас. %: C 3,85-4,05; Si 1,7-1,9; S < 0,015 пылевидной фракцией модификатора ФСМг-5 (фракция модификатора < 1,5 мм) в ковше, в количестве 1,6-1,8% от веса металла.

Известен также принятый в качестве прототипа способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, включающий обработку расплава чугуна путем ввода в качестве модификатора лигатуры ФСМг-5 и ферросилиция (RU, 2016079, C 1, C 21 C 1/08, 15.07.94.

К недостаткам данных способов относится использование фракции модификатора >1 мм, что резко увеличивает потери при просеивании, а также повышает расход модификатора при обработке металла. Использование при способе по прототипу модификатора фракции менее 1 мм для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом не дало стабильных результатов, и кроме того, для обеспечения необходимого содержания Mg_ост. в чугуне необходимо увеличивать его расход, что делает процесс модифицирования нетехнологичным.

Желаемым техническим результатом изобретения является использование модификатора фракции менее 1 мм (отходы модификатора лигатуры ФСМг-5) для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом при одновременном снижении себестоимости литья и повышении качества модифицирования.

Это достигается тем, что в известном способе получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, включающем обработку расплава чугуна путем ввода в качестве модификатора лигатуры ФСМг-5 и ферросилиция, по изобретению, используют лигатуру ФСМг-5 фракцией менее 1 мм, чугун обрабатывают в ковше при содержании в нем в мас.%: 3,5-4,0 углерода, 1,0-1,5 кремния, <- 0,030 серы, при этом дополнительно присаживают стальные отходы в качестве замедлителя реакции, а соотношение между исходным содержанием серы в чугуне, количеством вводимой лигатуры ФСМг-5 и стальных отходов поддерживают в пределах 1: (93-100): (100-107) соответственно.

Пример.

В электродуговой печи выплавляли чугун следующего химического состава, мас. %: С 3,5-4,0; Si 1,0-1,5; S < 0,030. При выдаче металла в разливочный ковш производилось модифицирование пылевидной (менее 1 мм) фракцией лигатуры ФСМг-5, помещенной на дно ковша. Для усиления графитизирующего эффекта в ковш присаживалось 0,2-0,3% ферросилиция ФС 75.

Количество вводимых модификаторов и замедлителя определялось согласно соотношению, в зависимости от содержания серы в исходном расплаве (так, для S = 0,015% вводилось 1,5% модификатора и 1,6% стальных отходов ) - в качестве замедлителя реакции использовали пылевидную фракцию лигатуры ФСМг-5 следующего химического состава, в мас.%: Si - 45-55, Mg - 4,5-6,5; РЗМ до 1, Al до 1,2, Ca до 1, Fe - остальное, размером менее 1 мм.

Результаты проведенных правок приведены в таблице. Анализ результатов показывает, что при изменении указанного соотношения снижается эффективность процесса модифицирования.

Из приведенных в таблице, оптимальными являются результаты 1-3. Недостаток модификатора ФСМг-5 или замедлителя реакции приводит к появлению не шаровидных форм графита в структуре отливок, что резко снижает механические свойства. Избыток модификатора ведет к увеличению содержания перлита и повышению стоимости литья. Повышение дозировки замедлителя реакции приводит к излишнему переохлаждению расплава.

Как видно из таблицы, описываемый способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом обеспечивает требуемую структуру при использовании пылевидной (менее 1 мм) фракции модификатора - лигатуры ФСМг-5 в предлагаемых соотношениях, при этом снижается расход модификатора и уменьшаются пироэффект и дымовыделение.

Источник информации 1. Использование модификатора пылевидной фракции. В. В.Венгер, С.П. Дмитриев и др. Литейное производство. 1989, N 8, с. 6.

Формула изобретения

Способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, включающий обработку расплава чугуна путем ввода в качестве модификатора лигатуры ФСМг-5 и ферросилиция, отличающийся тем, что используют лигатуру ФСМг-5 фракцией менее 1 мм, чугун обрабатывают в ковше при содержании в нем, мас.%: 3,5-4,0 углерода, 1,0-1,5 кремния, < 0,030 серы, при этом дополнительно присаживают стальные отходы в качестве замедлителя реакции, а соотношение между исходным содержанием серы в чугуне, количеством вводимой лигатуры ФСМг-5 и стальных отходов поддерживают в пределах 1:(93-100):(100-107) соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1