Способ получения чугуна с вермикулярным графитом


 


Владельцы патента RU 2427660:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам производства чугуна с вермикулярным графитом. Способ включает расплавление шихты в электропечи, нагрев в ней расплава чугуна до температур 1490-1510°С и модифицирование полученного расплава в ковше смесью, содержащей комплексную лигатуру ФСМг7, содержащую РЗМ 0,3-1,0%, магний 6,5-8,5%, в количестве 0,2-0,5% и 22%-ный силикобарий SIBAR22 в количестве 1,5-2,0% от массы обрабатываемого расплава чугуна. Изобретение позволяет обеспечить высокие механические свойства чугуна без образования отбела в отливках. 1 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам производства чугуна с вермикулярным графитом.

Известно применение комплексных лигатур типа ФСМг2 и ФСМг3, расход которых для электропечного чугуна с исходным содержанием серы не более 0,03% составляет 1,3-1,5%. Для предотвращения отбела в отливках расплав дополнительно модифицируется 75%-ным ферросилицием в количестве 0,4-0,6% [1].

Недостатком применения этих лигатур является сильный пироэффект и дымовыделение.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения чугуна с вермикулярным графитом, включающий расплавление шихты в электропечи, нагрев в ней расплава и введение в чугун смеси, содержащей силикобарий и силикокальций, отличающийся тем, что смесь вводят в расплав чугуна в количестве 1,5-2,5% от его массы при содержании силикобария в смеси 40-60% от массы расплава чугуна [2].

Недостатками известного способа являются повышенная склонность чугуна к отбелу из-за использования для очистки расплава чугуна от примесей силикокальция, что делает невозможным применение данного способа для получения чугуна с вермикулярным графитом в структуре тонкостенных отливок. Кроме того, применение силикокальция способствует отшлаковыванию силикобария и снижению его усвоения расплавом.

Целью изобретения является обеспечение высоких механических свойств чугуна без образования отбела в отливках.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения чугуна с вермикулярным графитом, включающем расплавление шихты в электропечи, нагрев в ней расплава чугуна и модифицирование полученного расплава добавками, расплав чугуна нагревают до 1490-1510°С, и перед сливом расплава из печи на дно ковша помещают модифицирующую смесь, содержащую 22%-ный силикобарий SIBAR22 в количестве 1,5-2,0% и комплексную лигатуру ФСМг7, содержащую РЗМ 0,3-1,0%, магний 6,5-8,5%, в количестве 0,2-0,5% от массы обрабатываемого расплава чугуна.

Применение в составе модифицирующей смеси силикобария SIBAR22 способствует графитизации и эффективной очистке расплава чугуна от примесей. Использование силикобария совместно с магнийсодержащей лигатурой ФСМг7 способствует снижению пироэффекта при модифицировании, что вызвано образованием интерметаллических соединений бария с магнием, которые диссоциируют при температурах, значительно превышающих температуру кипения магния.

Применение в составе модифицирующей смеси силикобария SIBAR22 в количестве менее 1,5% снижает эффективность очистки им расплава чугуна от примесей и приводит к снижению степени усвоения магниевой лигатуры ФСМг7, так как основная часть магния и редкоземельных металлов (РЗМ) будет расходоваться на десульфурацию чугуна.

Превышение количества силикобария в составе модифицирующей смеси свыше 2,0% способствует образованию в структуре чугуна значительного количества включений графита больших размеров, что снижает механические свойства чугуна.

Применение в составе модифицирующей смеси лигатуры ФСМг7 в количестве 0,2-0,5% от массы обрабатываемого металла позволяет получить структуру чугуна с вермикулярным графитом и тем самым обеспечивает высокие свойства отливок. Использование лигатуры ФСМг7 с низким содержанием редкоземельных металлов (РЗМ 0,3-1,0%), увеличивающим склонность чугуна к отбелу, но с повышенным содержанием магния (6,5-8,5%) повышает сфероидизирующую способность лигатуры. В сочетании с десульфурирующим воздействием силикобария обеспечивается наиболее полное усвоение лигатуры, снижение пироэффекта и вредного дымовыделения.

Снижение количества лигатуры ФСМг7 в смеси менее 0,2% не обеспечивает полного получения структуры чугуна с вермикулярным графитом, наряду с вермикулярным графитом в структуре чугуна появляется пластинчатый графит ПГф2, что резко снижает прочность чугуна.

Увеличение содержание лигатуры ФСМг7 в смеси более 0,5% увеличивает склонность чугуна к отбелу и может служить причиной брака в отливках с малой толщиной стенок. Кроме того, пироэффект и дымовыделение при модифицировании усиливаются.

Пример. В индукционной электропечи выплавляли чугун с исходным содержанием, %: С 2,8-3,2%, Si 1,4-1,7%, Mn 0,5-0,7%, S 0,01-0,06%. Расплав в печи нагревали до температур 1490-1510°С. На дно разливочного ковша засыпали модифицирующие добавки, состоящие из комплексной лигатуры ФСМг7 и силикобария SIBAR22. Величина присадки модификатора изменялась в пределах 0,2-0,8% ФСМг7 и 1,5-2,5% 22%-го силикобария SIBAR22 от массы обрабатываемого чугуна. Из модифицированного смесью чугуна получали в песчаных формах отливки и определяли механические свойства и структуру чугуна по стандарту.

Результаты исследований представлены в таблице.

Из таблицы видно, что во всех вариантах использования предложенной смеси лигатуры ФСМг7 и силикобария SIBAR22 (варианты 3, 4) обеспечивается получение вермикулярной формы графита в структуре чугуна, что влечет его высокие механические свойства.

В вариантах 1 и 2 с использованием только силикобария SIBAR22 полностью не обеспечивается вермикулярная форма графита, наряду с ней в структуре остается пластинчатый графит ПГф2.

Использование в составе смеси повышенного количества ФСМг7 (вариант 5) приводит к образованию в структуре чугуна чрезмерно большого количества включений графита шаровидной формы и сопровождается описанными недостатками (пироэффект и дымовыделение).

Источники информации

1. Машиностроение. Т. II-2. Стали и чугуны: энциклопедия под ред. О.А.Банных, Н.Н.Александрова. - М.: Машиностроение, 2001. - 784 с.

2. Авторское свидетельство СССР №1708862, кл. С21С 1/10, 1991 г.

Способ получения чугуна с вермикулярным графитом, включающий расплавление шихты в электропечи, нагрев в ней расплава чугуна и модифицирование полученного расплава добавками, отличающийся тем, что расплав чугуна нагревают до 1490-1510°С и перед сливом расплава на дно ковша помещают модифицирующую смесь, содержащую 22%-ный силикобарий SIBAR22 в количестве 1,5-2,0% и комплексную лигатуру ФСМг7, содержащую РЗМ 0,3-1,0%, магний 6,5-8,5%, в количестве 0,2-0,5% от массы обрабатываемого расплава чугуна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению ковкого чугуна. .
Изобретение относится к области литейного производства, в частности к износостойким чугунам для производства мелющих шаров размольных мельниц, подвергающихся ударно-абразивному износу, например, при дроблении и размоле вольфрамовых руд.
Изобретение относится к области литейного производства, в частности к износостойким чугунам для производства мелющих шаров размольных мельниц, подвергающихся ударно-абразивному износу.
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов высокопрочного чугуна с шаровидным графитом для разностенных сложных отливок. .
Изобретение относится к области литейного производства и, в частности, к износостойким чугунам для производства деталей машин и оборудования, подвергающихся абразивному и ударно-абразивному износу.

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к износостойким чугунам для производства деталей машин и оборудования, подвергающихся ударно-абразивному износу.
Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам коррозионностойких чугунов с шаровидным графитом. .
Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам износостойких чугунов. .
Чугун // 2382106
Изобретение относится к металлургии, а именно к составам чугуна. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к составам серого чугуна. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к способу получения чугуна с шаровидным графитом. .
Изобретение относится к области металлургии и предназначено для десульфурации и модифицирования железоуглеродистого расплава для изготовления изделий из серого чугуна, а также чугуна с графитом шаровидной и вермикулярной формы.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке железоуглеродистых сплавов в индукционных печах. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатуре для модифицирования сплавов. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при литье изделий из чугуна с шаровидным графитом. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности, для внепечного рафинирования и модифицирования стали, чугуна и цветных сплавов. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии выплавки магнийсодержащих лигатур для высокопрочных лигатур, применяемых для изготовления деталей повышенной твердости, например, коленчатых валов автомобилей.

Изобретение относится к металлургии, к литейному производству, в частности к способам производства серого и высокопрочного чугуна, и может быть использовано при единичном, серийном, и массовом производстве отливок из чугуна.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в литейном производстве, в частности для десульфурации и модифицирования чугуна и получения чугунных изделий со структурой шаровидного и вермикулярного графита.

Изобретение относится к способу влияния на свойства чугуна посредством добавки магния к расплаву чугуна и сенсору для измерения содержания кислорода в расплаве чугуна в этом способе
Наверх