Способ получения чугуна с шаровидным графитом

 

О П И С А Н И Е 340706

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 20.Vll.1970 (№ 1472613/22-2) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05.V1.1972. Бюллетень № 18

M. Кл. С 21с 5/56

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.365.3(088.8) Дата опубликования описания 27.VI.1 бввблиот МЬ. ЖЬА

Авторы изобретения

Н, М. Сытник, Ю. Ф. Гарцунов, А. И. Любич, П. М. Несвит, В. Н. Радзиевский, К. Д. Косенко и П. С. Сиротинский

Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт химического, насосно-компрессорного и арматурного машиностроения

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1УГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ

И зобретение относится к спецэле ктрометаллургии.

Известен с|пособ получения чугуна с шаровидной формой графита, сущность которого за ключается в обрабогке расплавленного чугуна модификаторами. В качестве модификаторов ис пользуют элементы-сфероидизаторы

Mg, Са, Се, V и другие в т вердом, жид ком или газообразном состоянии, ком пле ксные Mloдификаторы или лигатуры на осно ве Mg, Са и редкоземельных металлов. Хорошие результаты дает обработка расплава лигатурами на основе кальция, обеспечивающая возможность большого перегрева расплава, огсутсгвие пироэффе кта и черных пятен,в отлизках. Обработку ра!сплава ведут в ковшах, пла вильных агрегатах, в прох одящем потомаке металла, причем обрабатывают или весь объем металла cpaaiy, ил и довольно большой объем расплава. Во всех случаях стремятся перегреть расплав чугуна для увеличения степени усвоения модификатора и для технологичности .получения отливок.

Недостатками такого способа являются раздельные процессы,плавления и перегревов с о бработкой чугуна и обработка большого объема расплава, снижающая эффект модифицирования. Для получения чугуна по извест ному способу требуется специальный плавильный агрегат, сложный по конструкции.

Цель изобретения — ускорение процесса модифицирова ния, более равномерное,распределение модификатора по всему объему расплава.

Поставленная цель достигается путе м переплава в .кристаллизагоре материалов за счет те|пла электрической дуги или шлаковой ванны. Капли расплавленного металла собираются в копильни к, представляющий собой

10 графитовый или медный водоохлаждаемый кристаллизатор. Во всех случаях происходит одновременные процессы плавления, перегрев и обработка расплава. Процесс капельного

1переплава осуществляется с применением .про15 мышлен ных установок для электродугoiBQI переплава плавящимся электродом или эле ктро шла ко вых сварочных аппаратов для сварки пла вящим ся электродом с мощными источниками дуги. В качестве исходных мате20 риало в может и спользо ваться порошковый электрод, состоящий из любых марок чугунов, легирующих добавок и модификатора и порошковые электроды или проволока из стали с на пол нителями — графит, моди фика25 тор и легирующие добавки.

При электродуговом переплаве на,конце электрода образуется ка пля раоплавле нного металла с температурой около 1800 С. При такой температуре наибольший эффект моЗО дифицирования достигается с,применением

3407О6

Предмет изобретения

Составитель Р. Зельцер

Техред Л. Богданова

Редактор Т. Баранова

Корректор Е. Миронова

Заказ 1939/8 Изд. № 831 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 модификаторо в .на основе кальция, так как температура кипения кальция выше, чем

Мо, Се, Ъ и других элементов —,сфероидизаторов. Температура плавления модификаторов на основе кальция близ ка к температуре плавления чугуно|в. Поэтому при температуре капли одновременно плавятся чугун и модификатор, последний равномерно распределен по объему капли, тем самым создаются благоггриятные условия для полной ее обработки.

При такой температуре реакции обессеривания и раскисления металла протекают в десятки раз быстрее, чем при температурах расплава, свойственных известным способам получения чугуна,с шаровидным графитом.

За гвремя прохождения капли через дуговой проме>кутогк эти реакции почти протекают до конца и оконча щгьг4о "" ",йчиваются с расплаве. Повгержостр Ыа гектро дного металла защищена от окисления- за счет образо вания - большого объема QkgoKHIGH углерода, образованной при сгорании последнего и частичного раGKHlcëåíHÿ металла. Кроме того, в капле легко образуется карбид кальция и ггри условии переохлаждения расплава имеет первую модификацию, через которую идет образование шаровидного графита. Таким о бразом, в капле расплавленного металла создаются условия для зарождения графита с шаровидной формой, а капля ма ксимально модифицирована элементом-сфероидизатором.

Попадая в копильник,капли образуют расплав чугуна с температурой, близкой к тем,пературе капель и поддерживаемой на поверхности теплом дуги. Здесь заканчиваются реакции рафинирования расплава, а большой герегрев сбеспечивает жидкотекуче сть его.

При электродуговом переплаве под слоем шлака сущность способа остается та же самая, что и при электродуговом переплаве, только ванна расплава дополнительно защищена шлаком, что предотвращает интенсив:ное испарение модификатора с зеркала ва нны.

Для наведения IIIJIBII oBQH ванины используются флюсы на основе Са и Si. Этот спо5 соб позволяет дополнительно обработать расплав модификатором за счет перехода его из шла на, произвести дегазацию расплава и пе репла влять чугуны с повьгше нным содержанием серы.

10 При электрошлаковом переплаве тем пература капель электрода, пла вящего ся за счет тепла шлаковой ванны, зави сит от длительности протекания тока через систему элактродшлаковая ва нна-металл. Таким образом, про15 цесс модифицирования капель становится управляемым за счет изменения температуры шлаковой ванны, Капля, проходя шлаковую ванну, глубо ко рафинируется, дополнительно обрабатывается модификатором за счет шла20 ка и дегазируется. Такой же обработке подвергается ра сплав металла.

Необходимым условием для образования графита с шаро видной формой является переохлажде ние расплава. Переохлаждение

25 расплава во всех трех случаях осуществляются за счет изменения скорости охлаждения его в кристаллизаторе или за счет введения в состав модификатора элементов, опособствугощих этому, ЗО

Способ получения чугуна с шаровидным

35 графитом, заключающийся в обработчике расплава,модификатором, обеапечывающим эффект сфероидизации графита, отличающийся тем, что, с целью увеличения ра вномерности обработки расплава и увеличения степени

40 модифициро1вания, обработку расплава ведут в процеасе одновременного капельного переплава чугуна и модификаторов.