Способ модифицирования чугунамагнием

 

О Il И С А Н И Е <>827556

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— 22) Заявлено 15.05.79 (21) 2765410/22-02 с присоединением заявки (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень ¹ 17 (45) Дата опубликования описания 22.05.81 (51) М.Кл." С 21 С 1/ 10

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.745 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Г. Неижко, Л. А. Белинская, В. Ю. Тарасенко, Б. М. Самоличенко, P. Н. Адамович и Я. А. Гуревич

Институт проблем литья АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ

ЧУГУНА МАГНИЕМ

Изобретение относится к литейному производству и .может быть .использовано и ри изготовлени и чугу|на с шаровидным графитом.

Известны разл ичные способы модиф ицирова ния с целью получения чугуна с шаров идным графитом. Модифицирование осуществляется модификаторами на основе ферросилиция,,силикокальция, садержащями магний и;редкоземельные металлы, а также чистым магнием.

Ввод м одификаторов п роизводится IIpHнудительным,их погружен нем в расплав, засы пкой на дно ковша перед,набором в него:металла, подачей,на струю при наполнен ии ковша, засыпкой на поверхность IpBcплава с последующим перемешиванием и т. д. Для ввода чистого магния,используются специальные, устройства — автоклавы, гермепизирова няые |ковшя и т. и. (1).

Недостатком способов модифицирования с применением модификаторов является значительный их расход, большой угар элементов, входящих в,их состав, особенно .магния и Р3М, и недостаточная надежность, получения графята шаровидной фойер мы.

Bpm модифициро вании чистым магнием в автоклавах или гермевизирова нных ковшах улучшается усвоение,магния чугуном и повышается надежность получения графи.та шаровидной формы, однако угар .магния остается значительным.

Известен способ,модиф ицнрования жидкого чугуна магнием, который осуществляется путем уста новоси ковша в камеруавтоклав, создания в автоклаве давления сжатым воздухом, превышающего упругость насыщающих па ров магния, ввода магния на поверхность .металла и леремеш ивания специальной мешалкой (2).

Магний, введенный на поверхность жядкого чугуна, расплавляется и поирывает зеркало металла, таким образом создается большая, поверхность контакта жидкого магния с воздухом, .имеющимся в а втоклаве. Кроме того, воздух в автоклаве сжат, поэтому количество нисло рода в,нем на

1 ед. объема больше.

20 Все это создает предпосылки для зяачитель ного угара магния при модифицировании. Колячество магния, которое может угореть при вступлении в,реакцню всего кислорода, имеющегося в автокла ве, охаре25 деляется, исходя из следующих данных: объем воздуха в автоклаве КМ-2 — 0,5 лз, степень его сжатия .п ри давлении в 6 ати—

7, удельный вес воздуха — 1,29 кг/лР, доля кислорода в воздухе — 0,23, соотношение зО количеств магния и,кислорода, вступаю827556 щих в реакцию с образованием Mgo, равно соотношению:их атомных .весов, т. е.

24/16:

0,5»РX7X1,29 кг/»c Õ0,23Õ24 16 = 1,5 кг.

Темлература воздуха при расчете не учитывалась.

Этот расчет показывает, что имеются большие возможности для угара магния при модифици рова нии чугуна в а втоклаве (т. е. может угореть 1,5 кг магния, в то вовремя как для модифицирован ия вводят

2 — 3 кг магния),и с этим необходимо сч итаться.

Иногда при обработке чугуна чистым ,магнием вводят криолит с целью ошлаковывания и удаления продуктов взаимодейств ия магния с кислородом и серой, однако, ковда криол ит присаживают в ковш, он, кмея больший удельный вес, чем магний, не изолирует, магний от воздуха и, IHaxoдясь на зеркале металла под магнием, уменьшает контакт магния с чугуном, что ухудшает усвоение магния и способствует его угару.

Целью изоб рете ния является уменьшение угара магния,и допол н ительное,рафи ниро вание прои модифицировании чугуна в камере-автоклаве.

Поставленная цель достигается тем, что перед присадкой магния на зеркало металла вводят флюс, образующий шлак, удельный вес которого иеньше удельного веса магн|ия. Флюс, введенный HB зеркало металла, плавится,и образует шлак. Такой шлак, имеющий удельный вес меньше удельного веса магния,,пр икрывает магний и тем самым, изолирует его от воздуха, находя щегося в BBTQIKJIB)Bp.. Таким образом, при наведении шлака, iIIozpIIIIBIOIIIeIo ж идкий MBDHHH .на зеpKBJIII металла, уменьша,ется угар магния и увеличивается степень его усвоения. Для лр и ирытия магния от окисления достаточно получить на по верхности металла слои расплавленного шла|ка толщиной примерно 2 ля. Пол учение такого достаточно тон кого слоя обеспечивается применением,неболь|шого количества флюса, так, например, для ковша емкостью

700 кг:количество флюса составляет 0,9—

1,0 кг.

Для осуществления способа пр игодны покровные флюсы,,применяемые при плавке магниевых сплавов для п редупреждения возгорания магния, Эти флюсы л редставляют собой в основанном смеси хло ристых солей магния,;натрия, zaJI@H, .кальция и ба рия. Таким флюсом является, например, карналлит, состоящий из 40% МдС1, 45%

КС1, до 8% NBC1+CBClz, до 1,2% Mgo, остальное — примеси.

Температура плавления вышеназванных флюсов ниже температуры плавления чистого магния, они покрывают поверхность

65 сплошной прочной коркой и не вступают в химерические .реакции с магнием, а также с футеровкой ковша. Образующиеся шлаки немеют высокую вязкость, что позволяет легко удалять IHx с поверхности чугуна.

Удельный вес их находится .в пределах

1,3 — 1,6 г/сл, шлаки обладают также рафинирующей способностью, поэтому при:их применении происходит как уменьше н ие угара магния, так и очистка чугуна от вредных примесей.

Наведение, шлака путем добавки лег коллавких флюсов не исключает использования ириолита, применяемого для удаления окислов и сульфидов магния, однако количество криол ита:можно значительно уменьlIIIHTb в связки с рафини рующей способностью,применяемого шлака,и умвньше,н ием степени окисления магния.

Пример. Чугун плавили в дуговой ,печи емк. 3 т с кислой футеровкой. Темпе,ратура выпуска чугуна из лечи — 1400 С, содержание серы в чугуне — 0,04%. Чугун набрали в ковш ем костью 0,7 т, который затем поместили в камеру-автоклав

КМ-2. На мешалке автоклава yHpeIIHJIH контейнер с порцией магния МП весом

1,5 кг (— 0,21% от веса обрабатываемого чугуна) . Затем на зеркало металла засыпали дробленый плавленный карналлит в количестве 0,95 кг. (Расчет необходимого количества .кар налл ита производился исходя из следующих данных: площадь зеркала металла в ковше диаметром 60 см—

3000 сл -, толщи на слоя шлака, получившегося при расплавлении флюса — 0,2 см, уд. вес шла;ка — 1,55 г/сл 3000 см, 0,2 сл.

1,55 г/сл =930 г). После закрытия камерыавтоклава опустили мешалку и провели обу а бо тку чу дуна магнием. По окончаниии реакции модифици рования открыли автоклав, извлекли,из него ковш,и очистили образовавшийся шла к. После, проведения вторичного модифицирования д робленым ферросилицием ФС 75 чугун разлили в фо|рмы. Содержан ие .магния в чугуне после обработки составляло 0,06 — 0,065%. Получе,н чугун с ша:ровид:ной ф.opmoH графита.

HlpH п рименении обычной технологии без ,использования карналлита при тех же параметрах плавки и модифиц ирования пор.ция магния для модифиIIIHpoBBHHH составила 2 кг (— 0,28% от веса обрабатываемого чугу1на), остаточное содержание магния—

0,04 — 0,05%, т. е. количество введенного магния больше, а остаточное содержание меньше.

Использование способа мод|ифицирования чугуна обеспечивает ло сравнению с существующиии способами следующие п реимущества: уменьшение yI aipa магния на

10 — 15%, рафинирование металла путем уменьшения IB .нем содержания газов и неметалличесиих включений, повышение надежности,получения графита шаровидной

827556

Фойер мула изо б р етен ия

Составитель А. Кондратьев

Техред И. Забологнова

Редактор Е. Братчикова

Корректор С. Файн наказ 56%08 Изд. № 358 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» формы, несмотря:на уменьшевие количества магния, необходимого для модифицироиания, за счет связыва ния некоторого количества кислорода и серы,,имеющихся в жидком чугуне.

Дополнителыные расходы,на пр имвнение флюса окупаются за счет зкономии магвия .и,рафинирования металла. Экономия магния на 1 т чугуна составляет

0,75 кг.

Способ модифици рова ния чугуна магнием, заключающийся в установке ковша с жидким чугуном в камвру-автоклав, создания в автоклаве давления сжатым воздухом, вводе магния на поверхность металла и пвремешива:ни,и его, о тлич а ю щи йс я тем, что, с целью уменьшения утара магния и дополнительного рафинирования чугуна, перед присадкой магния в ковш вводят флюс, образующий, шлак, удельный вес которого меньше удельного веса магния.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Справочник по чутунному литью, Л., «Машяноспроение», 1978, 240 — 251.

2. Твхнология плавии и внепвчной обработки сврого, ковкого и высоколрочного чугуио1в, НИИИнформмаш., PTM МТ 20-2-76, М., 1977, 84.