Способ получения чугуна с шаровид-ным графитом

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (о 836119 I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополиительиое к авт. свид-ву— (22) Заявлено 020479 (21) 2745245/22-02 (я}м, кл .з

С 21 С 1/10 с присоединением заявки Но

Государственный комитет

СССР ио деяам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070681, Бкзллетеиь Й9 21

Дата опубликования описания 070681 (З) НЖ 621. 745. . 3 (088. 8) И. Г. Неижко, Л. А. Белинская, Б.М. Самоличенко

72) Авторы (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ

ГРАФИТОМ

Изобретение относится к металлургии и литейному производству.

Известны различные способы получения высокопрочного чугуна. Большинство из них включают модифицирование чугуна сфероидизирующими и графитизирующими присадками, последовательно одно после другого.

Некоторые способы предусматривают совмещение сфероидизирующего и графитизирующего моднфицирования, что осуществляется при использовании модификаторов на основе ферросилиция, силикокальция, которые вводят как в ковш, так и непосредственно в форму. В ряде способов производят раздельное модифицирование различными сферондизирующими элементами (Mg, P3M) с последующим графитизирующим модифицированием ферросилицием и т. п. (11.

Недостатком известных способов получения высокопрочного чугуна является низкий коэффициент использования сфероидиэирующих присадок, особенно РЗМ, являющихся дорогими и дефицитными, а также в случае модифицирования в форме — необходимость усложнения литниковых систем и увеличения расхода металла на заполне°, ние реакционных камер в связи со значительным количеством (0,3-0,9%) вводимой графитизирующей присадки.

Известен способ получения чугуна с шаровидным графитом, по которому чугун, обработанный магнием в герметичном ковше (сфероидиэирующая присадка) модифицируют дробленым ферросилицием ФС75 (графитизирующая присадка), который перед сборкой форм помещают в реакционную зону (полость) литниковой системы в количестве 0,70,9 вес.% заливаемого в форму чугуE2)

Недостатком этого способа является усложнение литниковой системы отливок и увеличение расхода металла на нее в связи с необходимостью ввода в форму значительного количества графитизирующей присадки (например, .при весе заливаемого в форму металла — 10 кг количество графитиэирующей присадки должно составлять

0,07-0,09 кг). При наличии в составе чугуна демодификаторов повышается расход магния на сфероидизацию и уменьшается надежность получения шаровидной формы графита.

Цель изобретения — сокращение расхода модификаторов при сфероидизиру836119

4 сфероидиэации графита, а в количествах больше верхнего предела неоправданно и экономически нецелесообразно.

Разделение процесса модифицирования позволяет проводить обессеривание и раскисление чугуна, которое является обязательным при любом процессе модифицирования, только за счет магния, наиболее доступного и дешевого

1сфероидизирующего элемента, а более .дефицитные и .дорогие РЗМ использовать только на связывание и нейтрализацию демодификаторов в магниевом .чугуне.

Модифицирование магнием можно проводить в автоклавах, гермоковшах, в конверторных ковшах и другими способами. Прг использовании магниевых лигатур на основе ферросилиция или

Ферросилиция с силикокальцием модифицирование можно проводить засыпкой модификатора на дно ковша при выпуске чугуна из плавильного агрегата и т.п.

Модифицирование РЗМ проводят после счистки шлака в том же ковше, в котором проводилась обработка чугуна магнием, или же во время перелива чугуна в разливочные ковши или разливочное устройство. В качестве присадки могут быть использованы любые

РЗМ-содержащие лигатуры, желательно церийсодержащие с минимальным количеством лантана, ухудшающего форму графита, и других дорогостоящих элементов.

Модифицирование графитизирующими присадками также. разделено на два этапа. На первом этапе чугун необходимо обрабатывать такими элементами как барий, кальций, стронций, которые эффективно действуЮт в течение длительного времени. Поэтому и присаживать их необходимо в ковш, или разливочное устройство за счет этого уменьшается количество присадки, которую необходимо ввести в форму.

Количество присадки определяется из расчета ввода в чугун 0,01-0,023 Ва и 0,005-0,02% Са по отношению к весу обрабатываемого чугуна. Введение этих присадок в количествах меньше нижнего предела недостаточ- . но для графитизации, а в количествах больше верхнего предела не дает эффекта и приводит к образованию значительного количества шлака. Для графитизирующего модифицирования могут быть использованы содержащие кальция и барий кремнистые лигатуры: силикокальций, силикобарий, силикокальций, содержащий стронций и т.д. одифицирование графитизирующей присадкой в ковше или разливочном устойстве дает возможность уменьшить озу присадки модификатора в полость ормы до 0 15-0,10%, что позволяет бойтись без усложнений литниковой истемы и без применения каких-либо стройств для размещения присадки в ющем и графитизирующем модифицировании.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения высокопрочного чугуна модифицирование сфероидиэирующими и графитизирующими присадками проводят раздельно каждое в два этапа следующим обраэомг

1) модифицирование чугуна магнием или магнийсодержащими лигатурами до содержания магния в чугуне 0,030,078; .2) модифицирование полученного магниевого чугуна РЗМ или РЗМ-со -. жащими лигатурами иэ расчета ввода в чугун, 0,005-0,03% РЗМ, 3S

3) модифицирование чугуна кремнис1 тими лигатурами, содержащими барий— и кальций из расчета ввода в чугун

0,01-0,02% Ва и 0,005-0,02% Са, 4} модифицирование чугуна в фор- 20 ме ферросилицием или ферросилицием, активированным стронцием в количестве 0,1-0,15%.

Второй этап модифицирования сфероидизирующими присадками и первый этап модифицирования графитизирующими присадками могут быть совмещены. При этом модифицирование сфероидизирующими и графитизирующими присадками остается разделенным каждое на два этапа.

Присадки, используемые в качестве модификаторов при осуществлении второго этапа модифицирования сфероидизирующими присадками, а также перного и второго этапов модифицирова 35 ния.графитизирующими присадками, могут содержать 0,1-3% магния, а при осуществлении первого и второго этапов модифицирования сфероидизирующнми присадками и первого этапа моди- 40 фицирования графитизирующими присадками — 40-75% кремния.

Сущность способа получения высокопрочного чугуна заключается в следугощем 45

Процессы модифицирования сфероиди зирующими и графитизирующими присад.ками разделены каждый на два этапа.

Модифицирование сфероидизирующими графит прчсадкамг на первом этапе проводится магнием или,магнийсодер50 жащими лигатурами в количестве, поз воляющем получить остаточное содержание магния в чугуне 0,03-0,07%, а на втором этапе - РЗМ или РЗМ-содержащими лигатурами в количестве

0,005-0,033 от веса обрабатываемого чугуна. Содержание магния и церия в укаэанных пределах обеспечивает на М дежное получение шаровидного графита в чугуне даже при наличии эле- <0 р ментов-демодификаторов в количествах, сверх обычно имеющихся в чугунах. Наличие магния и церия в количествах менее, чем указано в нижнем пределе значений, недостаточно для 65 у

836119 форме. Графитизирующий модификатор, обычно ферросилиций ФС75, активированный 1-2Ъ стронция, измельчений до кусков размером не более 1 мм в пощеречнике, может быть засыпан как в полость литниковой системы, так и в полость собственно отливки.

Разделение графитизирующего модифицирования на два этапа предусматривает проведение второго этапа в форме как наиболее целесообразного с точки зрения экономии модификатора и повышения эффективности действия поздней графитизирующей присадки.

Пример 1. Чугун плавили в индукционной печи. В установке KN-1 с емкостью ковша 200 кг чугун обработали чистым магнием МГ1 в количестве 0,4 кг (0,2 вес.Ъ чугуна) (1-й этап модифицирования сфероидизирующими присадками).

После счистки шлака в тот же ковш добавили чигатуру Сиитмиш-1 в количестве 0,15 кг. При этом ввели в чугун 0,020% РЗМ (2-й этап модифицирование сфероидизирующими присадка- 25 ми).

Перед разливкой на дно разливочного ковша емкостью 60 кг поместили

0,05 кг силикобария и 0,15 кг ферросилиция ФС75, таким образом вве- ЗО ли в чугун 0,01% Ва (1-й этап модифицирования графитизирующими присадками ), °

После этого в полость формы засыпали измельченный ферросилиций 3S в количестве 0,15% от количества заливаемого в форму чугуна. (2-й этап модифицирования графитизирующими присадками).

В данном примере все четыре этапа модифнцирования сфероидизирующими

40 и графитизирующими присадками разделены.

Пример 2. Чугун выплавляли в индукционной печи МГН-102 с емкостью тигля 180 кг. Лигатуру ЖКМК-4 помещали на дно ковша емкостью

180 кг в количестве 3,6 кг, т.е.

0,2Ъ Ng от веса обрабатываемого металла (1-й этап модифицирования сфе- що роидизирующими присадками) °

После счистки шлака в этот же ковш внесли лигатуру Сиитмиш-1 в количестве 0,15 кг. При этом ввели в чугун 0,015% РЗМ (2-й этап модифицирования сфероидизирующими присадками)

На дно разливочного ковша емкостью 60 кг добавили измельченную до фракции не более 10 мм лигатуру Si-Ca-Ва, в количестве 0,06 кг 60 (0,1 вес.Ъ чугуна) и 0,15 кг ферросилиция ФС75 из расчета ввода в чугун 0,02% Са и 0,01% Ва (1-й этап модифицирования графитизирующими при садками). 65

После этого в полость форьы засы пали измельченный до фракции 1 мм ферросиликостронций ФСС2 0,1Ъ от количества заливаемого в форму чугуна. (2-й этап модифицирования графитизирующими присадками).

В данном примере все .4 этапа модифицирования сфероиднзирующими и графитизируницими присадками также разделены

На 1-ом этапе модифицирования сфероидизирующими присадками применена лигатура ЖКМУ-4, содержащая 6-9%

Ng и 40% Si.

Использование способа получения высокопрочного чугуна обеспечило по сравнению с существующими спо-. собами следующие преимущества:

1) воэможность проведения модифи1 цирования в форме без дополнительных усложнений литниковой системы и без повьааения расхода металла на нее, 2) получение графита шаровидной формы в чугуне даже при наличии некоторых элементов-демодификаторов, 3) надежное получение отливок без отбела, что позволяет сократить расходы на термическую обработку, 4) уменьшение расхода модификаторов.

Ожидаемый экономический эффект

20 руб. на 1 т модифицируемого чугуна.

Формула изобретения

1. Способ получения чугуна с шаровидным графитом, заключающийся. в выплавке чугуна, обработке его магнием или магнийсодержащими лигатурами РЗМ или РЗМ-содержащими лигатурами и вторичное модифицирование крем нийсодержащими лигатурами в форме, отличающийся тем, что, с целью модифицирования в форме без усложнения литниковой системы, и уменьшения расхода модификаторов, модифицирование сфероидизирующимн и графитиэирующими присадками проводят раздельно каждое в два этапа, сначала модифицирование магнием или магнийсодержащими лигатурами до содержания магния в чугуне 0,03-0,07%,-модифицирование магниевого чугуна P3N или

РЗМ-содержащими лигатурами из расчета ввода в чугун 0,005-0,034 P3N, а затем модифицированне кремнистыми лигатурами, содержащими кальций и . барий из расчета ввода в чугун

0,01-0,033 бария и 0,005-0,02% кальция и модифицирование в форме ферросилицием или ферросилицием, активированным стронцием в количестве

0,1-0,15%.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что второй этап модифицирования сферондизнрующими

836119

Составитель А. Кондратьев

Техред А, Бабинец Корректор С. Иекмар

Редактор С. Титова

Заказ 2835/11 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений.н открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 присадками и первый этап модифициро вания графитизирующнми присадками проводят одновременно.

3. Способ по пп, 1 и 2, о т л ич а в шийся тем, что при осуще.ствлении второго этапа модифицирования сфероидиэирующими присадками, а также первого и второго этапов модифицирования графитизирующими присадками вводят присадки, содержащие

0,1-3,0Ф магния, а при осуществлении первого и второго этапов модифицирования сфероидизкрующими присадками и первого-этапа модифицирования гра+ фитизирующими присадками вводят присадки с содержанием кремния 40-75%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 507652,. кл."C 21 С 1/00, 1973.

2. Иаюрников А.В, н др. Вторичное модифицирование магниевого чугуна в форме. - "Литейное производство" 9 6

1975, с, 7 (прототип).