Смесь для обработки чугуна
Союз Советскнд
Соцналнстнчвсннх
Рвспублнк
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
<>872561
-а (6t) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 040380 (2I) 2888924/22-02 с присоединением заявки Но (23) Приоритет,—
Опубликовано 1510.81. Бюллетень Н 9 38
Дата опубликования описания 15.1081
К„з
С 21 С 1/00
С 21 С 5/54
Государственный комитет
СССР яо делам изобретений и открытий (53) V+K 621. 745. .3(088.8) (72) Авторы изобретения
В.Д. Краля, В.В, Суменкова, А.А. Приданн и В.И. Селиванов
{71} Заявитель
Институт проблем литья АН Украинской CCP (54 ) СМЕСЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА
2-60
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к смесям для рафинирования и модифицирования чугуна.
Известна рафинирующе-модифицирующая смесь, применяемая при обработке жидкого чугуна, состоящая из одного или нескольких восстанавливаемых галоидов, окислов или других соединений щелочных, щелочноземельных меметаллов, магния в количестве 70-95% и восстановителя в количестве 5-30%, в качестве которого применяют карбид кальция один или вместе с силицидом кальция. !5
Для удаления серы от 0,04% до
0,006% обработку проводят 2-3 раза с расходом смеси при каждой обработке около 1%. (11 . 2q
Недостатком смеси является ее низкая рафинирующе-модифицирующая способность и повышенный расход дорогостоящей и дефицитной смеси. 25
Н аи более близ кой к предл агаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является рафинирующе-модифицирующая смесь для обработки чугуна, (2 1,содержащая, вес. %:
Сили кокал ьций
Хлорид натрия и/или редкоземельных ме— таллов
Один или несколько компонентов из группы хлорид магния или бария, фторид магния, уклекислый барий, окислы, фториды, карбонаты редкоземельных металлов 2-40
Недостатком данной смеси является ее относительно низкая рафинирующая способность по сере и незначительная модифицирующая способность при получении высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита, а также ее дефицитность и дороговизна иэ-за содержания в ней дорогостоящих компонентов — фторидов, окислов, хлоридов, карбонатов Mg, Ва, Na, РЗМ и низкие прочностные свойства обрабатываемого чугуна.
Цель изобретения — удешевление смеси, повышение ее модифицирующей способности и прочностных свойств обработанного чугуна.
Цель достигается тем, что смесь, содержащая силикокальций и соединения магния, дополнительно содержит угле672561 род, а соединения магния введены в виде стружки магний-литиевого сплава при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Силикокельций 40-89,5
Углерод О, 5-10
Стружка маг ний - литиевого сплава 10-50
При этом состав стружка магнийлитиевого сплава следующий, вес.%:
Литий 7-9
Алюминий 4-6
Кадмий 3-5
Церий О, 01-0,2
Марганец 0,1-0,4
Цинк 0,8-2
Магний Остальное.
B стружке могут содержаться примеси, вес.%:
Fe (005
Си (0 05
К < 0,005 20
Si < О 1
Va с 0,005
К (0,005.
Наличие в сплаве рафинирующе-модифицирующей смеси струйки магнийлитие- 2 вого сплава в виде отходов производства магнийлитиевого сплава в количестве 10 -50%, содержащего такие активные металлы-модификаторы, как магний, литий, церий и микролегирующие элементы (алюминий, кадмий, марганец, цинк) позволяет глубоко обессеривать и модифицировать металл, получая чугун с вермикулярной или шаровидной формой графита.
При содержании в смеси стружки менее 10% в структуре чугуна наряду с шаровидным графитом образуется и пластинчатый графит, вследствие чего механические свойства чугунов понижаются. При содержании стружки более 40
50% в структуре чугуна образуются структурно-свободные карбиды. Это приводит к получению отливок с отбелом, возникает необходимость его длительной высокотемпературной обработки. 45
Углерод в смеси способствует образованию активных центров кристаллизации графита, устранению отбела и уменьшению усадки. При содержании углерода менее 0,5% зародышеобразование графита происходит малоэффективно.
Ввод графита в смесь в количестве 6олее 10% .приводит к образованию спели.
Силикокальций вводится как в качестве графитизирующей, усиливающей рол углерода,.так и в качестве модифицирующей присадки. Совместно с Mg, Се кальций способствует образованию в чугуне шаровидного графита. Кроме того, наличие кальция в смеси позволяет устранять такие неметалличес.- кие включения в чугуне, как "черные пятна", которые имеют место при модифицировании чугуна одним магнием.
Учитывая то, что стружку магнийлитиевого сплава переплавлять нельзя изза почти 100%-ного угара лития и магния, изготавливают присадку, модификатор в виде механической смеси или в виде брикета. Раздробленный до фракции 5 мм силикокальций перемешивают с графитовым порошком и стружкой. Приготовленную смесь или расфасовывают порциями по 1-20 кг с упаковкой в полиэтиленовые мешки или прессуют под давлением в виде брикетов.
В табл. 1 приведены составы известной и предлагаемой смеси, где смесь 1 — известная.
В лабораторных и опытно-производственных условиях были проведены сравнительные испытания известной модифицирующей и предлагаемой смесей, составы которых приведены в табл. 1.
Исследования проводились на базовом составе чугуна, содержащем вес.%: углерод 3,8, кремний 2,65; марганец
0,6; хром 0,07; фосфор 0,06; сера 0,04—
0,04-0,12. Содержание серы в количестве 0,04-0,12% в исходном чугуне (до обработки смесями) варьировали присадкой сернистого железа. Исходный чугун выплавляли в индукционной печи емкостью 30 кг. После расплавления чугуна в индукционной печи и перегрева его до 1450 С проводилась обработка металла смесями в количестве
2% от веса жидкого чугуна, которые вводились колокольчиком. После окончания пироэффекта чугун перемешивали, счищали с поверхности металла образовавшийся шлак и заливали пробы для проведения химического и металлографического анализов чугуна.
Результаты опробования смесей указанных составов приведены в табл. 2.
Таким образом, обработка чугуна смесями предлагаемого состава позволяет получить чугун со значительно более высокими механическими свойст- . вами.
Экономический эффект составит
22 руб. на 1 т высокопрочного чугуна .
872561
Таблица 1
Содержание компонентов, вес. В
Смесь, 9
СаС и (или) 5iCa
Стружка магнийлитиевого сплава
Галоиды, окислы и другие соединения щелочных щелочноземельных металлов .магния
91 0,3
8,7
0,5
89,5
60 10
40 10
50
Таблица 2
Смесь, 9
3 1
Показатели
1 (2 ) 4 (. Ъ
4Вкгс/ 1
50 60 72 80 83
46 52 60 70 . 68
1,2 2,8 3,2 3,0 2,5
207 239 239 244 255
Н8
Степень обессеривания чугуна (<) определяли по формуле
5и-8к
1ООЪ, 5н где 5 — содержание серЫ в исходном чугуне;
5 — содержание серы в чугуне; обработанном смесью.
Формула изобретения
50
ВНИИПИ Заказ 8952/41 Тираж 621 Подписное
Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4
1. Смесь для обработки чугуна, содержащая силикокальций и соединения магния, отличающаяся тем, что, с целью удешевления смеси, повышения ее модифицирующей способности и прочностных свойств обрабатываемого чугуна, она дополнительно содержит углерод, а в качестве соединения магния - стружку магнийлитиевого сплава при следующем соотношении компонентов, вес.а:
Силикокальций 40-89,5
Углерод 0,5-10
Стружка магнийлитиевого сплава 10-50
2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что стружка магнийлитиевого сплава содержит следующие компоненты, вес.В:
Литий 7-9 .Алюминий 4-6
Кадмий 3-5
Церий 0,01-0,2
Марганец О, 1-0,4
Церий 0,01-0,2
Марганец О, 1-0,4
Цинк О, 8-2
Магний Остапьное
Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Англии 9 1498959, кл. С 7 2, опублик, -1978.
2. Патент Японии Р 51-12443, ° кл. 10 Э 155.1, опублик. 1976.
