Способ обработки чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ЕСПУБЛИН 05 09 (И) И С 21 С 1/О ОБРЕТЕЛВСТВУ Я Ис ьски свидетельство СС С 1/08, 1970. идетельство СССР С 1/00, 1977,идетельство СССР С 1/00, 1983, в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ АВТОРСКОМУСВИДЕ(71) Каунасский литейный заво(54)(57) СВХ:ОБ ОБРАБОТКИ ЧУГУНАнепрерывном литьезаготовок,чающий ввод в расплав смеси сурьмы и алюминия в соотношении 1:2 - 1:3 с расходом сурыаю 0,3-1,2 кг на 1 т.чугуна, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, .с целью повышения качества заготовок за счет уменьшения зоны мезденс дритного графита в поверхностныхслоях заготовки и продления времени действия:зффекта модифицирования, в смесь вводят порошок графита фрак- СР ции .0,2-1,0 мм при массовом соотношении сурьмы, алюминия и графита 1;2:1-1:3:1, причем 30-50 Х смеси вводят под струю металла при выпуске из печи в ковш при 1380-1420 С, аоостальное -.под струю металла в процессе перелива из ковша в металри лоприемник установки непрерывнойразливки при 1330-1360 С.1 11227Изобретение относится к металлургии черных металлов, конкретнее кобработке жидкого чугуна при литьенепрерывных заготовок,Известен способ обработки чугуна алюминием, по которому его вводятна дно вагранки перед плавкой чугуна.Способ позволяет получитьчугун с.хорошими литейными свойствами 1 .Однако получаемый при данном спо- Осабе чугун имеет невысокие механические свойства, угар алюминия достигает 50.Известен.способ обработки чугуна,по которому в чугун для .уменьшения 15угара алюМиния и повышения качестваметалла вводят алюминий в смеси слитием 21 ..Однако при этом способе в непрерывно-литых заготовках не удается 20"получить однородности структуры исвойств по сечению заготовки.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и получаемомурезультату является способ обработки чугуна смесью сурьмы и алюминия всоотношении 1:2-1:3 с расходом сурьмы 0,3-1,2 кг на 1 т чугуна, еесодержание в указанных пределах определяют из соотношения 30. Согласно этому способу положительный эффект получают за счет повышения однородности свойств и структуры по сечению заготовки, а также45 за счет повышения количества перлита в металлической матрице материала отливки 3 .Однако при известном способе в поверхностных слоях по периметру ие прерывно"литых заготовок, контактирующих с охлаждаемым графитовым вкладышем кристаллизатора на глубину 4-6 мм от поверхности,. образуется так называемая дефектная зона 55 междендритного графита с размерами 15-30 мкм. Это вызвано особенноетя". ми протекания теплофйзического про 05 2цесса непрерывного литья и отрицательным влиянием сурьмы на процесс эвтектической графитизации. Сурьма, являясь антиграфитизатором, препятствует при больших скоростях охлаждения росту графита, что способствует образованию в поверхностных слоях заготовок эоны междендритного графита. Кроме того, действие эффекта модифицирования при применении известного способа сохраняется в течение 15 мин, в то время как при установившемся процессе. непрерывного литья на действующих заготовках интервал между последующими доливами металла в металлоприемник 20-.25 мин. В резуль" тате прекращения действия эффектамоднфицирования снижается качествонепрерывно-литых изделий.Целью изобретения является повышение качества заготовок за счет уменьшения зоны междендритного графита в поверхностных слоях заготовки и продления времени действияэффекта модифицирования. Поставленная цель достигаетсятем, что при способе обработки чугуна при непрерывном литье заготовок, включающем ввод в расплав смеси сурь-,1 мы и алюминия в соотношении 1;2-1:3 с расходом сурьмы 0,3-1,2 кг на 1 т чугуна, в смесь вводят порошок графита Фракции 0,2-1 мм при массовом соотношении сурьмы, алюминия и графита 1:2 ф 1-1:Зф 1, причем 30-50 смеси вводят под струю металла прио выпуске из печи в ковш при 1380"1420 СР а остальное - под струю металла в процессе перелива из ковша в металлоприемник установки непрерывной разливки при 1330-1360 С.Благодаря новой технологии обработки чугуна достигают увеличения времени действия эффекта модификации до 25 мин, уменьшения зоны межден дритного графита в поверхностном слое по периметру непрерывно-литой заготовки с 4-5 до 2-2,5 мм. Выбор соотношений компонентов сме си и технологических параметров обработки чугуна комплексными присадками обусловлен технологическими особенностями одновременного протекания процессов раскнсления, рафинирования и модифицирования, вызывающих значительный расход вводимых активных реагентов, необходимых для стабильного ведения процесса.3 11227Первичный ввод механической смеси в количестве 30-503 от их общего расхода .обеспечивает глубокое раскисление и рафинирование чугуна, а также ускорение графитизации в жид кой фазе.Использование менее ЗОБ общего расхода смеси малоэффективно в связи с недостаточным рафинированием расплава, а использование более 10 507 приводит к ослаблению эффекта модифицирования и сокращению времени его действия. Указанное количество смеси приносит положительный эффект при температуре расплава не менее 1380 С и при размерах фракций порошка графита 0,2-1 мм. Размер фракций порошка графита и температура чугуна определяют степень усвое- . ния графита расплавом. Использование 20. фракции порошка графита менее 0,2 мм затруднено, так как под действием%восходящего потока теплого воздуха такую фракцию выдувает из смеси и ввод ее в металл крайне затруднен а прифракции более 1 мм и темФопературе ниже 1380 С растворение графита в чугуне замедляется, При температуре чугуна выше 1420 С поО вышается угар сурьмы.Последующий ввод смеси под струю металла при переливе его из раздаточного ковша в металлоприемник при 1330-1380 С способствует продлению времени действия. модифицирующего. эффекта до 25 мин. Это связано с ,тем, что обрабатываемый материал пос;ле первого ввода смеси имеет гораздо. т.есоздаются благбприятные условиядля модифицирования и Формированияграфита пластинчатой формы, благодаря чему в поверхностных слоях заготовки уменьшается зона междендритноГОграфита, 05. 4сурьмы. Отклонения от этого требования приводят к тому, что эффект модифицирования не сохраняется в те-чение 25 мин, кроме того, при превышении расхода порошка графита огрубляется форма графитовых включенийв структуре заготовки,При опытной проверке эффективностииспользования предлагаемого способаобработки чугуна по сравнению с известным расплавленный в печи ИЧТ исходный чугун состава, мас.Х:С 3,4; 5 2,2, М 0,6, 5 0,03,Р 0,04, при 1400 С переливают изпечи в раздаточный ковш, на дно которого помещают смесь.,сурьмы, алюминияи порошка графита фракции 0,5 мм.Общее количество смеси, г: бЬ 400,А 1 800, графит 400 из расчета на 1 тжидкого чугуна, 40 Х этой смеси вводятв ковш, т.е. 160 г 9 Ь, 320 г А 1и 160 г порошка графита на 1 т чугуна. Заполнив ковш металлом, счищаютшлак и при 1340 С переливают в меФталлоприемник, после чего проводят.протяжку заготовки с размером сечения 160 х 120 мм Иэ заготовки вырезают темплеты через каждые 3 мин,для оценки величины зоны со структурой междендриного графита и времени действия эффекта модифицирования.Согласно известному способу жидкийчугун того.же состава обрабатываютв металлоприемнике смесью сурьмыи алюминия.Результаты проведенных испытаний представлены в таблице.ч Зона меж- дендритного графита от поверхности заготовки,мм ДлительОсть эф фекта м ифицир Способ обработки чугуна о- ов ияИзвести Нредлагаемый 25 50 едложенный спо- ть в поверхност-литой чугунной ндритного графиействия модичто упрощает ации при непреТемпература металла при этой обработке должна быть в пределах 1330-1350. С. При более высокихотемпературах снижается производительность процесса, так как увеличивается-время для снятия перегрева металла в. кристаллизаторе. Снижение температуры ниже 1330 С ие обеспеОчивает стабильного растворения порошка графита в чугуне.Количество вводимого в комплексную смесь порошка графита должно со-; ответствовать количеству вводимой Таким образом, прсоб позволяет уменьшиных слоях непрерывнозаготовки зону межде 5 та и продлить время дФицирующего эффекта,технологические оперрывном литье чугуна.