Способ получения чугуна с шаровидным графитом для прокатных валков

(19 1111 А 1 ас ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМГУИ ГКНТ СССР(71) Днепропетровский металлургический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 140960, кл. С 21 С 33/02, 1961,Кривошеев А,Е Рудницкий Л.СБелай Г.Е Котешов Н.П. Особенностикачества и производства валков из чугуна с шаровидным графитом. Научи.тр, Днепропетровского металлургичес"кого института, вып, Х 11 Х, 1962,с, 5-28. Изобретение относится к металлургии, преимущественно к литейному производству и может быть использовано при получении чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ) для отливки крупных прокатных валков.Цель изобретения - повышение износостойкости рабочего слоя валка.По изобретению магний вводят в обрабатываемый чугун в количестве 0,13-0,213 от массы металла в смеси с карбонатсодержащим материалом в соотношении 1:(0,63-0,83) соответственно, причем в качестве карбонатсодержащего материала используют карбонаты РЗМ.Обработку чугуна в разливочном ковше производят механической смесью ме(51)5 С 21 С 1/1 О, 1/ОО,С 22 С 33/08 2(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ ДЛЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к получению чугуна для прокатных валков, Цель изобретения - повышение износостойкости рабочего слоя валка. Магний вводят в обрабатываемый расплав в количестве 0,13- 0,217 от массы обрабатываемого чугуна в смеси с карбонатсодержащим материалом в соотношении 1.0:(0,63-0,83) соответственно, В качестве карбонатсодержащего материала используют карбонаты РЗМ, 1 табл. таллического магния и карбонатов РЗМ,общая формула которых (РЗМ) (СО )п.Карбонаты представляют собой тонкодисперсный порошок (основная фракция0,05 мм) и содержат (Се, 1.а, Ы, Рг)(СО)96,987, в том числе Се(СО)70-783, примеси остальное,Механическую смесь помещают в ко"локол для обработки чугуна магниеми вводят в обрабатываемый расплав,При опускании колокола в ковш происходит испарение магния и разложение вкарбонатов РЗС с образованием СОи КОц. Газообразная фаза способствует механическому распределению образовавшихся окислов РЗМ по всему объему расплава. Сродство окислов РЗМк сере значительно выше, чем у маг 1588775 4ния, и вышее, чем у РЗМ. Поэтому при получении чугуна нейтрализуется сера за счет связывания ее в оксисульфиды РЗМ. Процесс происходит более интенсивно, чем при вводе магния и кальцинированной соды, без временных затрат на образование окислов, как это имеет место при обработке лигатурой РЗМ. Связывание серы в оксисульфиды РЗМ в значительной степени уменьшает от, носительное количество сульфосоединений магния, ответственных эа образо" вание в рабочем слое валков неблагоприятных неметаллических включений. Оксисульфиды РЗМ по сравнению с суль" фосоединениями магния имеют большую плотность (2-3 и 5-6 г/см соответственно), поэтому они практически не всплывают в ковше и могут попадать в форму при заливке чугуна через но. сок поворотного ковша лишь с последними, порциями расплава, формирующего сердцевину валка, Ухудшение условий коагуляции и ликвации неметаллических включений РЗМ по плотности препятствуют их укрупнейию и концентрации, Разрозненные мелкие оксисульфиды РЗМ, не выделяющиеся по границам зерен чугуна, не оказывают существенного отрицательного влияния на ее износостойкость в отличие от сульфосоединений магния. Кроме того, оксисульфиды РЗМ не проявляют себя как инокуляторы прн образовании графитных включений, что вместе с уменьшением концентрации магния, повышающего активность углерода, способствует очищению рабочего слоя валков от включений графита. Остаточные окислы РЗМ, не связанные в оксисульфиды, способствуют повышению дисперсности металлической матрицы, в частности нерлита.Расход магния в пределах О, 13- 0,217 от массы чугуна и соотношение магния и карбонатсодержащего материала 1:(0,63-0,83) определены экспериментально, При расходе, магния менее О,133 не достигается необходимая степень сфероидизации графита в шейках и сердцевине, а также рабочем слое валков, а при расходе свыше 0,217 происходит перемодифицирование чугуна, сопровождающееся ухудшением фактора формы графита. При соотношении магния и карбонатсодержащего материала отличном от 1:0,63 (например 1:0,58) не достигается повышение дисперсности перлита. При соотношении отличием от 1:0,83 (например, 1:0,88)дальнейшего повышения дисперсностиперлита не наблюдается, однако в чу гуне увеличивается количество неметаллических включений.П р и м е р. Чугун для отливкивалков исполнения СШХБ, выплавленный в пламенной печи и содержащий,мас.Х: С 3,1, 81 1,5, Мп 0,5, Р 0,2,,Я 0,03, Сг 0,3, М 1,2, выпускали .вковш емкостью 30 т, После удаленияшлака ковш устанавливали в камеру,при достижении расплавом температуры1380 ОС на зеркало присаживали 25 кгплавикового шпата и вводили магнийи карбонатсодержащий материал, помещенные в колокол, Время обработкирасплава 2-3 мин, После обработки,выдержки и удаления шлака производилизаливку форм. При получении чугунапо известному способу магний и кальцинированную соду вводили в среднем0,35% и 0,137, что в пересчете составляет 1:0,37, При получении чугунапредлагаемым способом магний и карбо.наты легких РЗМ вводили в обрабатываемый расплав в соотношении 1;0,73при расходе магния 0,11-0,237. и в 30 соотношении 1: 0,58; 1: О, 63; 1: О, 73;1:0,83; 1:0,88 при расходе магнияО, 177. в каждом опыте соответственно,От валков, отлитых из чугуна, полученного по известному и предлагаемому способам, в процессе механической обработки отбирали кольца, Степеньсфероидизации графита оценивали наобразцах чугуна шеек валков, Оценкуструктуры чугуна рабочего слоя производили на образцах, изготовленных из 40темплетов, отобранных от бочки (верхняя часть) валков, Из этих же колецизготавливали образцы для испытанияна износ. Интенсивность изнашиваниячугунаоценивали по стандартной методике. Абсолютный износ определяли попотере массы испытуемого образца после 10000 оборотов ролика из Ст,3. Относительный износ вычисляли как отношение абсолютного износа к исходноймассе образца. За единицу износа принимали относительный износ образцовот валков, отлитых из чугуна, полученного ло известному способу.Как следует из результатов исследований (см. таблицу), в рабочем слоевалков, отлитых из чугуна, полученного предлагаемым способом, наблюдаетсяизменение характера распределения1588775 Структура чугуна (рабочий слой) КоличестСпособ получения чугу-наз Соотноеефактор формы графита (срелнестатическое) а Относи"тельныйнаносчусуна Твердость склер Абсолютный износ чу"суна,мгlн ч ао магнияот массычусуна,Х ние магния и карбонатсолеркакегонятернала металлические пклсячення СКОП Вора ность парлитаейках аалее количестя нт/ннс лннй Размер, мкн очей поеерхн стояние о 5 5 1 37 0,82 Изаестный1Предлага"еный2 3,62 0,0156 1,000 52,0 52 6 118,4 103,3 189,1 2,3 3,5 О,О 59 51,5 54 5410 532 52,0 538 56,0 524 52,0 530 53,0 53654,0 532 56,0 529 58,0 52 0,784 О, 758 0,737 0,749 0,798 0,761 0,758 0,726 2,36 0,0128 ,54 0,01222,51 0,0118 2,56 0,014 2,62 0,01 Ь 2,51 0,01242,53 0,019 2,51 0,018 2,55 0,0113 2,52 0,0114 1:0,73 1:О,7 З 1:0,73 1 с 0,73 1 с 0,73 1 с 0,58 1:0,63 с 0,73 с 0,83 1 с 0,86 154,0 170,8 165,4 176,6 В,4 1 Ь 3,1 167,0 165,4 161,8 165,6 1,54 1,421,55 1,431,63 1,49О, 17 0,17 0,17 0,17 0,17 ПА 1,0 Пд 1, 0 Пдо, 5 Пдо,5 уг Составитель Е.Архиненкотор М,Недолуженко Техред Л,Сердюкова орректор МеПожо аказ 251 аж 504 одп е и открытиям при ГКНТб., д. 4/5 НИИПИ Государственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, Раушсказводстненно-издательский комбинат "Патент", г.ужго агарина,10 неметаллических включений, На глубине5 мм от рабочей поверхности располо-жены неметалллические включения,имеющие больший размер чем на глубир5не 10 мм, однако их количество соответственно меньше, В рабочем слоевалков, отлитых по известному способу,размер неметаллических включений наглубине 5 мм меньше, чем на глубине 1010 мм, однако их ъоличество соответственно болЬше, Среднее количество исредние размеры неметаллических включений в чугуне, полученном предлагаемым способом, в 1,5-2,0 раза меньше, 15чем в чугуне, полученном по известному способу.Дисперсность структурных составляющих, в частности перлита, меняетсяот Пд 1,4 до Пд 0,5, по сравнению 20с ПД 1,4-1,6 в чугуне, полученном поизвестному способу. ФактоР формы графита при средних пределах расходамагния и среднем значении соотношениямагния и карбонатов легких РЗМ составляет 0,842 по сравнению с 0,826 аОбкее количестао 55езПрн солеркянпи кальцинироааиной соды О, 132 от нас в чугуне, полученном по известномусспособу, при этом расход магния сосф тавляет 0,17 и Оз 35% соответственно, Чугун валков, полученный предлагаемым способом, имеет износостойкость на 22" 287. выше по сравнению с износостойкостью чугуна, полученного по известному способу Формула и э обретенияСпособ получения чугуна с шаровидным графитом для прокатных валков, включающий загрузку шихты, выплавку, перегрев расплава и выпуск в ковш, ввод смеси магния и карбонатсодержащего материала, о т л и ч а ю щ и Й- с я тем, что, с целью повышения из"( носостойкости рабочего слоя валкаВ в качестве карбонатсодержащего материала используют карбонаты редкоземельных металлов, которые вводят в смеси с магнием при соотношении (0,63-0,83);1, при этом количество магния в смеси равно 0,13-0,21 от массы расплава.