Способ получения чугуна с шаровидным графитом

(51)5 С 21 С 1(1 ЗОБРЕТ ПИСА АВТОРСКОМ ЕТЕЛЪСТВ 57) Область прим уна с шаровидн зобретения:спос овидным графито аллургии, чугуна сбыть исмелких и ивок.е расхода тизируюв том, асшано для массе и асплавнагрев 1500 -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации литейного производства(56) Авторское свидетельство СССР М 1024508, кл. С 21 С 1/10, 1982.Авторское свидетельство СССР М 1239150, кл. С 21 С 1/10, 1984,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ нения: производство чум графитом. Сущность б получения чугуна с шам преимущественно для Изобретение относится к мет а именно к способам получения шаровидным графитом, и может пользовано для изготовления средних по массе и размерам отл Цель изобретения - снижени предсфероидизирующей и графи щей присадок. Сущность изобретения состои что согласно способу получения цугу ровидным графитом, преимуществе изготовления мелких и средних по размерам отливок, включающему р ление шихты в электрической печи расплава исходного чугуна в печи дмелких и средних по массе и размерам отливок включает расплавление шихты в электрической печи, нагрев расплава исходного чугуна в печи до 1500 - 1550 С, его предсфероидиэирующую обработку во время набора из печи в ковш смесевым модификатором на основе кремния и углерода, содержащим 30 - 52% 31, 25 - 60% С, 1 - 3% Са, 1 - 3% Ва, 1 - 3% РЗМ, ост. Ее, в количестве 0,1 - 0,3% от массы набираемого в ковш металла, сфероидизирующую и графитизирующую обработки в автоклаве соответственно металлическим магнием в количестве 0,05 - 0,15% и ферросиликобарием в количестве 0,2 - 0,4% от массы обрабатываемого металла, Применение смесевого модификатора в рекомендуемых количествах позволяет снизить расход предсфероидизирующей и графитизирующей присадок на 1,35%. При этом механические свойства чугуна сохраняются на достаточно высоком уровне. 1 з.п.ф-лы, 1 табл,1550 С, его предсфероидизирующую обработку кремнийкальцийуглеродсодержащей и РЗМ-содержащей присадками, последующую сфероидизирующую и графитизирующие обработки, соответственно металлическим магнием в количестве 0,05 - 0,15% от массы обрабатываемого металла и графитизирующей кремнийсодержащей присадкой, предсфероидизирующую обработку осуществляют вне плавильной печи путем равномерной подачи в струю расплава во время набора из печи в ковш присадки в виде смесевого модификатора на основе кремния и углерода с малыми добавками кальция, бария и редкоземельных металлов5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 в количестве 0,1 - 0,3% от массы набираемого в ковш металла, а сфероидизирующую и графитизирующую обработки осуществляют раздельно и последовательно в авто- клаве при давлении сжатого газа, превышающем упругость насыщенных паров магния, и перемешивании, при этом в качестве графитизирующей кремнийсодержащей присадки используют ферросиликобарий в количестве 0,2 - 0,4% от массы обрабатываемого металла, а смесевой модификатор на основе кремния и углерода содержит, %; кремний 30 - 55, углерод 25 - 60, кальций 1 - 3, барий 1 - 3, редкоземельные металлы 1 - 3 и железо остальное,Для получения чугуна с шаровидным графитом по всем режимам предложенного способа выплавляют исходный чугун с 3,4 - 3,6% С,2,0 - 2,2% Я, 0,35 - 0,45% Мп,0,07 - 0,08% Р, 0,010 - 0,016% Я на гематитовых шихтовых материалах в электрической индукционной печи и полученный расплав. нагревают до 1500 - 1550 С.Для предсфероидизирующей обработки расплава исходного чугуна используют смесевой модификатор на основе кремния и углерода по ТУ 14-5- 167-87 ( 30 - 55% Я 1, 25 - 60% С, 1 - 3% Са, 1 - 3% Ва, 1 - 3% РЗМ, ост. Ре) фракции 0,315 - 2,0 мм, а для графитизирующей обработки используют ферросиликобарий по ТУ 14-5-160-84 (55 - 70% Я 1, 15 - 25% Ва, 2 - 3% А 1, ост, Ее) фракции 3 - 6 мм.П р и м е р. Исходный чугун с 3,4 - 3,6% С, 2,0 - 2,2% Я 1, 0,35 - 0,45% Мп, 0,07 - 0,08% Р, 0,01 - 0,016% Я для передела на высокопрочный чугун с шаровидным графитом выплавляют на гематитовых шихтовых материалах в электрической индукционной печи вместимостью тигля 1,0 т с частотой 1000 Гц. Полученный расплав исходного чугуна нагревают в плавильной печи до 1525 С и по удалении шлака выпускают в ковш вместимостью 0,6 т, вводя равномерно в струю жидкого металла смесевой модификатор на основе кремния и углерода марки ФС 50 У 25 с 50,6% Я,27,5 С,2,9% Са, 1,8% Ва, 2,7% РЗМ, ост. Ее(по ТУ 14-5-167- 87) в количестве 0,2% от массы расплава(режим 2 в таблице). Затем ковш передают к автоклаву КМперед установкой в который удаляют шлак и замеряют температуру расплава, После установки ковша в автоклав создают давление газа (воздуха) 8,8 кгс/см (в соответствии с замеренной темгпературой расплава, равной 1450 С) и подвергают сфероидизирующей обработке металлическим магнием в количестве 0,10% от массы жидкого металла в ковше, при этом одновременно с магнием вводят криолит(ГОСТ 10561-80) в количестве 0,1% от массы расплава. После перемешивания сфероидизируемого расплава в течение 25 с вводят графитизирующую присадку в виде ферросиликобария марки ФС 65 Ба 17 по ТУ 14-5- 160-84 (с 64,5% Я 1, 17,8% Ва, 2,6% А 1, ост. Ее) в количестве 0,3% от массы расплава. Расплав перемешивают в течение 1,0 мин, извлекают ковш из автоклава и передают к месту заливки форм стандартных проб- заготовок для определения механических свойств чугуна (ГОСТ 7293-85) и отливок.Перед заливкой форм с зеркала металла; имеющего температуру 1420 + 10 С, счищают шлак, а в заливочные чаши вводят криолит в количестве 0,02% металлоемкости форм, Заливку форм ведут короткой ровной струей. Продолжительность разливки чугуна после обработки не превышает 7 - 8 мин,Аналогично приведенному примеру получают чугун с шаровидным графитом по другим режимам, приведенным в таблице,Реализация изобретения по сравнению с прототипом позволяет уменьшить расход предсфероидизирующей и графитизирующей присадок в среднем, соответственно, в 6,0 и 3,0 раза, а также сократить длительность процесса плавки чугуна в электрический печи на 6 - 8% вследствие выполнения операции предсфероидизирующей обработки расплава вне плавильного агрегата,Формула изобретения 1. Способ получения чугуна с шаровидным графитом, преимущественно для мелких и средних по массе и размерам отливок, включающий расплавление шихты в электрической печи, нагрев расплава исходного чугуна в печи до 1500 - 1550 С, его предсфероидизирующую обработку кремнийкал ьцийуглеродсодержащей и РЗМ-содержащей присадками, последующую сфероидизирующую и графитизирующую обработку соответственно металлическим магнием в количестве 0,05 - 0,15% от массы обрабатываемого металла и графитизирующей кремнийсодержащей присадкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода предсфероидизирующей и графитизирующей присадок, предсфероидизирующую обработку осуществляют путем равномерной подачи в струю расплава во время набора из печи в ковш предсфероидизирующей присадки в виде смесевого модификатора на основе кремния и углерода в количестве 0,1 - 0,3% от массы набираемого в ковш металла, а сфероидизирующую и графитизирующую обработки расплава осуществляют раздельно и последовательно при давлении сжатого га1740427 2. Способ по п.1, отл и ч а ю щ и й с ятем, что предсфероидизирующую обработку расплава осуществляют смесевым модификатором на основе кремния и углерода, 5 содержащим 30 - 52 кремния, 30 - 6007 ьуглерода, 1-3 кальция, 1-3 бария, 1 - Зоуь редкоземельных металлов и остальное железо,за, превышающем упругость насыщенных паров магния, и перемешивании, при этом в качествеграфитизирующей кремнийсодержащей присадки используют ферросиликобарий в количестве 0,2 - 0,4 о от массы обрабатываемого металла,Свойства ЧШГ Тенпература нагреварасплава в печи, еС Продолжи- тельность Количество присадки, 2 от массы обрабатываемого расплава Способ обработ ки раси лава влепивжатого аа в токла 8, кскДж/мг ОС-содержащей присадки ОС-С-Сасодержащейприсадки РОН-содержащейприсадки Смесевогомодификатора наосновекремния иуглерода Неталлиплавки чугуна,мин ческогомагния с/сма Ферроси- ферроси-. лиция ликобария ФС 75 0,9 0,2 1,0 П р и и е ч а н и е. Длительность перемеиивания расплава после ввода графитивируащей присадки во всех случаях составляето 1,0 мин,Составитель Н.КосторнойРедактор Т.Лазоренко Техред М,Моргентал Корректор О.Кравцова Заказ 2051 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 2 3 4 5 6 7 8 (прототип) 0,10 0,20 0,30 0,05 0,40 0,20 0,20 0,05 0,10 0,15 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,2 О,З 0,4 0,3 0,3 0,1 0,5 93 9 о 4 92 91 93 92 94 100 1500 1525 1550 1525 1525 1525 1525 1525 Температура расплаваприсфероидивируащейобработ.ке, С 1440 8,3 1450 8,8 1460 9,3 1450 8,8 1450 8,8 1450 8,8 1450 8,8 1450 88 Длительностьперемещиваниясфероидиаируоногорасплава, с 20 25 30 25 25 25 25 25 575 585 595 480 495 515 560 570 6,5 505 7,0 545 8,0 580 З,О 430 5,6 475 4,0 470 6,0 485 610 490