Способ модифицирования чугунамагнием

827556 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 22.05.81(51) М.Кл." С 21 С 1/10 Государственный комитет по делам изобретений и открытийИнститут проблем литья АН Украинской ССР(54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА МАГНИЕМИзобретение относится к литейномупроизводству и может быть использованоп ри изготовлении чугуна с шаровиднымграфитом.Известны различные способы модифицирования с целью получения чугуна с шаровидным графитом. Модифицированиеосуществляется модификаторами на основеферросилициясиликокальция, садержащями магний и,редкоземельные металлы, атакже чистым магнием.Ввод модификаторов производится принудительным,их погруженнем в расплав,засыпкой на дно ковша перед набором внего, металла, подачей;на струю при наполнении ковша, засыпкой на поверхность расплава с последующим перемешиванием ит. д. Для ввода чистого магния,используются специальные, устройства - автоклавы, гермепизированвые ковшя и т, и. 11.Недостатком способов модифицирования с применением модификаторов является значительный их расход, большой угарэлементов, входящих в,их состав, особенно.магния и РЗМ, и недостаточная надежность, получения графята шаровиднойформы,При модифицированни чистым магниемв автоклавах или гермевизированных ковшах улучшается усвоение, магния чугуном и повышается надежность получения графи,та шаровидной формы, однако угар мапния остается значительным.Известен способ модифицнрованияжидкого чугуна магнием, который осущест вляется путем установюи ковша в камеру- автоклав, создания в автоклаве давления сжатьсм воздухом, превышающего упругость насыщающих паров магния, ввода 10 магния на поверхность металла и леремешивания специальной:мешалкой 121.Магний, введенный на поверхность жядкого чугуна, расплавляется и лоирывает зеркало металла, таким образом создается большая;поверхность контакта жидкого магния с воздухом, имеющимся в автоклаве. Кроме того, воздух в автоклаве сжат, поэтому количество юислорода о,нем на 1 ед. объема болыпе.20 Все это создает предпосылки для зяачительного угара магния при модифицировании. Колячество мапния, которое может угореть при вступлении в ;реакцию всего кислорода, имеющегося в автоклаве, опре деляется, исходя из следующих данных:объем воздуха в автоклаве КМ- 0,5 лз, степень его сжатия при давлении в 6 ати - 7, удельный вес воздуха - 1,29 кг/лР, доля кислорода в воздухе - 0,23, соотношение 30 количеств магния и кислорода, вступаю 827556щих в реакцию с образованием МдО, равно соотношению их атомных весов, т. е.24/16: 0,5 нзХ 7 Х 1,29 кг/иХ 0,23 Х 2916 = 1,5 кг. Темлература воздуха при расчете не учитывалась.Этот расчет показывает, что имеются большие возможности для угара магния при модифицировании чугуна в автоклаве (т. е. может угореть 1,5 кг магния, в то вовремя как для модифицирования вводят 2 - 3 кг магния),и с этим необходимо считаться.Иногда при обработке чугуна чистым магнием вводят дриолит с целью ошлаковывания и удаления продуктов взаимодействия магния с кислородом и серой, одна. ко, когда криолит присаживают в ковш, он, кмея больший удельный вес, чем магний, не изолирует, магний от воздуха и, находясь на зеркале металла под магнием, уменьшает контакт магния с чугуном, что ухудшает усвоение магния и способствует его угару.Целью изобретения является уменьшение угара магния,и дополнительное,рафинирование прои модифицировании чугуна в камере-автоклаве.Поставленная цель достигается тем, что перед присадкой магния на зеркало металла вводят флюс, образующий шлак, удельный вес которого меньше удельного веса магния. Флюс, введенный на зеркало металла, плавится,и образует шлак. Такой шлак, имеющий удельный вес меньше удельного веса магнияприкрывает магний и тем самым, изолирует его от воздуха, находящегося в автоклаве. Таким образом, при наведении шлака, поигрывающего жидкий магний на зеркале металла, уменьша,ется угар магния и увеличивается степень его усвоения. Для лриирытия магния от окисления достаточно получить на поверхности металла слои расплавленного шлака толщиной примерно 2 яя. Получение такого достаточно тонкопо слоя обеспечивается применением,небольшого количества флюса, так, например, для ковша емкостью 700 кг количество флюса составляет 0,9 - 1,0 кг.Для осуществления способа пригодны покровные флюсыприменяемые при плавке магниевых сплавов для предупреждения возгорания магния, Эти флюсы представляют собой в основном смеси хлористых солей магния,;натрия, калия, кальция и бария, Таким флюсом является, например, карналлит, состоящий из 40% МдС 1 ь 45% КС 1, до 8% КаС 1+СаС 1, до 1,2% МдО, остальное - лримеси.Температура плавления вышеназванных флюсов ниже температуры плавления чистого магния, они покрывают поверхность 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65 сплошной прочной коркой и не вступают в химерические реакции с магнивм, а также с футеровкой ковша. Образующиеся шлаки имеют высокую вязкость, что позволяет легко удалять их с поверхности чугуна. Удельный вес их находится в пределах 1,3 - 1,6 г/сл, шлаки обладают также рафинирующей способностью, поэтому при их применении происходит как уменьшение угара магния, так и очистка чугуна от вредных примесей.Наведение, шлака путем добавки легколлавких флюсов не исключает использования ириолита, применяемого для удаления окислов и сульфидов магния, однако количество криолита можно значительно уменьшить в связи с рафинирующей способностью,применяемого шлака,и уменьше,ннем степени окисления магния.П р и м е р. Чугун плавили в дуговой ,печи емк. 3 т с кислой футеровкой, Температура выпуска чугуна из лечи - 1400 С, содержание серы в чугуне - 0,04%, Чугун набрали в ковш емкостью 0,7 т, который затем поместили в камеру-автоклав КМ. На мешалке автоклава укрепили контейнвр с порцией магния МГ 1 весом 1,5 кг ( - 0,21% от веса обрабатываемого чугуна). Затем на зеркало металла засыпали дробленый плавленный карналлит в количестве 0,95 кг, (Расчет необходимого количества .карналлита производился исходя из следующих данных: площадь зеркала металла в ковше диаметром 60 см - 3000 сл, толщина слоя шлака, получившегося при расплавлении флюса - 0,2 см, уд. вес шла;ка - 1,55 г/сл 3000 см, 0,2 сл, 1,55 г/сл=930 г). После закрытия камеры- автоклава опустили мешалку и провели обработку чугуна магнием. По окончании реакции модифицирования открыли автоклав, извлекли,из него ковш,и очистили образовавшийся шлак. После проведения вторичного модифицирования дробленым ферросилицием ФС 75 чугун разлили в формы. Содержание магния в чугуне после обработки составляло 0,06 - 0,065%. Получе,н чугун с шаровид:ной формой графита, При применении обычной технологии без ,использования карналлита при тех же параметрах плавки и модифицирования порция магния для модифицирования составила 2 кг ( - 0,28% от веса обрабатываемого чугуна), остаточное содержание магния - 0,04 - 0,05%, т, е, количество введенного магния больше, а остаточное содержание меньше.Использование способа модифицирования чугуна обеспечивает ло сравнению с существующими способами следующие преимущества: уменьшение угара магния на 10 - 15%, рафинирование металла путем уменьшения в нем содержания газов и неметалличесиих включений, повышение надежности;получения графита шаровидной827556 6 Фор мула изо бр етения Составитель А. Кондратьев Техред И. Забологнова Редактор Е. Братчикова Корректор С. Файн Заказ 568508 Изд.358 Тираж 634 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Тип. Харьк. фил. пред. Патент формы, несмотря:на уменьшевие количества магния, необходимого для модифицироиания, за счет связывания некоторого количества кислорода и серыимею 1 цихся в жидком чугуне.Дополнителыные расходы,на примвнение флюса окупаются за счет зкономии магвия и,рафинирования металла. Экономия магния на 1 т чугуна составляет 0,75 кг. Способ модифицирования чугуна магнием, заключающийся в установке ковша с жидким чугуном в камвру-автоклав, создания в автоклаве давления сжатым воздухом, вводе магния на поверхность металла и пвремешива:ни,и его, о тлич а ю щи йс я тем, что, с целью уменьшения утара магния и дополнительного рафинирования чугунка, 5 перед присадкой магния в ковш вводятфлюс, образующий, шлак, удельный вес которого меньше удельного веса магния. Источники информации, принятые во10 внимание при экспертизе; 1. Справочник по чутунному литью, Л.,Машяноспроенке, 1978, 240 - 251,2, Твхнология плавюи и внепвчной обра ботки сврого, ковкого и высоколрочного чугуно 1 в, НИИИнформмаш., РТМ МТ 20-2-76, М 1977, 84.