Способ обработки чугуна

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 908827 Союз СоветскмкСфцмапмстмчвскмиРвсвублмкле делам иэебретеиий и открытий(71) Заявитель Институт проблем литья АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА Изобретение относится к металлургии Ъ литейному производству и может быть использовано для получения чугуна с высокими физико-механическими свойствами при обработке модификаторами в процессе порционно5 го вакуумирования.Известны способы порционного вакуумиро. вания жидкого металла с одновременной обработкой шлаками, заключающиеся в том, , что до начала обработки металла в вакуум 10 ную камеру засасывают порцию шлака и удерживают его там в течение всего процесса обработки металла.Известен способ обработки жидкой стали шлаками при порционном вакуумировании, по5 которому отработанный при выпуске плавки шлак раскисляют углеродистыми порошками перед вакуумируемой шлаковой обработкой 1) .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффек.Ю ту является способ получения чугуна, основанный на одновременном вакуумировании и вводе реагентов, по которому в расплав- ленный чугун, полученный в вакууме (120 мм рт. ст.), вводят добавки магния, каль вля, церия или др. элементов в количестве 0,05 - 5 вес.%, затем чугун разливают в вакууме или обычной атмосфере 21.Существенным недостатком этого способа является то, что обработка чугуна реагента. ми в вакууме приводит,к снижению температуры кипения реагентов, а следовательно, и к более энергичному удалению реагентов из расплава, нежели в случае обработки при ат. мосферном давлении. Результатом этого является получение сравнительно невысоких физико.механических свойств чугуна при значительном расходе реагентов. Кроме того, известный способ при порционном вакуумировании, заключающемся в многократном засасывания небольших порций расплава из ковша в вакуум-камеру, малоэффективен, так как не обеспечивает получение металла вы. сокого качества вследствие существенного угара реагента в вакууме даже при больших расходах его на вакуумирование.Цель изобретения - повышение реакционной способности реагентов и снижение их рас.%)8827 Ударная вяз Предел прочност на разрыв,кгс/мм,0 3хзда, а также повьшснис качества выпускае мого из печи металла.Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки чугуна, включающем вве. дение в жидкий чугун мелкодисперсных до. бавок при порционном вакуумировании, вакуумирование ведут 2-3 мин, а реагент, на. гретый до 800 - 1000 С, вводят с последней порцией вакууглируемого расплава, когда высота его слоя в вакуум-камере составляет 1/3 - 1/2 полезной высоты камеры.На чертеже дана схема осуществления спо. соба.Технологический процесс внепечной; обработки заключается в следующем.В ковш с жидким чугуном 1 опускают всасывающий патрубок 2 вакуум-камеры 3, на уровне днища в которой зафутеровывают цилиндрическую емкость 4 с реагентом 5, снабженную приводом 6 выталкивающим реагент в вакуум. камеру. Со стороны вакуум- камеры емкость с реагентом закрывают графитовой пробкой 7, Затем откачивают вакуум-системой воздух из вакуум-камеры до создания разрежения порядка 10 з мм вод.ст, так, чтобы чугун, поднимаясь по всасывающему патрубку, заполнял вакуум-камеру до уровня 6 = 1/2 - 1/3)Н высоты камеры. При этом протекает интенсивный процесс дегазации металла.Обеспечение в течение 2 - 3 мин порционного вакуумирования необходимо для того, чтобы весь объем расплава прошел цикл вакуумирования, Кроме того, за это время путем теплопередачи через графитовую проб. ку, которая изолирует модификатор в каме. ре от расплава, он нагревается до 800 - 1000 С. Если вакуумирование производят менее 2 мин, то модификатор не успевает нагреться до требуемой температуры, а превышение времени вакуумирования более 3 мин нецелесообразно, так как удлиняется технологический цикл вакуумирования. На. грев модификатора до 800-1000 С обеспечивает повышение степени усвоения его распла. вом.При нагреве модификатора ниже 800 Сстепень усвоения его расплавом заметно снижается, а превышение его нагрева выше1000 С приводит к преждевременному его 4испарению в расплав. При эзом следуетучесть, если высота слоя расплава в вакуумкамере будет более 1/2 полезной высотыкамеры, то существенно снижается эффективность вакуумной обработки, так как уменьшается объем для дегазации и поверхностьиспарения, а при высоте слоя расплава мень.ше 1/3 полезной высоты камеры увеличивается количество норционных циклов вакуумирования, что существенно удлиняет процессвакуумной обработки расплава.П р и м е р. В ковш емкостью 150 кгс жидким чугуном 1 опускают всасывающийпатрубок 2 вакуум-камеры 3 емкостью 30 кг,в футеровке которая на уровне ее днища за.формовывают емкость 4 с реагентом 5, изолировав его от вакуум-камеры графитовойпробкой 7. В качестве реагента используютмодификатор ЖКМК брБа, следующего соста.ва, %: магний 7,9; РЗМ 3,5; кал 1 ций 5,4;барий 3,5; кремний 48,7; железо остальное.Расход модификатора составляет/о от весавсего чугуна в ковше. С помощью вакуумнасоса откачивают воздух из вакуум-камерыи после десятикратного погружения и подъема ее в ковше на последней порции в камеру приводом высушивают реагент из ем.кости. Процесс обработки сопровождаетсябез заметного пироэффекта и дымовыделений.30После выдержки модифицированного расплава в камере в течение 3 - 4 с проводят ещедва подъема и погружения камеры в ковше,что обеспечивает перемешивание металла, азатем освобождают камеру от ковша, т.е.сливают весь остаток в ковш.Обработанным расплавом заливают в ат.мосферных условиях пробы для образцовдля испытания на физико-механические свойства. ф Согласно известному способу модификаторпри порционном вакуумировании загружают на дно вакуум-камеры и пригружают стальной обрезью. Таким образом обрабатывается первая порция расплава, которая в процессе 4 подъема и опусканий вакуум-камеры перемешивается с основной массой чугуна в ковше.В таблице представлены физико-механические свойства чугуна, обработанного известным и предлагаемым способами,Предел прочности Относительное на изгиб, удлинение,оф (и кгс/ммзСпособ обработки чугуна, заключающийсяв введении в жидкий чугун мелкодисперсныхдобавок при порционном вакуумировании,отличающийся тем,что,с ВНИИПИ Заказ 754/2Тираж 587 Подписное лиал ППП "Патент",Ужгород, ул.Проектная,4 15Таким образом, предлагаемый способ ноз. воляет значительно повысить физико.механн. ческие свойства чугуна и значительно сокра. тить расход дорогостоящих реагентов, приме няемых для получения высокопрочных чугунов.Ожидаемый экономический эффект - 80 тыс. руб. в год. Формула изобретения 908827 6целью повышения реакционной способностиреагентов, снижения их расхода и повышениякачества чугуна, порционное вакуумированиеведут 2 - 3 мин, а реагент, нагретый до 800 -1000 С вводят с последней порцией вакуумируемого расплава, когда высота его слоя ввакуум-камере составляет 1/3 - 1/2 полезнойвысоты камеры,Источники информации,1 О принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 38374кл, С 21 С 1/00, 1967,2. Патент Японии й"- 48 - 17967, кл. 10 1 154,опублик. 1973,