Способ получения синтетического модифицированного чугуна

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 130880 (21) 2971 б 73/22-02с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпубликовано 071182. Бюллетень М 41Дата опубликования описания 071182 и М. Кл. С 21 С 1/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель ЬИнститут проблем литья АН Украинской ССР " ",).,1(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО МОДИФИЦИРОВАННОГО ЧУГУНА Изобретение относится к металлур;гии и может быть использовано в литейном производстве при выплавке чугуна.Известны способы получения синтетического чугуна из металлоотходоэ с последу 1 ошим модифицированием.Чугун выплавляют из стальных отходов за счет науглероживания расплава углеродсодержащими материалами споследуюшей доводкой по кремнию идругим элементам и модифицированиемэтого чугуна твердыми присадками,или смешиванием расплавов разногохимического состава при разных температурах ( 11.Однако этот способ характеризуется низкой скоростью науглероживания расплава, высоким угаром карбюриаторов, а время сохранения эффекта модифицирования недостаточно дляпроизводства крупных (до 25-100 т)высококачественных (6 ФЗО кг/мм) отливок,Наиболее близким по техническойсушности и достигаемому эффекту кизобретению является спосбб выплавки синтетического модифицированногочугуна из вторичных металлов в индук.ционных электропечах промышленной частоты, включающий расплавлениешихтовых материалов, науглероживаниерасплава, доводку металла по кремниюи другим элементам, термовременнуюобработку, модифицирование твердымиприсадкаьсз н жидкое модифицирование(2.Недостат.лми указанного способаявляются снижение скорости наугле 1 о роживания при увеличении концентрации углерода в расплаве и при снижении интенсивности перемешивания,а реализация жидкого модифицированиятребует наличия двух плавильных агрегатов для выплавки чугунов различного химического состава. Особеннонизкая скорость науглероживаниярасплава (0,05 мин) имеет место приконцентрации углерода в чугуне свыше 3,0 и при полностью заполненнойметаллом печи когда подводимая моШность к печи не обеспечивает достаточного перемешивания. Карбюризаторпри этом находится на зеркале металла, уровень которого выше верхних 25 витков трансформатора, где практически отсутствует электромагнитноеперемешивание. При этом, кроме низкой скорости науглероживания расплава наблюдается повышенный угар кар- ЗО бюризаторов, Это приводит к увеличе 971888нию цикла плавки, повышенному расходу карбюризаторов, повышению себестоимости жидкого металла.Цель изобретения - увеличение скорости и степени усвоения углерода при науглероживании расплава и повышение прочностных свойств чугуна,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения синтетического модифицированного чугуна в индукционной печи промышленной частоты, включающем расплавление шихтовых материалов, термовремспную обработку и модифицирование расплава, исходный чугун доводят в печи по содержанию углерода до 70-80 от конечного состава, половину расплава сливают в ковш, а оставшийся расплав науглероживают до конечного заданного содержания углерода на весь объем расплава, после чего науглероженный металл сливают в ковш с первой половиной расплава, при этом ведут комбинированное модифицирование чугуна за счет смешения расплавов и присадки модификаторов.Скорость усвоения углерода по предлагаемому способу с учетом науглероживания в зоне наиболее сильного электромагнитного перемешивания составляет 0,2 - 0,3 мин. В пересчете на весь объем печи с металлом скорость науглероживания составляет 0,12 - 0,15 мин. Неполное науглероживание расплава обеспечивает повышенную скорость ведения процесса плавки, снижение расхода карбюризаторов. Окончательная доводка расплава по углероду производится при высокой скорости науглероживания за счет интенсивного электромагнитного перемешивания остатка металла в индукционной печи.Комбинированное модифицирование чугуна (жидкое при смешивании расплавов и присадкой ферросилиция) обеспечивает стабильное получение высоких показателей механических свойств за счет более эффективного измельчения эвтектического зерна и графита, При этом время дезактивации зародышей повышается, эа счет чего увеличивается время сохранения эффекта модифицирования, что немаловажно при.производстве крупного высококачественного литья с низкой скоростью затвердевания.Проведены сравнитЕльные плавки синтетического модифицированного чугуна из стальных отходов в 25-тонных печах промышленной частоты фирмы А 5 ЕА, В качестве карбюризатора использовали электродную стружку.Проведены плавки с науглероживанием,цо конечного содержания углерода и неполное науглероживание до 5 70 - 80 от конечного содержания споследующим сливом половины объемаметалла и науглероживанием остаткаэа счет интенсивного электромагнитного перемешивания.10 При проведении плавки по предлагаемому способу конечное содержание углерода в чугуне 3,1-3,2, В25-тонной индукционной печи исхоцныйчугун науглероживают до 2,7 - 2,8.После слива половины объема металлаиз печи в ковш вторую половину чугуна науглероживают в зоне наиболеесильного электромагнитного перемешивания до содержания углерода 3,53,6 со скоростью .0,2 - 0,3/мин.Модифицирование проводят Ферросилицием, за счет жидкого смешиваниядвух расплавов и комбинированным методом - жидким смешиванием и присадкой Ферросилиция.При проведении комбинированногомодифицирования исользуют металл,выплавленный в одной индукционнойпечи. При этом половину объема печиниэкоуглеродистого чугуна ранее слитого в ковш и захоложенного до1300 С смешивают с другой половинойвысокоуглеродистого чугуна науглероженнаго в печи и перегретого до1480 С.35 При смешивании чугунов производятприсадку ферросилиция в ковш под струюметалла. После проведения комбинированного модифицирования температура в ковше 1380 С.40 Данные сравнительного анализасведены в таблицу. Использование предлагаемого способа плавки и модифицирования обеспечивает по сравнению с известными возможность сокращения времени науглероживания расплава за счет увеличения скорости усвоения углерода в зоне интенсивного электромагнитного перемешивания, снижение расхода карбюризаторов на 5 - 8, увеличение времени сохранения эффекта модифицирования до 15-20 мин, повышение прочностных характеристик чугуна.Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения при годовом производстве чугунного литья 50 тыс, т по предварительному расчету составит 100 - 150 тыс, руб,Способ плавки и моди- Фицирования Угар карбюризатора,Ъ Скорость усвоения углерода, Эмин Время сохранения эффекта модифицирования,мин Науглероживание доконечного содержанияуглерода, модифицирование ферросилицием 10-12 0,05-0,06 24-26 10-15 Науглероживание до конечного содержания углерода, жидкое модифицирование смешиванием 0,05-0,06 22-24 10-15 Науглероживаниеи модифицированиесогласно изобретению О, 12-0 ( 15 30 32 15-20 Составитель А. Кондратьев Редактор М, Товтин Техред Т.Фанта Корректор Г РешетникЗаказ 8483/10 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения 30Способ получения синтетического модифицированного чугуна в индукционной печи промышленной частоты, заключающийся в расплавлении шихтовых материалов, термовременной обработке 35 и модифицировании расплава, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения скорости и степени усвоения углерода при науглероживании расплава и прочностных свойств чугуна, 40 исходнь,и чугун доводят в печи по содержанию углерода до 70-80 от конечного состава, половину расплава сливают в ковш, а оставшийся расплав науглероживают до конечного заданного содержания углерода на весь объемрасплава, после чего науглероженныйметалл сливают в ковш с первой половиной расплава, при этом ведут комбинированное модифицирование чугуназа счет смешения расплавов и присадки модификаторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 558047, кл. С 21 В 5/02, 1975.2, Шумихин В,С. и др Синтетический чугун, "Наукова думка", 1977,с, 74.