Способ модифицирования чугуна

(51)4 С 21 С 1/10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СЕИД К АВТ ЬСТ о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Институт проблем, литья АН УСС(56) Патент Франции Мф 2034822,кл. С 21 С 1/10, 1971.Авторское свидетельство СССРВ 986931, кл. С 21 С 1/10, 1981,(54)(57) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯЧУГУНА, включающий загрузку на дноковша комплексного модификатора илегкоплавких добавок н последующуюзаливку в ковш жидкого чугуна,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения степени усвоения комплексного модификатора, уменьшения газовыделения и пироэффекта, а также ликвидации выбро сов иэ ковша и повышения механических свойств чугуна, загрузку комплексного модификатора на дно ковша осуществляют в два приема-вначале загружается смесь, которая представляет собой измельченный модификатор и легкоплавкие флюсую щие добавки в соотношении 10-45:1 с расходом модификатора 65-853 от необходимого на плавку, после чег загружается остальной модификатор, на который наносится слой водорастворимого неорганического связующего, прогреваемого перед заливкой в ковш чугуна до темпе ратуры 400-980 С.1199802 2 1Изобретение относится к металлур Гии, конкретно к литейному производству, в частности к обработке чугуна в ковше комплексными модификаторами.Цель изобретения - повышение степени усвоения комплексного модификатора, уменьшение газовыделения. и пироэффекта, ликвидация выбросов из ковша и повьппение механических свойств чугуна.В предлагаемом способе первый слой, состоящий из смеси мелкоизмельченного модификатора и легкоплавких флюсующих добавок, обеспечивает определенную степень спекания гранул модификатора и предотвращает их приваривание к Футеровке ковша, Если соотношение измельченного модификатора и легкоплавких Флюсующих добавок меньше 10: 1, то количество Флюсующих добавок оказывается бопьшим и комплексный модификатор не спекается, а его гранулы легко всплывают в жидком. чугуне. При увеличении соотношения больше 45:1 гранулы модификатора легко спекаются между собой и привариваются к футеровке стенок ковша. Количество комплексного модификатора, входящего в состав смеси первого слоя, должно составлять 65-857 от оптимального расхода модификатора, необходимого для получения в чугуне шаровидной Формы графита. Если его количество меньше 65%, то второй слой модификатора сильно спекается, тем самым замедляется скорость его растворения в чугуне и частично привариваетФся к футеровке ковша, При увеличении содержания модификатора в первом слоя больше 85% значительно умень,шается толщина слоя модификатора второго спекающего слоя и это приводит к увеличению скорости растворения модификатора, быстрому всплыванию гранул модификатора второго слоя, что вызывает появление пироэффекта и газовыделения. 50 55 Оптимальное количество комплексного модификатора, расходуемого на верхний слой, составляет 15-357. что обеспечивает повьппение температуры спекания поверхностного слоя и уменьшение его смывания струей чугуна, поступающего в ковш. Если количество комплексного модифи 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 катора меньше 157, то на поверхностиобразуется тонкий слой спекшейсяповерхностной корки модификатора,поэтому он быстро растворяется имало влияет на время растворениядвух модифицирующих слоев. Приувеличении во втором слое количества модификатора больше 357 увеличивается степень спекания модификатора непосредственно на дне ковшаи это приводит к снижению степениусвоения модификатора чугуном.На поверхность второго слоя на"носится водорастворимое неорганическое связующее, В качестве такого связующего может использоватьсяжидкое стекло, алюмофосфатные связки с различными наполнителями и др,неорганические материалы.Использование неорганических связующих, которые затеи нагревают доопределенных температур, позволяетсвязать поверхность второго слоягранул комплексного модификатора.Кроме того, обладая теплоизоляционными свойствами, образующаяся корочка уменьшает скорость прогрева и .спекания модификатора и, в конечном счете,.его растворение,Для обеспечения испарения воды изнеорганического связующего и спекания его с целью создания наповерхности второго слоя комплексного модификатора достаточно прочной и теплоизоляционной корочки,.слой водорастворимого неорганическогосвязующего газовым факелом прогревавают до 400-980 С. Если температура прогрева меньше. 400 С, то не обеспечивается образование прочной поверхностной теплоизоляционной короч -ки и она легко размывается поступающим в ковш чугуном, При увеличении температуры прогрева вышео980 С в атмосфере воздуха возможно возгорание модификатора, чтоуменьшает эффективность действияна чугун,П р и м е р. Исходный чугун плавят в высокочастотной индукционной печи ИСТ,16, После расплавления и перегрева до 1460-1480 С чугуно выдерживают и при достижении им температуры 1420-1440 С выливают воковш, в который предварительно загружают модификатор и необходимые присадки. Химический состав исходного чугуна следующий мас.7.:99802 4до 73,0-74,2 Ж, увеличить предел прочности при растяжении чугуна с 52,3-:53,6 до 576-612 ИПа й относительноеудлинение с 2,7-2.,9 до 5,9"8,0 Ж.При этом отмечено уменьшение газовыделения и пироэффекта, а такжеликвидированы выбросы чугуна из ковша.Ожидаемый экономический эффект10 от использования предлагаемоГо способа модифицирования по сравнениюс известным способом за счет повы-,шения степени усвоения модификаторана 10-157; повышения прочностных15 свойств чугуна на 5-83 и уменьше-:ния расходов на вецтиляцию составляет 4, 17-5,26 руб. на 1 т годного(е е 1 Е Показатели для способа 3углерод 3,38-3,46; кремний 1,б 4-1.73, марганец 0,27-0,32 хром 0;04-0,07; никель 0,03-0,06,ф медь 0,17-0,26; фосФор 0,06-0,09 ф сера 0,02-0,03 остальное железо и примеси, В качестве модификатора используют ЖКИс содержанием 5,7-5,8 Х магния. Круп-ность Фракций модификатора 0,5-8 мм., Крупность фракций легкоплавкого Флюса = плавйкового шпата 0,02-1 мм.данные по составу модифицирующих смесей и способов их загрузки в ковш приведены в таблице.оАнализ данных таблицы показывает, что по сравнению с известным исполь . зованием предлагаемого способа моди фицирования позволяет повысить усвоение магния при растворении комплексного модификатора с 57,4-64,2Ю -Характеристика предлагаемого 4 5 6,7, а) количествоЖКМ,% ю80 98,0 97,8 .95,4 93,3 90,9 90,0 60 крупность фракций,мм 0,5-3 0,5-3,5 0,5-5 0,5-5 0,5-5 0,5-5 0,5"5 0,5-5 б) количество плавикового шпата 7 2 вО, 2 ф 24 ф 6 6 ф 7 9 е 1 10 вО 40. 20 в) количество мо-.,дификатора его общего расхода. Вторая порциямодификатора , а)количествоИИот егообщего расхода для модифицирования,% 40 35 28 22 15 10 крупностьФракций,мм1199802 бПродолжение таблицы Показатели для способа предлагаемого Характеристика известного 3 4 5 6 7 8 1 2 14 12 12 12 12 12 1 ф 6 0,8 1)2 1,8 1,4 1,6 1,0 1000 400 980 650 800 380 Степень усвоениямагния,% 57,4 68,3 73,0 73,4 74,0 74,3 67,4 64,2 Предел прочностипри растяжении,МПа 523 612 565 536 557 576 581 603 Относительное удлинение,Ж 8,0 4,8 2,9 4,3 6,1 5,9 6,4 2,7 233 237 235 233 230 227 230 227 П 85 П 85 Пд 0,5 Пд 0,5П 85 П 85Пд 0,5 Пд 0,5 Составитель О. ВеретенниковРедактор Н. Гунько Техред З.Палий КорректорС.Черни Заказ 7796/30 Тираж 552 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 Общий расход ЖК 1-2для модифицированиячугуна,7 Слой жидкого стекла наносимого на поверхность моди фикатора,мм Температура прогрева теплоизолирующего поверхностного слоя, С Твердость (НВ),кгс/мм1Характеристика металлической матриЦЫ Характеристикаграфитовыхвключений П 92Пд 1, 0Ц 2 Гф 11Г 12Граз45 П 92Пд 1,0Ц 2 Гф 11Г 12Граз45 П 92 П 85Пд 1,0 Пд 0,5Ц 2 Гф 12 Гф 13Г 10 Г 10Граз Граз45 25 Гф 13 Гф 13 Гф 13 Гф 12Г 10 Г 10 . Г 10 Г 10Граз Граз Граз Граз25 25 25 25