Способ получения высокопрочного чугуна и устройство для его осуществления

.И.Маруков ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИ(21) 4103778/23-02 (22) 02.06.86 (46) 07.03.88, Бюл. Кф 9 (7 1) Гомельский литейный завод "Центролит" (72) А.П.Мельников, Еич, Е.И.Бельский, М.И.Карпенко и П.М.Гольдфарб (53). 621.745 (088.8) (56) Авторское свидетельство "ССР В 1031632, кл. В 22 С 9/08, 1981.Авторское свидетельство СССР У 1044410, кл. В 22 С 9/08, 1982.Авторское свидетельство СССР У 1225681, кл. В 22 С 9/08, 1984.Заявка Японии В 57-11374, кл. С 21 С 1/10, опублик. 1982.Авторское свидетельство СССР У 738747, кл, В 22 С 9/08, 1978, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к технологии получения высокопрочного чугуна, Цель изобретения - повышение стабильности механических свойств и получение структуры,801379314 А 1 4 С 21 С 1/10,В 22 С 9 высокопрочного чугуна беэ отбела.Способ получения высокопрочного чугуна включает последовательное модифицирование серого чугуна графитиэирующими добавками в ковше и сфероидизирующими добавками в реакционнойкамере литниковой системы. Перед реакционной камерой поток расплаваразделяют на два потока и направляют О, 1-0,4 массы расплава, минуя реакционную камеру, а затем смешиваютоба потока на выходе иэ реакционнойкамеры, Устройство для реализациипредлагаемого способа содержит литейную чашу 1, соединенную с реакционнойкамерой 5 последовательно расположенными стояком 2 и литниковыми ходами3 и 4, открытую промежуточную чашу9, связанную с формообразующей полостью. Реакционная камера 5 снабженаизолированным каналом 8, соединеннымсо стояком 2 и открытой промежуточной чашей 9, сопряженной с реакционной камерой 5, причем площадь поперечного сечения изолированного канала 8 равна 0,1-0,4 площади поперечного сечения стояка 2. 2 с.п. ф-лы, 1379314Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к технологии получения высоко 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5055 прочного чугуна.Цель изобретения - повышение стабильности механических свойств и получение структуры высокопрочного чугуна без отбела.На чертеже схематически показано устройство для осуществления способа получения высокопрочного чугуна,Способ осуществляют следующим образом.При заполнении разливочного ковша на струю расплава вводят графитизирующие добавки, удаляют шлак с зеркала и заливают расплав в форму через литниконую систему, в реакционной камере которой предварительно располагают сфероидизирующие добавки.1 еред реакционной камерой расплав разделяют на два потока. Один поток направляют над сфероидизирующей добавкой в реакционной камере, а второй, равный 0,1-0,4 массы расплава, - череэ изолированный канал внутри реакционной камеры. На выходе из реакционной камеры оба потока расплава смешивают и осуществляют вторичное жидкостное графитиэирующее модифицирование расплава перед попапанием его в полость формы.При этом одновременно протекают процессы сфероидиэирующего модифицирования металла в реакционной камере, подогрев сфероидизирующей добавки, что обеспечивает ее полное и равномерное растворение и вторичное жидкостное графитиэирующее модифицирование на выходе из реакционной камеры. Обработанный таким образом расплав обеспечивает получение стабильных механических свойств и структуры высокопрочного чугуна без отбела.Устройство для получения высоко- прочного чугуна состоит из литейной чаши 1, стояка 2, литниковых ходов 3 и 4, реакционной камеры 5, в которой помещаются сфероидиэирующие добавки, отводящих каналов 6 и 7, изолированного канала 8, открытой проме. жуточной чаши 9, стопора 10 и выходного стояка 11.Устройство работает следующим образом.Из разливочного ковша (не показан) жидкий расплав поступает в литейную чашу 1 и далее - через стояк 2, где расплав разделяется на два потока. Один поток через литниковый ход 3 поступает в реакционную камеру 5, которая загружена сфероидизирующими добавками, При прохождении расплава чугуна через реакционную камеру происходит растворение добавки, что обеспечивает эффект сфероидизирующего модифицирования. Второй поток через литниковый ход 4 поступает в изолированный канал 8. При прохождении исходного расплава через проходную полость, выполненную из термостойкого материала, происходит нагрев сфероидизирующей добавки в реакционной камере, что обеспечивает полное растворение добавки и стабильное модифицирование расплава.Через отводящий канал 6 сфероидизированный расплав на выходе иэ реакционной камеры 5 смешивается с исходным расплавом, поступающим из изолированного канала 8, что обеспечивает вторичное жидкостное графитизирующее модифицирование. Сущность последнего заключается в том, что при слиянии двух жидких расплавов, обработанного сфероидизирующими добавкамии исходного расплава, предварительнообработанного в ковше графитизирующими добавками, в первый период вращения возрастает субмикроскопическая неоднородность расплава и создаются условия для образования в этих микро- объемах эарорышей, облегчающих процесс графитизации, В результате этого чугун затвердевает с заданнойструктурой и механическими свойстВами,Промодифицированный таким способомрасплав заполняет промежуточную чашу 9, Во время подъема расплава до заданного уровня неметаллические включения успевают всплыть в верхние слоирасплава, а металл хорошо перемешаться, что обеспечивает равномерное распределение всех элементов по всему объему металла. После этого удаляют стопор 10 и расплав по стояку 11 поступает в полость формы (не показана). По окончании процесса заливки расплав из реакционной камеры через отводящий канал 7 поступает в промежуточную чашу, Дно реакционнойокамеры выполнено под углом 5-О к каналу 7, что позволяет оставлять реакционную камеру пустой в конце заливки.Площадь поперечного сечения иэоли. рованного канала 8 выполняют равной 0,1-0,4 площади стояка 2, что обеспечивает подачу исходного расплава на выход из реакционной камеры 5 в количестве, необходимом для обеспечения вторичного жидкого графитизирующего модифицирования обработанного сфероидизирующими добавками рас плава, и необходимый подогрев сфероидизирующих добавок, расположенных в реакционной камере. При выполнении проходной полости поперечным сечением менее 0,1 площади поперечного се чения стояка не обеспечиваются необходимые подогрев сфероидизирующих добавок и вторичное жидкостное графитизирующее модифицирование и высокопрочный чугун получается с отбе лом и нестабильными свойствами. При выполнении проходной полости поперечным сечением более 0,4 площади поперечного сечения стояка поступает большее количество исходного чугуна, 25 в результате чего промодифицированный чугун затвердевает в Форме с образованием графита пластинчатой формы и имеет низкие механические свойства. Расчет других элементов устройства производят исходя из условий равенства продолжительности заполнения формы металлом 1 и продолжительности растворения требуемой дозы сфероидиэирующей добавки35П р и м е р. Опробование проводят на специальной отливке, состоящей иэ пяти клиновых и пяти ступенчатых полостей, соединенных последовательно питателями. Общая металлоемкость Фор мы составляет 100 кг. Для полученияв отливке высокопрочного чугуна с ферритно-перлитной металлической основой используют способ получения высокопрочного чугуна и устроуство д. я 45 его осуществления. Устройство выполняют иэ жидкостекольной смеси по СО -процессу с последующей сушкой. Стопор выполняют литым из чугуна и покрытым несколькими слоями графитовой краски с последующей подсушкой. Реакционная камера устройства для получения высокопрочного чугуна имеет размеры: высота 100, длина 120, ширина 100 мм. Пло 55 щадь сечения; стояк 10, проходная полость 3, входной канал реакционной камеры 7 см . Исходный чугун выплавляют в индукционной печи следующего химического состава, мас, ,: С 3 4; 81 2 5; Мп 0,5; Р 0,07; Б 0,03; Сг 0,2; железоо остальное, Перегревают до 1450 С. Заливку производят при помощи барабанного ковша 1 = 1,8 т. При подаче металла из печи в ковш на струю даюткг лигатуры ФС 30 РЗМБ, После удаления шлака исходный расплав заливают в литниковую чашу устройства для модифицирования. В реакционную камеру устройства загружают 1,5 кг лигатуры ИМя (М 8 107, остальноео ИО . Температура заливки 1420 С; скорость заливки 4,5-5,0 кг/с, После заполнения промежуточной чаши до уровня 250 мм выдергивают стопор. Заливка формы проходит спокойно без выбросов и пирозффекта.Использование предлагаемого способа получения высокопрочного чугуна и устройства для его осуществления позволяет расширить технические возможности процесса модифицирования при возрастании массы обрабатываемого расплава, повысить качество отливок путем вторичного жидкого графитизиру ющего модифицирования, более полного перемешивания расплава при модифицировании и очистке его от неметаллических включений.Формула изобретения1. Способ получения высокопрочного чугуна, включающий последовательное модифицирование серого чугуна графитиэирующими добавками в ковше и сфероидизирующими добавками в реакционной камере литниковой системы путем пропускания потока расплава через нее, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности механических свойств и получения структуры высокопрочного чугуна беэ отбела, перед реакицонной камерой поток расплава разделяют на два потока и направляют 0,1-0,4 массы расплава, минуя реакционную камеру, а затем смешивают оба потока на выходе чэ реакционной камеры.2. Устройство для получения высокопрочного чугуна, содержащее литейную чашу, соединенную с реакционной камерой последовательно расположен" ными стояком и литниковыми ходами,1379314 Составитель А,МинаевТемред М,Дидык Корректор М.Максимишинец Редактор И.Дербак Заказ 94 1/26 Тираж 545 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 открытую промежуточную чашу, сообщенную с формообразующей полостью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что реакционная камера снабжена изолированным каналом, соединенным со стояком и открытой промежуточной чашей,сопряженной с реакционной камерой,причем площадь поперечного сеченияизолированного канала равна 0,1-0,4площади поперечного сечения стояка