Способ получения чугуна с шаровид-ным графитом

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)м, кл.з С 21 С 1/10 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР ио деяам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМИзобретение относится к металлургии и литейному производству.Известны различные способы получения высокопрочного чугуна. Большинство из них включают модифицирование чугуна сфероидизирующими и графитизирующими присадками, последовательно одно после другого,Некоторые способы предусматриваютсовмещение сфероидизирующего и граФитизирующего моднфицирования, чтоосуществляется при использованиимодификаторов на основе Ферросилиция,силикокальция, которые вводят как вковш, так и непосредственно в форму. В ряде способов производят раздельное модифицирование различнымисферондизирующими элементами (М 9,РЗМ) с последующим графитизирующиммодифицированием ферросилицием ит.п, 11,Недостатком известных способовполучения высокопрочного чугуна является низкий коэффициент использования сфероидиэирующих присадок, особенно РЗМ, являющихся дорогими идефицитными, а также в случае модифицирования в Форме - необходимостьусложнения литниковых систем и увеличения расхода металла на заполне,ние реакционных камер в связи со значительным количеством (0,3-0,9) вводимой графитизирующей присадки.Известен способ получения чугуна с шаровидным графитом, по которому чугун, обработанный магнием в герметичном ковше (сфероидиэирующая присадка) модифицируют дробленым ферросилицием ФС 75 (графитизирующая присадка), который перед сборкой форм помещают в реакционную зону (полость) литниковой системы в количестве 0,7- 0,9 вес,Ъ заливаемого в Форму чугуна 21,Недостатком этого способа является усложнение литниковой системы отливок и увеличение расхода металла на нее в связи с необходимостью ввода в форму значительного количества графитизирующей присадки (например, .при весе заливаемого в форму металла - 10 кг количество графитиэирующей присадки должно составлять 0,07-0,09 кг), При наличии в составе чугуна демодификаторов повышается расход магния на сфероидизацию и уменьшается надежность получения шаровидной Формы графита.Цель изобретения - сокращение расхода модификаторов при сфероидизиру836119 4сфероидиэации графита, а в количествах больше верхнего предела неоправданно и экономически нецелесообразно. Разделение процесса модифицирования позволяет проводить обессеривание и раскисление чугуна, которое является обязательным при любом процессе модифицирования, только за счет магния, наиболее доступного и дешевого )сфероидизирующего элемента, а более .дефицитные и.дорогие РЗМ использоватЬ только на связывание и нейтрализацию демодификаторов в магниевом чугуне.Модифицирование магнием можно про. водить в автоклавах, гермоковшах, в конверторных ковшах и другими способами. При использовании магниевых лигатур на основе ферросилиция или Ферросилиция с силикокальцием модифицирование можно проводить засыпкой модификатора на дно ковша при выпуске чугуна из плавильного агрегата и т.п.Модифицирование РЗМ проводят после счистки шлака в том же ковше, в котором проводилась обработка чугуна магнием, или же во время перелива чугуна в разливочные ковши или разливочное устройство. В качестве присадки могут быть использованы любые РЗМ-содержащие лигатуры, желательно церийсодержащие с минимальным количеством лантана, ухудшающего Форму графита, и других дорогостоящих элементов.Модифицирование графитизирующими присадками также разделено на два этапа. На первом этапе чугун необходимо обрабатывать такими элементами как барий, кальций, стронций, которые эффективно действуют в течение длительного времени. Поэтому и присаживать их необходимо в ковш, или разливочное устройство за счет этого уменьшается количество присадки, которую необходимо ввести в форму. Количество присадки определяется из расчета ввода в чугун 0,01-0,02 Ва и 0,005-0,02 Са по отношению к весу обрабатываемого чугуна. Введение этих присадок в количествах меньше нижнего предела недостаточ- . но для графитизации, а в количествах больше верхнего предела не дает эффекта и приводит к образованию значительного количества шлака, Для графитизирующего модифицирования могут быть использованы содержащие кальция и барий кремнистые лигатуры: силикокальций, силикобарий, силикокальций, содержащий стронций и т.д. одифицирование графитизирующей присадкой в ковше или разливочном устойстве дает возможность уменьшить озу присадки модиФикатора в полость ормы до 0,15-0,10, что позволяет бойтись без усложнений литниковой истемы и без применения каких-либо стройств для размещения присадки в ющем и графитизирующем модифицировании.Поставленная цель достигается тем,что в известном способе получениявысокопрочного чугуна модифицирование сфероидиэирующими и графитизирующими присадками проводят раздельнокаждое в два этапа следующим обраэомг1) модифицирование чугуна магнием или магнийсодержащими лигатурамидо содержания магния в чугуне 0,030,07;.2) модифицирование полученногомагниевого чугуна РЗМ или РЗМ-содеЬ-.жащими лигатурами иэ расчета ввода вчУгУн, 0,005-0,03 РЗМ, 153) модифицирование чугуна кремнис 1тыми лигатурами, содержащими барий -и кальций из расчета ввода в чугун0,01-0,02 Ва и 0,005-0,02 Са,4) модифицирование чугуна в форме Ферросилицием или ферросилицием,активированным стронцием в количестве 0,1-0,15.Второй этап модифицирования сфероидизирующими присадками и первыйэтап модифицирования графитизирующими присадками могут быть совмещены. При этом модифицирование сфероидизирующими и графитизирующимиприсадками остается разделенным каждое на два этапа.30Присадки, используемые в качествемодификаторов при осуществлении второго этапа модифицирования сфероидизирующими присадками, а также перного и второго этапов модифицирования графитизирующими присадками, могут содержать 0,1-3 магния, а приосуществлении первого и второго этапов модифицирования сфероидизирующнми присадками и первого этапа модифицирования графитизирующими присадками - 40-75 кремния.Сущность способа получения высокопрочного чугуна заключается в следующеме 45Процессы модифицирования сфероидизирующими и графитизирующими присад.ками разделены каждый на два этапа.Модифицирование сфероидизирующимиграфит прчсадками на первом этапепроводится магнием или,магнийсодер 50жащими лигатурами в количестве, позволяющем получить остаточное содержание магния в чугуне 0,03-0,07,а на втором этапе - РЗМ или РЗМ-содержащилигатурам в количестве 50,005-0,03 от веса обрабатываемогочугуна, Содержание магния и церияв укаэанных пределах обеспечивает на Мдежное получение шаровидного графита в чугуне даже при наличии эле рментов-демодификаторов в количествах, сверх обычно имеющихся в чугунах. Наличие магния и церия в количествах менее, чем указано в нижнемпределе значений, недостаточно для 65 уформе. Графитизирующий модификатор, обычно ферросилиций ФС 75, активированный 1-2 стронция, измельчений до кусков размером не более 1 мм в пощеречнике, может быть засыпан как в полость литниковой системы, так и в полость собственно отливки.Разделение графитизирующего модифицирования на два этапа предусматривает проведение второго этапа в форме как наиболее целесообразного с точки зрения экономии модификатора и повышения эффективности действия поздней графитизирующей присадки. 10 П р и м е р 1. Чугун плавили в индукционной печи. В установке КМс емкостью ковша 200 кг чугун обработали чистым магнием МГ 1 в количестве 0,4 кг (0,2 вес. чугуна) (1-й этап модифицирования сфероидизирующими присадками). , 20После счистки шлака в тот же ковш добавили чигатуру Сиитмишв количестве 0,15 кг. При этом ввели в чугун 0,020 РЗМ (2-й этап модифицирование сфероидизирующими присадка ми).Перед разливкой на дно разливочного ковша емкостью 60 кг поместили 0,05 кг силикобария и 0,15 кг ферросилиция ФС 75, таким образом вве ли в чугун 0,01 Ва (1-й этап модифицирования графитизирующими присадками ),После этого в полость формы засыпали измельченный ферросилиций 35 в количестве 0,15 от количества заливаемого в форму чугуна, (2-й этап модифицирования графитизирующими присадками).В данном примере все четыре этапа модифнцирования сфероидизирующими40 и графитизирующими присадками разделены.П р и м е р 2. Чугун выплавляли в индукционной печи МГНс емкостью тигля 180 кг, Лигатуру ЖКМКпомещали на дно ковша емкостью 180 кг в количестве 3,6 кг, т,е.0,2 М 9 от веса обрабатываемого металла (1-й этап модифицирования сфе роидизирующими присадками)После счистки шлака в этот же ковш внесли лигатуру Сиитмишв количестве 0,15 кг. При этом ввели в чугун 0,015 РЗМ (2-й этап модифицирования сфероидизирующими присадками)На дно разливочного ковша емкостью 60 кг добавили измельченную до фракции не более 10 мм лигатуру Ь-Са-Ва, в количестве 0,06 кг 60 (0,1 вес. чугуна) и 0,15 кг ферросилиция ФС 75 из расчета ввода в чугун 0,02 Са и 0,01 Ва (1-й этап модифицирования графитизирующими при- садками). 65 После этого в полость формы засыпали измельченный до фракции 1 ммферросиликостронций ФСС 2 0,1 отколичества заливаемого в формучугуна, (2-й этап модифицированияграфитизирующими присадками).В данном примере все .4 этапа модифицирования сфероидизирующими играфитизируницими присадками такжеразделеныНа 1-ом этапе модифицирования сфероидизирующими присадками применена лигатура ЖКМУ, содержащая 6-9Мд и 40 ,Использование способа получениявысокопрочного чугуна обеспечилопо сравнению с существующими спо-.собами следующие преимущества:1) воэможность проведения модифицирования в форме без дополнительныхусложнений литниковой системы и безповьааения расхода металла на нее,2) получение графита шаровидной.формы в чугуне даже при наличии некоторых элементов-демодификаторов,3) надежное получение отливок безотбела, что позволяет сократить расходы на термическую обработку,4) уменьшение расхода модификаторов.Ожидаемый экономический эффект 20 руб. на 1 т модифицируемого чугуна.Формула изобретения1. Способ получения чугуна с шаровидным графитом, заключающийся ввыплавке чугуна, обработке его магнием или магнийсодержащими лигатура"ми РЗМ или РЗМ-содержащими лигатурами и вторичное модифицирование кремнийсодержащими лигатурами в форме,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью модифицирования в форме без усложнения литниковой системы, и уменьшения расхода модификаторов, модифицирование сфероидизирующимн и графитиэирующими присадками проводят раздельно каждое в два этапа, сначаламодифицирование магнием или магнийсодержащими лигатурами до содержаниямагния в чугуне 0,03-0,07, модифицирование магниевого чугуна РЗМ илиРЗМ-содержащими лигатурами из расчета ввода в чугун 0,005-0,03 РЗМ, азатем модифицированне кремнистымилигатурами, содержащими кальций и .барий из расчета ввода в чугун0,01-0,03 бария и 0,005-0,02 кальция и модифицирование в форме ферросилицием или ферросилицием, активированным стронцием в количестве0,1-0,15,2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ н й с я тем, что второй этапмодифицирования сферондизнрующими836119 Составитель А. Кондратьев Техред А. Бабинец КорректорС. Иекмар Редактор С. ТитоваЗаказ 2835/11 Тираж 618 ПодписноеВНИИПИ Росударственного комитета СССРпо делам изобретений.н открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 присадками и первый этап модифициро вания графитизирующнми присадкамипроводят одновременно.3. Способ по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что при осуще.- ствлении второго этапа модифицирования сфероидиэирующими присадками, а также первого и второго этапов модифицирования графитизирующими присадками вводят присадки, содержащие 0,1-3,0 магния, а при осуществлении первого и второго этапов модифицирования сфероидизкрующими присадками и первого этапа модифицирования гра+ фитизирующими присадками вводят присадки с содержанием кремния 40-75,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР В 507652,. кл."С 21 С 1/00, 1973.2. Иаюрников А.В,н др. Вторичное модифицирование магниевого чугуна в форме. - фЛитейное производствоф 9 6 1975, с 7 (прототип).