Способ модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 8,1 в 34;": ,"я )г" РЕТЕНИ п икат посо го чуг включа графит живаемь кой ра в АНИЯ ВЫСОКОКУЛЯРНЫМ ГРАЕГО ОСУЦЕСТГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМУ(71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР и Гомельскийлитейный завод "Центролит"(54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВПРОЧНОГО ЧУГУНА С ВЕРМИФИТОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано при получении высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом, работающего в условиях тепловых ударов, например кокильной оснастки, деталей двигателей и термических печей. Цель изобретения - повышение стабильности модифицирования, качества чугуна, эксплуатационной надежности в условиях тело лосмен с нагревом до 350-550 С и повышение стабильности модифицирования 5 И 4 С 21 С 1/10, В 22 В 22 Э 27/00более полного растворения моди ра и гомогенизации расплава. модифицирования высокопрочноуна с вермикулярным графитом ет первичное модифицирование изирующими лигатурами, присаюи на дно ковша перед залив-,. сплава, выдержку в ковше, скае шлака и вторичное модифицирование механическими смесямиПрипервичном модифицировании в расплавсовместно с лигатурами вводят гомогенизирующие присадки в количестве0,2-3,0% от массы металла, а вторичное модифицирование проводят в гомогенизационной камере литейной формысфвроидизирующими добавками, смешанными с плавиковым шпатом. Устройстводля осуществления способа модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом включает литниковую чашу, реакционную камеру, входной и выходной стояки, литниковыеканалы и стопор. Устройство дополнительно содержит гомогенизационнуюкамеру, отделенную от реакционнойкамеры перегородкой с выпускными литниковыми каналами, снабженной подвижным затвором, причем высота гомогенизационной камеры равна 2-6 высотамреакционной камеры, а площадь поперечного сечения выходного стояка -0,7-1,0 площади поперечного сечениявыпускного литникового канала. 2 с.пф-лы, 1 ил., 2 табл.Пзобретецне Относится к металлур гиц ц литейцаму производству и может быть использована цри получении высокоцрочцаго чугуца с вермикулярцым графитом, работающего н условиях тепловых ударов, например кокильной оснастки, деталей двигателей и термических печей.Цель изобретения - повышение став 10бильности модифицирования, качествачугуна, эксплуатационной надежностив условиях теплосмен с нагревом до350-550 С и повышения стабильностимодифицирования путем более полного 15растворения модификатора и гомогениэации расплава.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство включает литниковую чашу 1, входной стояк 2, литниковый канал 3, реакционную камеру 4, стопор5, выходной стояк 6, выпускные литниковые каналы 7, гомогенизационную камеру 8, перегородку 9, подвижный затвор 10. Выходной стояк 6 связан сполостью литейной формы (не показана). Устройство выполняют из формовочных смесей. Перегородку 9 и подвюкцый затвор 10 выполняют из огне- ЗОупорных материалов,Устройство работает следующим образом.Расплав, прошедший первичное модифицировацие графитизирующими лигатурами и гомагецизируюшими присадками,из разливочного ковша (не показан)заливают в литниковую чашу 1,откуда ончерез входной стояк 2 и литниковыйканал 3 поступает в полость реакционной камеры 4, в которой предвари.ельна размещакщ сфероидизирующиедобавки смешанные с плавиковым шпатам. Расплав, проходя над модификаторам, растворяет его и через выпускные 45литниковые каналы 7 перегородки 9 поступает в гомогецизациацную камеру 8.Подвижный затвор 10 в начале устанавливают таким образом, чтобы верх егоотверстия совпадал с верхом первогоканалаперегородки 9 (как показаноца чертеже). В этом случае модифицированный расплав поступает в гомогецизационную камеру через верхний канал перегородки, По мере растворениямодиФикатора и опускания уровня рас,плава да верха второго канала 7 опус.кают подвижный затвор 10 и постепенно перекрывают верхний канал, аткрывая одцоцремеццо второй, ц прану кав ют модифипирацаццый расплав ц гомагецизациоццую камеру, Па мере раствореция модификатора подвижный затвор опускают еще ца один канал и т.д. да полного завершения процесса модифицирования. обеспечивая тем самым послойное равномерное растворение модификатора. Количество каналов и расстояния между ними выбирают в зависимости ст размеров реакционной камеры, рода и фракции модификатора с расчетом полного его растворения. Расплав, поступающий в гомогецизационную камеру, перемешивается, усредцяется по составу, неметаллические включения всплывают. После заполнения гомогенизационной камеры вынимают стопор 5 и металл через выходной стояк 6 поступает в полость литейной формы, Процесс модифицирования продолжается до полного израсходования модификатора и заполнения литейной формы.При высоте гомогенизационной камеры менее 2 высот реакционной камеры усреднение состава и гомогенизация расплава недостаточны, а при увеличении высоты ее более 6 раз снихаются литейные свойства чугуна и стабильность его состава и свойств.Площадь поперечного сечения выходного стояка равна 0,7-1,0 площади поперечного сечения выпускного литникового канала. При таком соотношении площадей поперечных сечений, которые определены экспериментально, создаются оптимальные условия для гомогенизации, перемешивация и повышения качества чугуна в отливках, При соотношении их менее О, снижается модифицирующий эффект и эксплуатационная стойкость отливок, а при соотношении их более 1,0 снижается стабильность качества модифицированного чугуна и структуры чугуна в отливках.Проводят опробовацие способа модифицирования высакопрочного чугуна с вермикулярным графитом по известному процессу и предлагаемому. Применяют чугуны заэвтектического состава, выплавляемые дуплекс-процессом: кокса- газовая вагранка - индукционный миксер, Расплав в ковше модиФицируют лигатурами, содержащими РЗИ (ФС ЗОРИЗ) и гомогенизирующие присадки зотира 1388435ванного карбида кремния, в количестве 0,2-37 от массы металла.В табл1 приведены данные о количествах используемых присадок при первичном и вторичном модифицировании, химических составах модифицированных чугунов и характеристиках стабильности модифицирования чугуна и его загрязненности неметаллическими включениями,В качестве гомогенизирующих присадок при осуществлении предлагаемого способа используют азотированный карбид кремния, содержащий 3,5 мас7. азота.В табл. 2 приведены данные о механических и эксплуатационных свойствах чугунов в отливках в зависимости от количества гомогенизирующей присадки в ковш и изменения конструктивных параметров реакционно-гомогенизационного устройства для вторичного модифицирования смесью сфероидизирующих магнийсодержащих (9,87 магния) присадок и плавикового шпата.Как видно из табл. 1 и 2, предлагаемый способ модифицирования чугуна обеспечивает более высокую стабиль ность модифицирования, качества чугуна и высокую эксплуатационную стойкость в условиях теплосмен чем базо- вый способ модифицирования высоко- прочного чугуна с вермикулярным графитом.1Применение предлагаемого способа для получения высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом обеспечивает повышение эффективности модифицирования, качеств чугуна, что позволяет снизить расход модификаторов и лигатур на 20-45 . Формула изобретения 1. Способ модифицирования высоко- прочного чугуна с вермикулярным графитом, включающий первичное модифицирование графитизирующими лигатурами, присаживаемыми на дно ковша перед заливкой расплава, выдержку в ковше, скачивание шлака и вторичное модифицирование смесями, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности модифицирования, качества чугуна и эксплуатационной надежности в условиях теплосмен с нагревом до 350-550 С, при первичном модифицировании в расплав совместно с лигатурами вводят гомогенизирующие присадки в количестве 0,2-3,07 от массы металла, а вторичное модифицирование проводят перед литейной формой сфероидизирующими добавками, смешанными с плавиковым шпатом.2Устройство для модифицирования высокопрочного чугуна с вермикулярнымФграфитом, содержащее литниковую чашу, реакционную камеру, входной и выходной стояки, литниковые каналы и стопор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества чугуна и повышения стабильности модифицирования путем, более полного растворения модификатора и гомогенизации расплава, оно дополнительно содержит гомогенизационную камеру, отделенную от реакционной камеры перегородкой с выпускными литниковыми каналами, снабженной подвижным затвором, причем высота гомогенизационной камеры равна 2-6 высоты реакционной камеры, а площадь поперечного сечения выходного стояка - 0,7-1,0 площади поперечного сечения выпускного литникового канала.Теплица 2 ЭксппувтвпнСоо Кеханические свойства Количство гомоСоотиофенне площапей вы Терническ Ста бнл онивя стоЯнвп оси- ьное олного стовен пнв вче выл костьциклов лине л тий коеф,ер п спыт о ис ест ый) Т 2 46 2 6 5 3,4 2 3 зо тзо Т Т,О О,Т 2 2 Составитель А.Иинаевдактар П. Ктттй улттнец Техред А,Кравчук рректар Н. Карол Тираж 54 Заказ 1549/2 Подписи ВНИИПИ Гос по делам 113035, Маскварственного комитета ССвобретений и открытийЖ, Раушская наб д Праизвадстнеттно-па:тнграфическое предприятие,ктная, 4 город, ул. гиипнрующй присадки в отвар ерего прн вниивысот генионной акций каочстн,ТТТа Ударная, вяэкостьТТн