Способ получения чугуна с вермикулярным графитом

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 17088 УБЛИ(19 у 1 С 110 5) АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛЬСТВУ(57) Изобретение отн Цель изобретения - сокими механически ние стоимости от вредного дымовыдел Это достигается тем нагретый в индукци 1490-1510 С, обраба ние 8 - 12 мин 31 Са в к его массы, затем при в ковш под его струю его массы ЯВа, 2 таб м Е введении повышенного их количества в расплав чугуна способствует очистке его от примесей (серы, фосфора, кислорода и т,п.), что приводит к образованию в чугуне вермикулярного графита. Эффективная очистка расплава чугуна от примесей, обеспечивающая получение вермикулярного графита, достигается при введении в расплав суммарного количества силикокальция и силикобария 1,5-2,5 от его массы.Содержащийся в силикокальции кальций способствует очистке расплава чугуна от примесей, а кремний - образованию центров кристаллизации графита.Однако при введении в, расплав чугуна силикокальция на его частицах образуются. оксиды кальция и кремния в виде вязкой шлаковой пленки,. которая ухудшает усвоение расплавом частиц реагента. Эта пленка . разрушается при температурах свыше 1450 С, в связи с чем силикокальций с целью эффективного усвоения его расплавом чугуна следует вводить при высокой его температуре, что может быть достигнутоСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Брянский институт транспортншиностроения(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 829681, кл, С 21 С 1/08, 1977.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНАМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ Изобретение относится к металлургии, а именно к способу получения чугуна с вермикулярным графитом.Цель изобретения - обеспечение высоких механических свойств чугуна, снижение стоимости отливок, исключение вредного дымовыделения и пироэффекта,Цель достигается тем, что расплав чугуна, нагретый в индукционной электропечи до 1490-1510 С, Обрабатывается в ней в течение 8-12 мин силикокальцием в количестве 0,8-1,3 от массы расплава, а затем при сливе жидкого металла из печи в разливочный ковш под его струю вводится силикобарий в количестве 0,7-1,2 от массы чугуна.Параметры обработки расплавачугуна в печи силикокальция и модифицирования его в ковше силикобарием выбраны, исходя из условия установленного исследованиями физико-химического влияния повышенного количества кальция и бария на процесс образования вермикулярного графита в чугуне. Установлено, что кальций и барий при 2осится к металлургии, получение чугуна с выми свойствами. снижеливок, исключение ения и пироэффекта., что расплав чугуна анной электропечи до тывается в ней в течеоличестве 0,8-1,3.от сливе металла из печи вводится 0,7-1,2 отлишь при введении силикокальция в плавильную печь предложенным способом Находящийся в силикокальции кальций способствует отбелу чугуна, поэтому после обработкирасплава силикокальцием его необходимо подвергнуть графитизирующему модифицированию.При введении в электропечь силикокальция в количестве, меньшем указанного нижнего предела (менее 0,8), снижается эффективность очистки им расплава чугуна от примесей. При введении в электропечь силикокальция свышеверхнего предела(более 1,3) резко увеличивается количество шлака, что затрудняет плавку, а также резко увеличивается склонность чугуна к отбелу.Содержащийся в силикобарии барий способствует эффективной очистке распла 10 15 ва чугуна от примесей и одновременно способствует графитизации чугуна, поэтому 20 при введении в расплав силикобария происходит очистка его от примесей, способствующая образованию вермикулярного графита, и графитизация чугуна; Дополнительно графитизации чугуна способствует. 25 находящийся в силикобарии кремний. В связи с этим силикобарий является эффективным графитизирующим чугун модификатором, Оксиды бария и кремния не образуют вязкой шлаковой пленки на частицах силикобария. Поэтому при модифицировании чугуна силикобарием не требуется очень высокая температура его расплава и силикобарий может эффективно усваиваться расплавом чугуна в ковше. Наиболее эф 30 35 фективно силикобарий усваивается при введении его в струю жидкого чугуна при сливе его из печи в разливочный ковш, так как при этом его частицы активно перемешиваются с жидким металлом. В связи с 40указанными свойствами силикобария его,целесообразнее всего использовать для графитизирующего модифицирования чугуна в ковше;Введение в расплав чугуна силикобария меньше нижнего предложенного предела щему его свойства, неметаллическими включениями, содержащими оксид бария, так как из-за повышенного удельного веса(менее 0,7 Щ не обеспечивает получение вермикулярного графита в чугуне.Введение в расплав чугуна силикобария сверх предложенного верхнего предела (более 1,2) способствует образованию в 50 структуре чугуна повышенного количества включений графита больших размеров, снижающих свойства чугуна. Кроме того, повышенное количество силикобария способствует загрязнению чугуна. снижаю бария включения медленно всплывают врасплаве чугуна,Исходя из изложенного, с целью получения чугуна с вермикулярным графитом, наиболее целесообразным является обработкарасплава чугуна в электропечи силикокальциемв количестве 0,8-1,3 и последующеемодифицирование его при сливе в ковш вве-дением под струю 0,7-1,2 силикобария.Это обеспечивает введение в расплав 0,450,6 суммарного количества кальция и бария, обеспечивающих получение в чугуневермикулярного графита.П р и м е р. В индукционной электропечивмплавляли чугун с исходным содержанием,: С 3,2-3,4; 81 2.3-2,5; Мп 0,5-0,7; 30,0350,В 1-йсерии плавок исследовали влияние на степень очистки расплава чугуна от.серы, структуру и механические свойствачугуна разного расхода,силикокальция (эксперименты К табл,1), разной температурыобработки расплава в печи силикокальцием(эксперименты И, табл.), разного времениобработки расплава в печи силикокальцием(эксперименты И 1, табл,),Из табл,1 видно, что наиболее. эффективная обработка расплава чугуна в печисиликокальцием достигается при его расходе 0,8-1,3. от массы расплава при выдержке расплава в индукционной электропечипри 1490-1510 С в течение 8-12 мин. Этообеспечивает снижение содержания серы врасплаве в 2,5-3,5 раза,. благодаря чему привведении в расплав 1 силикобария получают в структуре чугуна более 8036 вермикулярного графита при высокой прочностичугуна (363-509 МПа).Снижение, расхода силикокальция менее 0;8, температуры обработки менее1490 С, времени обработки менее 8 мин необеспечивает глубокой очистки расплава чугуна от серы, что снижает количество вермикулярного графита в его структуре иприводит к снижению его прочности.Повышение расхода силикокальциясверх 1,3, температуры обработки свыше1510 С и времени обработки свыше 12 минне приводит к дальнейшему снижению содержания серы в чугуне, но из-за уменьшения содержания вермикулярного графита вструктуре чугуне снижается его прочность.Кроме того, такой способ обработки расплава чугуна приводит к удлинению периода.плавления и к снижению стойкости футеровки печи, что увеличивает стоимость чугуна.Во 2-ой серии плавок исследовали влияние разного расходе силикобария на структуру и механические свойства чугуна припостоянных параметрах обработки расплава в печи силикокальцием: разного расхода силикобария (эксперименты 1; табл.2) и разной температуры слива жидкого металла при одинаковом расходе силикобария (эксперименты И, табл,2).Из табл,2 видно, что наиболее эффективным является модифицирование расплава чугуна силикобарием в количестве 0,7-1,2 от его массы при температуре слива металла из печи 1490-1510 С, Это обеспечивает при расходе 1 силикокальция для обработки расплава в.печи получение в структуре чугуна более 80 вермикулярного графита, вследствие чего достигаются высокие механические свойства чугуна: прочность 384-517 МПа, твердость Н В 193- 237 кг/мм.Снижение расхода силикобария менее 0,7 или повышение его расхода свыше 1,2 снижает механические свойства чугуна.Наилучшие свойства чугуна достигаются при предложенном способе обработки расплава чугуна в печи силикокальцием и модифицировании его в ковше силикобарием,Преимущества заявленного способа.Получение чугуна с вермикулярным графитом без использования магния и РЗМ, что исключает вредное дымовыделение и пироэффект и тем самым способствует улучшению санитарно-гигиенических условий .труда и снижению загрязнения внешней среды; снижение стоимости отливок иэ-за 5 использования дешевых материалов для об- .работки и модифицирования расплава чугуна; получают отливки с высоквми механическими свойствами из-за получения .в структуре высокого содержания вермику лярного графита; применение широкодоступных и недефицитнык материЭлов.Формула изобретения Способ получения чугуна с вермикуляр- .15 ным графитом, включающий расплавлениешихты в электропечи, нагрев расплава, выпуск его в ковш и обработку графитизирующими добавками, отл и ч ающи йс я тем, что, с целью обеспечения высоких механи ческих свойств чугуна, снижейия стоимостиотливок, исключения вредного дымовыделения и пироэффекта, расплав чугуна нагревают до 1490-1510 С, в качестве добавки в печь вводят силикокальций в количестве 25 0,8-1,3 от массы расплава в течение 8-12мин, а при сливе металла в ковш в струю вводят силикобарий в количестве 0,7-.1.,2 от массы обрабатываемого металла.1708862 з з а а.в Д щ1 е С ХБ 3 Р Б Щ Яа о с С. Б:." о а,Б :3 ю 3 фОБо а.- фРБСОхрсаО.ББ ФсаР МРаЦ аао а,фР ф ф Сфо ОБОБОБ С сф За Б"х Б ба Р с ДфО,ю63С РсР вфоемъ оо - -е ЩФ63 Бф БоМ й 2 е М,.ФОСЧВ о йо,аофйБафо о о о о о о о о о о о о о оеФ ее се е е" е е СЧ Ф е О О О СЧ е- О О Ю Л е 0 0сч е , е еооооооооооооооо ооооооооооооооо о ооооо о О1 ЕО-Л. О МЗ е 1 еЕ Зй ЗЙ М) .М 1 е ее еее- сч о сч ФФфф аОВОфффффф й айО О О О О О 0 1 Й М) В М ф О 1. 0 ОСЧй ООа аО чеОО Р 15 О Ю Р ф Х Б х ЯЗ Р х, О З О С е з а Р О О ЗУ е 3 еесО 14 РОе ссР З СсестО. за- афР О 1е з еОефССО фа Ре - 1- а з 1 й Ю ф .СЧСЧ ф 00ср Е 1 СЫа В ч л ф 0 йЪ чо сч в - ф фв в03 0 О) С 0) ф 00 О) 0.о -овсчо СЧ е СЧ а е аф ОООООООО ОООООО ОООООО О ОЪ М) О О ЬЪ ОООООООООО у еаффг ее а с а е О роооо о вфосчэ йФ М) М 7 Ъ