Способ получения высокопрочного чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХааааааеааиРЕСПУБЛИК С 21 С 1 10 ЕНИЯ ИЬМг: "Ь ЕЛЬСТВ ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИД(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 676623, кл. С 21 С 1/10, 1978.2. Заявка Великобритании .9 1537232, кл. С 21 .С 1/10, 1974. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧ- . НОГО ЧУГУНА с шаровидным или вермикулярным графитом, включающий рафи:нирование серого чугуна железной "окалиной и модифицирование магний- ,содержащими модиФикаторами, о т л и, 80,1011697 А а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода модификатора, обеспечения высоких литейных свойств жидкого чугуна и повьааения его .механических свойств при.нормальных и пониженных до -60 фС температурах, железную окалину вводят в печь на зеркало металла фракцией 2,0-10,0 юю в количестве 1,0-2,0 от веса металла за 20-25 мин до выпуска металла из печи в раздаточный кона, в который перед заполнением его металлом вводят известняк фракцией 5- 45 иа в количестве 1,0-2,0 и модификатор в количестве 0,4-0,5 от веса жидкого металла.вермикулярным графитом, включающемурафинирование серого чугуна железнойокалиной имодифицирование магнйй-содержащими модификаторами,железнуюокалину вводятв печь на зеркало металла 5 Офракцией 2, 0-10, О мм в количестве 1, 02,0 отвеса металлаза 20-25 мин довыпуска металла из печи в раздаточныйковш, в который перед заполнениемего металлом вводят известняк Фракции 5-45 мм в количестве 1,0-2,0и модификатор в количестве 0,4-0,5от веса жидкого металла. ции известняка нарушается режим рафинирования. В первом случае уменьшается время барботации и она проходит более интенсивно с выбросами металла из ковша, а во втором - увеличивается время барботации, в результате чего дольше перемешивается жидкий металл и при этом значительно падает температура.Расход магнийсодержащего модификатора составляет 0,4-0,5 от веса жидкого металла, что обеспечивает содержание остаточного магния в проведенных плавках 0,03-0,04 вес., достаточное для получения в структуре 100 шаровидного графита. Изобретение относится к литейному производству, в частности к .производству отливок иэ высокопрочного чугуна с шаровидным или вермикулярным графитом и серого чугуна. с пластинчатым графитом.Известен способ получения высокопрочного чугуна путем обработки жидкого серого чугуна графитиэирующей присадкой в ковше и магнийсодержащей лигатурой в литейной Форме в количестве 2 0-3,0 от металлоемкости Формы 1.11.Недостатками известного способа являются: повышенны расход магний- содержащих присадок, обусловленный 15 нестабильностью жидкого состояния исходного чугуна, высокое содержание остаточного магния, вследствие чего. усиливается склонность чугуна к отбелу, дефицитность модифицирую щей присадки - ферросиликобария.Наиболее близким к иэобретечию по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения высокопрочного чугуна с шаро ,видным или вермикулярным графитом, в котором перед добавлением реагента для сфероидизации графита рас-.плавленный серый чугун рафинируют железосодержащими компонентами, а в качестве сфероидиэирующего реагента вводят в ковш магниевый сплав в количестве 0,6-2,5 21.Недостатки .известного способа - низкие литейные и механические свой ства чугуна, повышенйый расход магнийсодержащего модификатора.Цель изобретения - снижение расхода модификатора, обеспечение высоких литейных свойств жидкого чугуйа и повышение его механических 4 О свойств при нормальных и пониженных до -60 С температурах Поставленная цель достигается тем что согласно способу получения вы-.сокопрочного чугуна с шаровидным или При взаимодействии окалины, являющейся отходами прокатного и кузнечного производства, с жидким металлом образуется большое количество пузырь. элементы, имеющиеся в модификаторе,например магний, образуют комплексные соединения, что приводит к поименному расходу модифицирующихприсадок. Введение окалины наиболееэффективно при 1450-1500 С, так как при температуре ниже 1450 ОС не обеспечивается необходимая в дальнейшем температура заливки металла поФормам и ослабляется взаимодействиеокалины с жидкий металлом, а притемпературе более 1500 ОС происходитнеоправданный расход окалины и нежелательный перегрев металла. Введение скалины в количестве менее 1,0 малоэффективно ввиду недостаточноговзаимодействия ее с металлом, в товремя как расход более 2,0 приводит к значительному, окислению элементов жидкого металла,При размерах окалины менее 2,0 мм происходит значительное шлакование ее в процессе взаимодействия с жидким металлом. При размерах частиц окалины более 10 мм значительная часть окалины всплывает на зеркало металла, не прореагировав с расплавомр что приводит к увеличению Ее расхода.Время ьвода окалины на зеркало металла в печь до выпуска металла из печи составляет 20-25 мин и является оптимальным, так как меньшее. время недостаточно для взаимодействия окалины с жидким металлом, а большее приводит к уменьшению эффекта действия окалины.Эффект рафинирования серого чугуна усиливается введением известняка в количестве 1,0-2,0 от веса жидко- го металла фракцией 5-45 мм на дно ковша при заполнении его металлом из печи. Диссоциация известняка приводит к десульфурации чугуна и одновременно к его барботации, что уменьшает содержание в жидком металле газови расходмодифицирующих присадок.При уменьшенииили увеличениифрак.ков СО, которы, реагируя с расплавом, уменьшают содержание окислов,находящихся в чугуне. Эти окислы и Способ осуществляется как в дуго" вых, так и в индукционных электрических печах.П р и м е р. Проводится для дуговой печи емкостью 5 т с кислой Футеровкой. После загрузки печи и расплавления шихты получают серый жидкий чугун химического состава, вес. ЪУглерод 3,65 Хром 0,09 Кремний 2,65 фосФор 0,007 ЗМарганец . 0,45Сера 0,019На зеркало очищенного от шлакажидкого металла при 1480 фС вводитсяпредварительно просушенная окалинаФракции 5,0-8,0 мм в количестве 80 кгза 23 мин до выпуска металла из печи.В таблице приведены результатыиспытаний., Е 31 Н 1м1 1а еа3.3О 1 Ц 3 о94 1 оЩ 1 жЕ 1 О1 щ О1 б 1 3 б О) 13 Щ ЩЕн ац 4103 б-311 В Ф 341о жд о1 щ 1 ан -3 о0 Эо оцоэ 1 чЕ3 щ +1 Х 11 .Х101 91 9 1 Е1 Р 1 Ж1 Й 1 9щйо19131 3 б 1 Ф 1 ю 1 Юо 1 н оэ в,ржу ю о д мавоо о нЙф фнв чф о сэяж мох хо н 3 Ооц 1 ФЗ3 щ эав Х 3: 3" .1 1 СЧс 1 н 1 и 1 1 н 3 сф о н Н Н с 3 ф3 б 1 о о а 1 с с,3 ОЪ СЧ фФ 1 м мэ,1 б,3 щщо4 Ж 1 3 б 3 бо а гф 3 1 1 1 3 1 ,"ъ0 1 1 3 б 1 б 1 Оо 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 М 1 1 3 сб эщ ехо йод 990. й 3 бЗ ох жк 1 093 б щ н 0 Э 3 б10 1011697 Составитель А. КондратьевРедактор Т, Парфенова Техред Т.Иаточка Корректор Мцемчик Заказ 2690/32 Тираж 566 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 Перед выпуском металла на дно подогретого раздаточного ковша емкостью 7 вводят предварительно подсушенный известняк фракции 35-38 мм в количестве 80 кг. После обработки металла известняком в течение 8 мин ковш передают для раздачи по разливочным ковшам, где проводят модифицирование никель-магниевой лигатурой, содержащей 10 магния, в количестве 0,45 от веса жидкого металла. 10Проводят три плавки по описанному способу и четыре плавки по из" вестному способу, варьируя количественный и фракционный состав реагентов. При этом жидкотекучесть метал" 15 ла при использовании предлагаемого способа йри 1400 С меняется от 80,0 до 85,0 см, а при использовании из" вестного способа - от 60,0 до 65,0, предел текучести соответственно от 38,2 до 39,0 кгс/мм и от, 32,0 до 35,0 кгс/ммф; удлинение от 21,9 до 22,4 и от 7,5 до 9,0, ударная вязкость: при +20 С от 10,1 до. 117 и от 4,2 до 5,5 кгсм/см, при -60 С- от 5,5 до 6,0 и от 2,0 до 3,0 кгсм/см соответственно. При использованииизвестного способа шаровидная формаграфита в лучшем случае составляет90 при 75-ной ферритной металлической основе, а при использованиипредлагаемого способа во всех случаях 100 шаровидной формы графитапри ферритной металлической основе,При этом, при использовании предлагаемого способа в металле резко снижается содержание водорода, азота,серы и окислов в массе металла. Сопоставление этих данных свидетельствует о значительных преимуществах предлагаемого способа. Опытнопромьыленное испытание предлагаемого способа получения высокопрочного чугуна позволяет повысить литейные свойства на .32 и механические свой ства металла на 30-40, обеспечить полное усвоение"присадок, например расход никель-магниевой лигатуры снижается на 25, и уменьшить брак ,отливок. Экономический эффект от внедрения способа составляет 30075 руб. в год.