Способ получения чугуна с шаровидным графитом

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРСВВДНЬт ГРАФИТОМ; включающий предварительную обработку в ковше расплава чугуна присадкой силикокальция и алюминия и последующее сфероидизирующее модифицирование магнийсодержащей добавкой,о т л и-. чающийся Тем, что, с целью уменьшения стоимости получения чугуна с шаровидным графите и сокращения расхода модифицирующих присадок , предварительную обработку выполняют при температуре чугуна 1400-1420с присадкой сплава, со . держсодего 35% к&льция и 65% алнининия в количестве 0,025-0,04% от веса чугуна.S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

9 Ю

РЕСПУБЛИН

3(50 С 21 С 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ - . "г

1д -л

БЛЫЛМ >>", ÅêÀ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3524764/22-02 (22) 21.12.82 (46) 23.01 ° 84. Бюл. 9 3 . (72) Д.Н. Худокормов, В.М. Королев, В.М. Михайловский, И.В. Дорожко и С.В. Дорожко (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.745 (088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство -СССР

М 558942 кл. С 21 С 1/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

М 522237, кл. С 21 С 1/00, 1965.,.SUÄÄ 1068488 A (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА

С ШАРОВИДНЫМИ ГРАФИТОМ; включающий предварительную обработку в ковше расплава чугуна присадкой силикокальция и алюминия и последующее сфероидизирующее модифицирование магннйсодержащей добавкой,о т л и-.. ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения стоимости-получения чугуна с шаровидным графитом и сокращения расхода модифицирующих при- садок, предварительную обработку выполняют при температуре чугуна

1400-1420 С присадкой сплава, со. держащего 35% кальция и 65% алюминия в количестве 0,025-0,04% от ве- са чугуна. е

1068488

Изобретение относится к литейному производству,.а именно к способам получения чугуна с шаровидными включениями графита (ЧШГ) и может быть использовано при массовом производстве высококачественных литых иэделий из этого конструкционного материала.

Известен способ получения ЧШГ с предварительным вводом химически активных элементов в ковш при выпуске из печи, который включает использование для модифицирования чугуна с низкой концентрацией серы Редко-. земельных элементов,с двумя последующими вводами модифицирующих добавок иттрия и ферросилиция (1 ).

Недостатком способа является то, что область его применения ограничена из-за повышения расхода дорогих модифицирующих добавок.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату .является способ получения чугуна с шаровидным графитом, включающий предварительную обработку в ковше расплава чугуна присадкой силикокальция и алюминия и последующее сфероидизирующее моди-. фицирование магнийсодержащей добавкой Г2 g°.

Недостатками известного способа являются большой расход присадок для предварительного модифицирования силикокальция (0,3-0,1 мас.Ъ) и алюминия (0,03 — 0,12 мас..Ъ), сложность получения ЧШГ в связи с необходимостью высокого перегрева металла (1480-1530ОC) для стабильного усвоения силикокальция, уменьшение усвоения магния в связи с высоким перегревом расплава и ухудшение санитарно-гигиенических условий работы из-за сильного газовыделения при кипении магния.

Целью изобретения является уменьшение стоимости полученйя чугуна с шаровидным графитом и сокращение расхода модифицирующих присадок.

Поставленная цель .достигается тем, что согласно способу получе- . ния чугуна с шаровидным графитом, включающему предварительную обработку в ковше расплава чугуна присадкой силикокальция и алюминия и последующее сфероидизирующее модифицирование магнийсодержащей добавкой, предварительную обработку выполняют при температуре чугуна 1400-1420 С присадкой сплава, содержащего 35Ъ кальция и 65Ъ алюминия, в количестве

0,025-0,04Ъ от веса чугуна.

Предлагаемый способ позволяет сократить расход модифицирующих добавок, уменьшить температуру перегрева металла в печи и связанные с этим Расходы.

10 имеющихся в расплаве недорастворенных кристаллических образованиях графита.

Важнейшими преимуществами сплав предлагаемого химического состава являются низкая температура плавления (545 С, так как сплав эвтеко тического состава, для сравнения г у силикокальция т.пл. 980 С) и склонность к саморастрескиванию без окисления на воздухе. Совместная присадка кальция и алюминия усиливает эффект рафинирования . чугуна. При этом алюминий расходу25 ется на связывание кислорода азота, а кальций связывает оставВеличина добавки сплава (65ЪА1+35ЪСа ) установлена экспериментально. Нижний предел (0,025Ъ) выбран, исходя из минимально необходимого количества магнийсодержащей лигатуры, при котором в чугуне стабильно кристаллизуется графит . шаровидной формы по стабильной

35 диаграмме. Ограничение по верхнему пределу (0,04Ъ) связано со стабили зацией в дальнейшем эффекта обработки жидкого чугуна сплавом рекомендуемого состава.

40 Температура ввода сплава (65ЪМ+35ЪСа) определяется из условия наиболее эффективного его воздействия с вредными примесями.

Повышение температуры ввода в чугун

45 сплава предлагаемого состава сверх

1420 С нежелательно из-за существенного уменьшения свободной энергии образования соединений с указанными компонентами. Нижний предел по температуре ввода (1400 С) устанавливается с учетом сохранения на

Выбор сплава (65ЪАК+35ЪСа) для предварительной обработки чугуна в ковше обусловлен его высоким химическим сродством компонентов к элементам сильно затрудняющим сферолитную кристаллизацию графита, в первую очередь к кислороду, сере и некоторым другим поверхностноактивным примесям. Названные нежела тельные примеси препятствуют осаждению элементов сфероидизаторов н шийся кислород и серу. достаточно высоком уровне температуры заливки .сплава.

Минимальная добавка магния для получения ЧШГ, с.учетом предварительной обработки сплавом (65ЪАО+35ЪСа) с минимальным его расходом, гарантирующая полную сфе роидизацию графита и остаточное содержание магния 0,05-0,07 мас.Ъ, установлена экспериментально и сос тавляет 1,1-1,2Ъ от веса металла в ковше. После окончания процессов модифицирования с зеркала металла удаляется шлак и металл заливается в форму.

1068488

Сера До 0,1

Фосфор До 0,15 вводят магнийсодержашую лигатуру по известному и предлагаемому вариан,там (таблица).

П риме мас.Ъ:

Углерод

Кремний

Марганец

3,6

2,55

0;55

Способ полу.чения ЧШГ

Температура ввода добавок,оС

Величина добавки для предварительной обработки, мас.Ъ

Концентрация

< g 0, в чугуне, мас.Ъ

0,04"0,06

1450-1480

1,75

0,7 силикокальция +

0,1 алюминия

0,015 сплав (65% А1+35ЪСа) Известный

Предлагае-. мый 1360-1380

0,04-0,06

1360-1380

0,025 сплав . (65ЪА1+35ЪСа) 0,05-0,075

1,5

1360-1380. 0,04 сплав (65%А1+35ЪСа ) 0,05-0,08

1,35

0,075 сплав (65ВА1+35%Са) 1360-1380

0,06-0,08

1,33

0,015 сплав

{65ЪА1+35%Са) 1400-1420

1,75

0,04-0,06

1400-1420

0,025 сплав (65%А1+35ЪСа) 0,05-0,07

1,2

1400-1420

0,04 сплав (65ЪА1+35ЪСа) 0,05-0,08

0,075 сплав (65ВА1+35ЪСа) 14 00-142.0

0,06-0,08

14 00н 14 60

0 015 сплав (65ЪА1+35ФСа) 0,035-0,05

1,3

1400-1460

1400-1460

0,025 сплав (65ЪА1+35ВСа) 0,03-0,045

1 15

0,04 сплав (65%А1+35ЪСа) 0,03-0,04

0,075 сплав (65ФА1+35ВСа ) 1400-1460

0,03-. 0,04

Предлагаемый способ получения

60 чугуна с шаровидным графитом позволит снизить максимальную температуру перегрева чугуна с 1480 до

1420 С. Перегрев чугуна на каждые

200 С s электродуговой печи по производственным данным составляет р. В чугун состава, Как показывают экспериментальные данные, предлагаемый способ отличается меньшим расходом добавки для предварительной обработки и ли.гатуры (М }для сфероидизации графита при умейьшении температуры обрабатываемого чугуна.

Величина, сфероидизации лигатуры (М ) для получения

-100% графита в шаровидной форме,мас ° %

1068488

Составитель К. Сорокин

Редактор Н. Рогулич ТехредВ.Далекорей Корректор,Л.Патай

Заказ 11399/22 Тираж 544 Подписное

BHHMHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная,4

2,2 руб./1 т чугуна. Исходя из. этого, расчет экономического эффекта на 1 т чугуна производится по

Э- (2 СТ ), 2 где Э. - экономический эффект на

1 т чугуна, руб;

С -,стоимость электроэнергии при перегреве чугуна на

1 С, руб;

Т - температура предваритель2 ной ковшевой обработки чу гуна по базовому варианту, С, Т - температура предварительной ковшевой обработки чугуна по предлагаемому

" варианту, C и составляет 0,672 руб,/т чугу на..