Способ получения чугуна с шаровидным графитом

 

Область применения: производство чугуна с шаровидным графитом. Сущность изобретения: способ получения чугуна с шаровидным графитом преимущественно для мелких и средних по массе и размерам отливок включает расплавление шихты в электрической печи, нагрев расплава исходного чугуна в печи до 1500 - 1550°С, его предсфероидизирующую обработку во время набора из печи в ковш смесевым модификатором на основе кремния и углерода, содержащим 30 - 52% Si, 25 - 60% С, 1-3% Са, 1 - 3% Ва, 1 - 3% РЗМ, ост. Fe, в количестве 0,1 - 0,3% от массы набираемого в ковш металла, сфероидизирующую и графитизирующую обработки в автоклаве соответственно металлическим магнием в количестве 0,05 - 0,15% и ферросиликобарием в количестве 0,2-0,4% от массы обрабатываемого металла . Применение смесевого модификатора в рекомендуемых количествах позволяет снизить расход предсфероидизирующей и графитизирующей присадок на 1,35%. При этом механические свойства чугуна сохраняются на достаточно высоком уровне. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 21 С 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4850406/02 (22) 15.06.90 (46) 15.06.92. Бюл. ¹22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации литейного производства (72) Н,И.Кобелев, А,В.Козлов, В.Д.Винокуров, С.С.Зуйков, С,Б.Мерников и А.Н.Климченко (53) 669.131.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1024508, кл. С 21 С 1/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1239150, кл. С 21 С 1/10, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ (57) Область применения: производство чугуна с шаровидным графитом. Сущность изобретения: способ получения чугуна с шаровидным графитом преимущественно для

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения чугуна с шаровидным графитом, и может быть использовано для изготовления мелких и средних по массе и размерам отливок.

Цель изобретения — снижение расхода предсфероидизирующей и графитизирующей присадок.

Сущность изобретения состоит в том, что согласно способу получения чугуна с шаровидным графитом, преимущественно для изготовления мелких и средних по массе и размерам отливок, включающему расплавление шихты в электрической печи, нагрев расплава исходного чугуна в печи до 1500— мелких и средних по массе и размерам отливок включает расплавление шихты в электрической печи, нагрев расплава исходного чугуна в печи до 1500 — 1550 С, его предсфероидиэирующую обработку во время набора из печи в ковш смесевым модификатором на основе кремния и углерода, содержащим

30 — 52% 31, 25 — 60% С, 1 — 3% Са, 1 — 3%

Ва, 1 — 3% Р3М, ост. Fe, в количестве 0,1—

0,3% от массы набираемого в ковш металла, сфероидизирующую и графитизирующую обработки в автоклаве соответственно металлическим магнием в количестве 0,05—

0,15% и ферросиликобарием в количестве

0,2 — 0,4% от массы обрабатываемого металла. Применение cMeceaoro модификатора в рекомендуемых количествах позволяет снизить расход предсфероидизирующей и графитизирующей присадок на 1,35%. При этом механические свойства чугуна сохраняются на достаточно высоком уровне. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1550 С, его предсфероидизирующую обработку кремнийкальцийуглеродсодержащей и РЗМ-содержащей присадками, последующую сфероидизирующую и графитизирующие обработки, соответственно металлическим магнием в количестве 0,05—

0,15% от массы обрабатываемого металла и графитизирующей кремнийсодержащей присадкой, предсфероидизирующую обработку осуществляют вне плавильной печи путем равномерной подачи в струю расплава во время набора из печи в ковш присадки в виде смесевого модификатора на основе кремния и углерода с малыми добавками кальция, бария и редкоземельных металлов

1740427 в количестве 0,1 — 0,3 от массы набираемого в ковш металла, а сфероидизирующую и графитизирующую обработки осуществляют раздельно и последовательно в автоклаве при давлении сжатого газа, 5 превышающем упругость насыщенных паров магния, и перемешивании, при этом в качестве графитизирующей кремнийсодержащей присадки используют ферросиликобарий в количестве 0,2 — 040 от массы 10 обрабатываемого металла, а смесевой модификатор на основе кремния и углерода содержит, ; кремний 30 — 55, углерод 25—

60, кальций 1 — 3, барий 1 — 3, редкоземельные металлы 1 — 3 и железо остальное, 15

Для получения чугуна с шаровидным графитом по всем режимам предложенного способа выплавляют исходный чугун с 3,4—

3,6 С, 2,0 — 2,2 Si, 0,35 — 0,45 Мп, 0,07 — 0,08 Р,0,010 — 0,016 S на гематитовых 20 шихтовых материалах в электрической индукционной печи и полученный расплав нагревают до 1500 — 1550 С.

Для предсфероидизирующей обработки расплава исходного чугуна используют 25 смесевой модификатор на основе кремния и углерода по ТУ 14-5-167-87 (30 — 55 Si, 25 — 60 С, 1 — З Са, 1 — З Ва, 1 — З

РЗМ, ост. Fe) фракции 0,315 — 2,0 мм, а для графитизирующей обработки используют 30 ферросиликобарий по ТУ 14-5-160-84 (55—

70 Si, 15 — 25 Ва, 2 — 3 Al, ост, Ее) фракции 3 — 6 мм.

Пример. Исходный чугун с 3,4 — 3,6

С, 2,0 — 2,2 Si, 0,35 — 0,45 Мп, 0,07 — 35

0,08 Р, 0,01 — 0,016% S для передела на высокопрочный чугун с шаровидным графитом выплавляют на гематитовых шихтовых материалах в электрической индукционной печи вместимостью тигля 1,0 т с частотой 40

1000 Гц. Полученный расплав исходного чугуна нагревают в плавильной печи до

1525 С и по удалении шлака выпускают в ковш вместимостью 0,6 т, вводя равномерно в струю жидкого металла смесевой моди- 45 фикатор на основе кремния и углерода марки ФС50У25 с 50,6 Si, 27,5 С, 2,9 7 Са, 1,8 Ва, 2,7 РЗ М, ост. Fe (по ТУ 14-5-16787) в количестве 0,2 от массы расплава (режим 2 в таблице). Затем ковш передают 50 к автоклаву КМ-2 перед установкой в который удаляют шлак и замеряют температуру расплава. После установки ковша в автоклав создают давление газа (воздуха) 8,8 кгс/см (в соответствии с замеренной тем- 55 г пературой расплава, равной 1450 С) и подвергают сфероидизирующей обработке металлическим магнием в количестве 0,10 от массы жидкого металла в ковше, при этом одновременно с магнием вводят криолит (ГОСТ 10561-80) в количестве 0,1 от массы расплава. После перемешивания сфероидизируемого расплава в течение 25 с вводят графитизирующую присадку в виде ферросиликобария марки ФС65Ба17 по ТУ 14-5160-84 (с 64,5 Si, 17,8 Ва, 2,6 Al, ос .

Fe) в количестве 0,3 от массы расплава.

Расплав перемешивают в течение 1,0 мин, извлекают ковш из автоклава и передают к месту заливки форм стандартных пробзаготовок для определения механических свойств чугуна (ГОСТ 7293-85) и отливок.

Перед заливкой форм с зеркала металла; имеющего температуру 1420 + 10 С, счищают шлак, а в заливочные чаши вводят криолит в количестве 0,02 металлоемкости форм, Заливку форм ведут короткой ровной струей. Продолжительность разливки чугуна после обработки не превышает 7 — 8 мин, Аналогично приведенному примеру получают чугун с шаровидным графитом по другим режимам, приведенным в таблице.

Реализация изобретения по сравнению с прототипом позволяет уменьшить расход и редсфероидизирующей и графитизи рующей присадок в среднем, соответственно, в

6,0 и 3,0 раза, а также сократить длительность процесса плавки чугуна в электрический печи на 6 — 8 вследствие выполнения операции предсфероидизирующей обработки расплава вне плавильного агрегата, Формула изобретения

1. Способ получения чугуна с шаровидным графитом, преимущественно для мелких и средних по массе и размерам отливок, включающий расплавление шихты в электрической печи, нагрев расплава исходного чугуна в печи до 1500 — 1550 С, его предсфероидизирующую обработку кремнийкал ьцийуглеродсодержащей и

Р3М-содержащей присадками, последующую сфероидизирующую и графитизирующую обработку соответственно металлическим магнием в количестве 0,05—

0,15 от массы обрабатываемого металла и графитизирующей кремнийсодержащей присадкой, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода предсфероидизирующей и графитизирующей присадок, предсфероидизирующую обработку осуществляют путем равномерной подачи в струю расплава во время набора из печи в ковш предсфероидизирующей присадки в виде смесевого модификатора на основе кремния и углерода в количестве 0,1 — 0,3 от массы набираемого в ковш металла, а сфероидизирующую и графитизирующую обработки расплава осуществляют раздельно и последовательно при давлении сжатого ra1740427

2. Способ по п.1, от л и ч а ю шийся тем, что предсфероидизирующую обработку расплава осуществляют смесевым модификатором на основе кремния и углерода, 5 содержащим 30 — 52 кремния,,30 — 60% углерода, 1-3 кальция,1-3% бария, 1-3% редкоземельных металлов и остальное железо, за, превышающем упругость насыщенных паров магния, и перемешивании, при этом в качестве графитизирующей кремнийсодержащей присадки используют ферросиликобарий в количестве 0,2 — 0,4% от массы обрабатываемого металла, Свойства ЧШГ

Температура нагрева расплава в печи, еС

Продолжительность

Количество присадки, 2 от массы обрабатываемого расплава

Спосоо обработ ки раси лава еленке мятого аа в токлаGe дда кс кДж/мт

Si-содержащей присадки

Si-С-Сасодержащей присадки

Рбм-содержащей присадки

Смесевого модификатора ма основе кремния и углерода

Металлиплавки чугуна, мин ческого магния с/сма ферроси- ферроси-. лиция ликобария

ФС75

0,9

0,2

1,0

П р и и е ч а н и е. Длительность перемеиивания расплава после ввода графитивируащей присадки во всех случаях составляет гь1,0 мин.

Составитель Н.Косторной

Редактор Т.Лазоренко Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Заказ 2051 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8 (прототип) 0,10

0,20

0,30

0,05

0,40

0,20

0,20

0,05

0,10

0,15

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,2

0,3

0,4

0,3

0,3

0,1

0,5

93 о4

92

91

93

92

94

100

1525 I 525

1525

Температура расплава при сфероидивируащей обработке, С

1440 8,3

1450 8, 8

1460 9,3

1450 8,8

1450 8,8

1450 8,8

1450 8,8

1450 8,8

Длительность гаремещивания сфероидиаируоного расплава, с

25.

570

6,5 505

7,0 545

8,0 580

3,0 430

5,6 475

4,0 470

6,0 485

6,0 490