Способ получения чугуна с шаровидным графитом

 

Использование: обработка больших масс чугуна сфероидизирующими присадками в ковше непосредственно перед заливкой в формы. Сущность: выплавленный чугун разливают в ковш, оборудованный под продувку, и проводят сфероидизирующее модифицирование мелкодисперсной магнийсодержащей смесью в количестве 0,9- 1,3% от массы чугуна. Смесь приводится во взаимодействие с расплавом путем, подачи газа в объем смеси горизонтальным потоком , равномерно распределенным по толщине под давлением, превышающем давление столба металла на 0,1-0,2 атм. Положительный эффект-уменьшение пироэффекта, снижение расхода модификатора, возможность начать модифицирование через продолжительное время после разливки металла в ковш. 1 табл:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 21 С 1/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 К )

0

0 (21) 4890940/02 (22) 17,12,90 (46) 07,03.93. Бюл, ¹ 9 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ(72) Н.Н, Александров, Е.В. Ковалевич, А,И, Беляков и Н.Н. Кохонов (56) Патент США ¹ 3017267, кл. С 21 С 1/10, Н КИ 75 — 130, 1962, Авторское свидетельство СССР ¹

1296589, кл, С 21 С 1/10, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ (57) Использование: обработка больших масс чугуна сфероидизирующими присадками в ковше непосредственно перед заливИзобретение относится к литейному производству, в частности к способам обработки больших масс сфероидизирующими присадками в ковше непосредственно перед заливкой в формы.

Цель изобретения — уменьшение пироэффекта, снижение расхода модификатора и фиксирование начала модифицирования.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения чугуна с шаровидным графитом, включающему плавку чугуна, заливку его в ковш, а полость которого предварительно помещена мелкодисперсная магнийсодержащая смесь, и сфероидизирующее модифицирование расплава с одно„„5U „„1799916 А1 кой в формы. Сущность: выплавленный чугун разливают в ковш, оборудованный под продувку, и проводят сфероидизирующее модифицирование мелкодисперсной магнийсодержащей смесью в количестве 0,9—

1,3% от массы чугуна. Смесь приводится во взаимодействие с расплавом путем подачи газа в объем смеси горизонтальным потоком, равномерно распределенным по толщине под давлением, превышающем давление столба металла на 0,1 — 0,2 атм. Положительный эффект — уменьшение пироэффекта, снижение расхода модификатора, возможность начать модифицирование через продолжительное время после разливки металла в ковш. 1 табл; временной подачей газа под уровень расплава, в качестве мелкодисперсной магнийсодержащей смеси используют смесь порошков магния фракцией 0,05 — 0,1 мм, ферросилиция фракции 0,05 — 1,0 мм и инертного наполнителя фракции 0,05 — 1,0 мм в количестве 0,9 — 1,3% от массы расплава, а газ подают в объем смеси горизонтальным потоком, равномерно распределенным по ее толщине под давлением. превышающем давление столба металла на 0,1 — 0,2 атм.

Использование в способе получения чугуна с шаровидным графитом для сфероидизирующего модифицирования мелкодисперсной магнийсодержащей смеси в количестве 0,91,3% от массы жидкого металла позволяет

1799916

50 уменьшить пироэффект и регулировать начало реакции модифицирования.

Используется модифицирующая смесь, состоящая из порошка магния фракции

0,05 — 0,1 мм, порошка ферросилиция фракции 0,05-1 мм и наполнителя — магнезита (либо кварцита, графита и т. д.) фракции

0,05-1 мм, Данная смесь не требует защитного покрытия для замедления реакции модифицирования, Сама по себе она не вступает в реакцию металла и может находиться под слоем этого металла длительное время, Для того, чтобы привести модифицирующую смесь в движение, включают подачу газа в объем смеси горизонтальным потоком равномерно распределенным по ее толщине, При таком подводе газа смесь взаимодействует с металлом не сразу, а постепенно, послойно сверху вниз, что определяет спокойное протекание процесса без пироэффекта, Подача газа через дни,ще ковша, как обычно поступают при продувке, невозможна, так как при этом вся смесь всплывает на поверхность металла и сгорает с большими потерями магния.

В качестве газа может использоваться осушенный сжатый воздух, азот, аргон. Расход газа 0,05 — 0,1 м на 1 т расплава при з давлении, превышающем давление столба металла в ковше на 0,1 — 0,2 атм. Это давление оптимально при продувке горизонтальным потоком и не вызывает интенсивного перемешивания. При таком давлении газа частицы магния отделяются от других составляющих смеси и взаимодействуют с расплавом чугуна, модифицируя его, Происходит как бы "ворошение" смеси газом, Подачу газа включают на время процесса модифицирования.

При обработке расплава количеством модифицирующей смеси, меньшим 0,9, не происходит полной глобуляризации графита из-за недостаточного количества модификатора. Обработка расплава количеством модификатора, большим чем 1,3, приводит к неоправданно высокому расходу модификатора, а в ряде случаев к увеличению карбидной составляющей в структуре чугуна, что приводит к понижению пластических свойств металла, В этом случае оказывается карбидообразующее действие большого количества магния, входящего в состав смеси.

Предлагаемый способ позволяет модифицировать большие массы чугуна, уменьшая

45 до минимума время модифицированием и заливкой в формы, что позволяет получать шаровидную форму графита в массивных узлах отливок.

Оценку эффективности использования способа получения чугуна с шаровидным графитом проводили в сравнении с известным способом-прототипом. Критерием сравнения служили расход модифицирующей присадки и предел прочности при разрыве при разной толщине стенки отливки.

Для этой цели взяли исходный чугун, выплавленный в индукционной 1-тонной печи, следующего химического состава, мас. ; углерод 3,6 — 3 9; кремний 1,5 — 2,0; марганец 0,3—

0,6; сера 0,02-0,04; фосфор 0,04-0,06.

Расплав перегревали до 1440 С, выдерживали в печи 10 мин, затем удаляли шлак и сливали в ковш, на дне которого в камере модифицирования находилась мелкодисперсная магнийсодержащая смесь. После заполнения ковша металлом включали подачу газа на несколько секунд при давлении газа, превышающем давление столба металла на 0,1 атм, Результаты испытаний представлены в таблице.

Из сравнения предлагаемого и известного способов видно, что первый позволяет значительно снизить расход магнийсодержащей смеси, не ухудшая, а в некоторых случаях и повышая, предел прочности на разрыв.

Формула изобретения

Способ получения чугуна с шаровидным графитом, включающий плавку чугуна, заливку его в ковш, в полость которого предварительно помещена мелкодисперсная магнийсодержащая смесь, и сфероидизирующее модифицирование расплава с одновременной подачей газа подуровень расплава, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пироэффекта, снижения расхода модификатора и обеспечения фиксирования начала модифицирования, в качестве мелкодисперсной магнийсодержащей смеси используют смесь порошков магния фракции

0,05 — 0,1 мм, ферросилиция фракции 0,05 — 1 мм и инертного наполнителя фракции 0,05 — 1 мм в количестве 0,9-1,3 от массы расплава, а газ подают в объем смеси горизонтальным потоком, равномерно распределенным по ее толщине под давлением, превышающем давление столба металла на 0,1 — 0,2 атм.

1799916

Составитель Л.Ганина

Техред М.Моргентал Корр ор С.Лисина

Редактор

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

Заказ 1139 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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