Способ получения чугуна

Способ получения чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится..к литейному производству. Чугун из электропечи (ЭП) выпускают в ковш (К), на дно которого уложена лигатура, содержащая редкоземельные элементы Цель изобретения - снижение себестоимости .чугуна при сохранении уровня его механических свойств. Заполняют К чугуном из ЭП на 50-75% емкости К, после чего доливают передельный доменный чугун (ПДЧ) до 100 мае Д. Химический состав ПДЧ,.мае.%: С 4,2-4,6; SiO.4- 1,4; Мп 0,1-0,3; Р 0,08; S 0,03; Fe остальное. В результате смешения . удается сохранить уровень механических свойств чугуна, одновременно снизив его себестоимость на .3,76/7 ,04 руб/т. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.,

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)5 С 21 С 1/00

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юа ию

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 4761894/02 (22) 04.10.89 (46) 29.02 92. Бюл. 8 (71) Магнитогорский горно-металлурги" ческий институт им. Г. И. Носова и Магнитогорский металлургический комбинат им. B. И. Ленина (72) И.А. Малыхин, С.В. Милюков, В.В. Адишев, Р. И. Кудрявцев, Н.M. Мулявко, В.Ф. Сапегин и В. А. Лесин (53) 621.745,56 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1296588, кл. С 21 С 1/00, !987.

Высококачественные чугуны для отливок/Под ред. Н.Н. Александрова. М.: .Машиностроение, 1982, с. 203-204.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении отливок металлургического оборудования из чугуна с различной формой графита.

Известен способ обработки чугуна для толстостенных отливок, согласно которому для повышения термостойкос.-. ти чугун обрабатывают в ковше ферросиликобариевой лигатурой и редкоземельными элементами. Применение дорогостоящих модификаторов не позволяет снизить себестоимость чугуна, по- . .лучаемого по этому .способу.

Известен также способ получения литейного чугуна с червеобразным графитом, согласно которому до введе"

„„9U„„1715851 Д 1

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится. к литейному производству. Чугун из электропечи (ЭП) выпускают в ковш (К), на дно которого уложена лигатура, содержащая редкоземельные элементы. Цель изобретения - снижение себестоимости .чугуна при сохранении уровня его механических свойств. Заполняют К чугуном из ЭП на 50-753 емкости К, после чего доливают передельный доменный чугун (ПДЧ) до 100 мас.1. Химический состав ПДЧ,.мас.t: С 4,2-4,6; Si 0,414; Nn 01-0 3; P (008; S C 003;

Fe остальное. В результате смешения, удается сохранить уровень механичес- I ких свойств чугуна, одновременно снизив его себестоимость иа 3,76 - Q) ,. 7,04 руб/т. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. ния РЗМ чугун обрабатывают магнием для предварительной десульфурации, что повышает себестоимость металла.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо, му результату является способ производства чугуна с вермикулярным графитом, включающий плавку чугуна в дуговой электропечи, выпуск расплава в ковш,. на дно которого предварительно укладывают РЗМ-содержащую лигатуру в количестве 0,5-0,73 от массы чугуна. Вторичное модифицирование металла проводят ферросилицием ФС75 (1,0-1,2i) .

Однако этот способ не позволяет снизить себестоимость чугуна. Кроме

1 7158>51 того, для графити зи рующей обработки чугуна ФС75 необходимо скачивать шлак с зеркала металла и принудительно вводить в чугун ферросилиций, что усложняет и удорожает процесс.

Цель изобретения - снижение себестоимости чугуна при сохранении уровня его механических Свойств.

Поставленная цель достигается f0 тем, что согласно способу получения чугуна, включающему выплавку чугуна в электропечи, выпуск расплава чугуна в ковш, на дно которого предварительно вводят лигатуру. содержащую 15 редкоземельные элементы, ковш заполняют на 50-75 мас.i емкости чугуном из электропечи, а затем доливают до

100 мас. передельным доменным чугуном. > 20

Электропечной чугун имеет следую-. щий химический состав, мас. .

С 2,90-3,42

Si 2,48-3,52

Цп 0,80-1, 14

Р <0,О64

S,с 0,034

Fe Остальное

В качестве передельного доменного

ЗО чугуна применяют чугун такого химического состава, мас.3:

С 4, 20-4,60

В1 0,40-1,40

Nu 0,10-0,30

P (0,08

S (О, 03

Fe Остальное

Если ковш заполнять менее чем на

50ь электропечным чугуном, то можно снизить себестоимость чугуна, так как на долю более дешевого доменного чугуна приходится более 50ь . Однако низкая прочность доменного чугуна (бВ а 100 МПа) приводит к снижению

45 уровня механических свойств чугуна после смешения. Кроме того, если добавлять много доменного чугуна, то в электропечном чугуне необходимо увеличить концентрацию кремния и марганца. Это нетехнологично, так как требуются больший перегрев чугу-: на в электропечи, а также время для усреднения его химического состава.

Если ковш заполнять более чем на 7Я электропечным чугуном, то не происходит существенного анижения се1 бестоимости, так как на долю> доменно- > го чугуна приходится менее 253. Бо270

После скачивания шлака проводят заливку литейной формы кокиля затем заливают клиновую пробу, из которой согласно ГОСТ 7293-85 изготавливают образцы для определения механических свойств. Получены следующие свойства лее того, передельный доменный чугун является хорошим графитизатором для

У электропечного чугуна, склонного к отбелу, а снижение доли доменного чугуна меньше 253 приводит к появлению отбела. В этом случае появляются дополнительные затраты на графитизирующую обработку чугуна ферросилицием фС75. Это также удорожает предлагаемый способ получения чугуна, Пример 1..Чугун для изготовления кокиля массой 15 т с толщиной стенки 210 мм выплавляют в индукционной тигельной печи ИЧТ-1ОМ2. В печь последовательно заливают передельный доменный чугун, поставляемый из доменного цеха, затем загружают магнитной шайбой стальную обрезь, доводя содержание углерода в электропечном чугуне до заданного, вводят ферросилиций ФС45 и ферромарганец ФМн75.

Расход шихтовых материалов, кг/т литья:

Передельный доменный чугун 909

Стальная обрезь (лом стальной) ферросилиций ФС45 50

Ферромарганец

ФМн75 . 11.

После нагрева и расплавления ших" ты чугун перегревают до 1450 С и выпускают в 10-тонный ковш, на дно которого уложена РЗМ-содержащая лигатура Сцемиш 1 (ФС30 РЗМ30) следующего химического состава, мас.Ф:

- РЗМ 36 7

Si 44,3

А1 5

Fe Остальное

Расход лигатуры составляет 6 кг/т чугуна. Ковш заполняют íà 75ь емкости чугуном из электропечи (7,5 т), потом доливают передельным доменным чугуном до 1О т. Температура доменного чугуна 1300 С.

Химический состав электропечного и доменного чугунов приведен в табл.1..

Формула и зобретения

996

4, 2-4,6

0,4-1,4

0,1 "0,3

<О, 08 (О, 03

Остальное

5 1715851 6 чугуна после смешения: Бв = 1450 С выпускают чугун в 10-тонный

= 420 МПа, НВ 185, о = 1,14. Мик- ковш с РЗМ-содержащей лигатурой, роструктура чугуна (по ГОСТ 3443-87): расход которого составляет 6 кг/т

ВГФ3 - ВГр2 - ВГ92 - Ф55 ° чугуна. Химический состав лигатуры

Стойкость кокиля до выхода из 5 с РЗМ указан в примере 1. Ковш за1 строя по трещинам составляет 122 на- полняют на 100 мас.Ф емкости чугулива. ном из электропечи, передельный доПример 2. Технология выплав" менный чугун не доливают. Механичес:ки и модифицирования чугуна соответ- 10 кие свойства, химический состав полу! ствует примеру 1. Расход шихтовых ма- .ченного чугуна по способу-прототипу териалов составляет кг/т годного приведены в табл.1,2 и 3, Микроструктура чугуна в примерах

Передельный 12 10 ВГФ3, ВГФ2.ВГр1, ВГр2 ВГ85, доменный ВГ92-Ф55. В примерах 7,8 в структуре чугун 942 чугуна имеется структурно-свободный

Стальная рементит — Ц2. обрезь (лом При получении кокилей из чугуна стальной) 233 пластинчатым графитом (ЧПГ) в приФерросилиций ° 2p ерах 1-10 используют электропечной

ФС45 . 53 и передельный доменный чугуны того же

Ферромарганец химического состава, что и при полуФМн75 12, чении кокилей из ЧВГ. Расход лигатуКовш заполняют чугуном из электро.- ры с РЗМ 2 кг/т чугуна. Остаточное печи на 70 мас.Й емкости (7 т) > за" 2> содержание Р3М в чугуне 0,03-0,043. тем доливают до 100 мас.4 передель- Структура ЧПГ: ПГФ1-ПГд180-750ным доменным чугуном (3 т). Химичес- Пт1 - П45, П70-Пд 0,5, Пд 1,4. кий состав чугунов, механические свойства чугуна после смещения приведены в табл.1,2 и 3. 30

Пример ы 3-8. Технология 1. Способ получения чугуна, включавыплавки и модифицирования соответ- ющий выплавку чугуна в электропечи, ствует примеру 1. выпуск расплава чугуна в ковш, на дно

Данные сведены в табл.1,2 и 3. которого предварительно вводят лигатуПример 9 и 10 (прототип). 3g ру, содержащую редкоземельные элеменДля изготовления кокиля массой 15 т ты, отличающийся тем, чугун выплавляют в двух печах ИЧТ- ) что, с целью снижения себестоимости

l0M2. В каждую из них последователь - чугуна при сохранении уровня его механо загружают жидкий передельный до- нических свойств, выпуск расплава менный чугун, стальную обрезь и фер- 40 чугуна в ковш осуществляют путем росплавы. заполнения его на 50-75 мас.4 емкос-Расход шихтовых материалов, кг/т ти а затем до 100 мас.Ф доливают пегодного литья: редельным доменным чугуном.

Передельный 2. Способ по и.1, о т л и ч а юдоменный 4S шийся тем, что, в качестве перечугун дельного доменного чугуна применяют

Стальная чугун следующего химического состава, обрезь (лом мас.3: стальной) 195 C

Ферросили- 50 ций ФС45 42 Nn

Ферромарганец Р

ФМн75 7 S

Затем проводят нагрев и расплав- Fe ление шихты, а при температуре

С» ОЪ

СЧ о о о ь

СО ь

С» аъ со о о

D С» о о о о

С»

С» о о

A о о (Ч в в о о о о о о о а

»О D

ЪО о с»

СЧ С 4 3

»а ч»

О О О в о о

М СО

»О Ч»

Ф

o о

° О ь (L.

В

Д о «

s fj с х

I ii

"1

5

Ы т

» С

ФЧ Ф Ъ п3 ФЧ (ч (ч в аъ

4Ч еч

СЧ СЧ

D )Е Сп 4Ч

»О »О ЪО ЪО

»

М (Ъ М М в n) м

I,а л ч»

Ф

m м m м

Сч 4Ч ъа л

Ф м m

CO сч м о о о о в

4 4

С» ь м О еч (ч о о о о л ф al\

ФЧ 44 Г

an»а ао в

o a О о о о с» о

С ОЪ ч» в

О О о с» о о о о о о (ч л

ОЪ СЪ

» о о о м

OO ОЪ

aO an

О 3С» м

С 4 о ь

ij)

К

3

Ф

М

i о о о о

L Ф ъа

n3»О

СО

Ф ° М

-ы зм о an о о

СЧ в м

СЧ

CO С аъ z

1 ъ о

3о в (=

-т (Ч ФЧ

»О 1

» м м (О сч о м о оъ съ в (ч м ь

4 м

М »ЗФ м м

\ 1

1 I

3 °

1 3 ! ()»!

1 1

1 l

° I

1 ! !

I бз I

I !

1 I

3

I Л

1 — — 4

1 1

Ф

° I (4 1

1 Vl I !

Š—.1

I I ! t

I I

1 I

3 О

OO (Ч о а

o o м

° 4Ч

О О о о (»Ъ

С» ь

OO

Сч о о а (ФЪ

О

С» л юъ !.ФЪ ь о

О С»

in

В 4»

С» С»

» о о

Й О о о

»

an

С» ь

»О о с»

o o в с са л

О (Ч

С3

OO (4

С4 о а (ч

С 4 о о с о

L о

3 о (Е о a o a

О» 00

ЪО з(Ъ о о

Ч» С о о сп О» со ч» в л о о о

ЪО

Ф !

\ I 3

ЭЛО(С! Oj ! с ctz

1 т

» c»о

»Ъ (LCC) 5О

» ° е v

4»

azе t о х

VtOt 4))

aOOi CO с». т с» а в о

С(4"Ъ

an o м

o an

\(\

С»

1 о

»

ы о с с о о а о

an î an o в вco в о an o

Л С»О ъа б т а (» ы

С Е

I

3

Ф

1

I !

I

1

1 !

1 !

I

3 !

1 ! !

l

Ф !

I !

I

1 !

I

1 б

1

1

1

1

I

t

1 б б

Ф

Ф

I ! !

1

Ф

1 ! !

Ф

t

Ф

1

I

1

1

1

1 !

1 !

1 !

1

1

1 M I

1 ! —

1

I I ! !

3 3»» I

t б

I I !

)Уli

1 — !

1 !

4 аО 4

l I

I ! l

I I

1 (.» !

1 Ф

Г

t I

1 3

1 l

Ot t

I !

1 )

1 I

I I а

1 — - — I

1 Ф

1 ! Я

t r

1 t

1 I !

1 ! 3 ! (I з»»

Ф вЂ” -1

3 з ! I

1 ! Ф.»

Ф 1

an м о а л (бъ

ы в в в в

О О О О О О

О D O О D D в а ъа сч о Ф сс м n! m m 4Ч

Ф»

4Ч СЧ ЕЧ (Ч ФЧ (Ч

В ОЪ С» О 3»» (ч (ч m (ч m о о о о с»

e e e о с» сч î an л а (ч ч» в an w в д -» с

» с с т Ф сч м б an а л еа

1

1

1

I

1 !

1 !

1

1 !

1

Ф !

1 !

3

\ !

1

1 ! !

1

1

1

1

1

I

1

I

1

I °

I

I !

1

I

1 .! !

1

1

1 ! !

3 ! !

3

I !

\

1 !

Ф

1

1

1

1 !

1

1

1 з

1

1 !

I

1

1

1 !

I

I

1

1

1

1

1

1 !

Ф

1 ! !

z лы е

»Ъ 1Е Н

43 Е

ы а тв

4(j рв

83

О « т

5 я в

° - (»

I» х е

О т

1- е

ы о

«а

»(g3

k х а

О аъ у

»z c» н

О

1 °

1=1

3-D CI е (L l Ы

z c» z

cz

0 е I»С 3- r

v v е оо

С. Иz т

Е ъ

Сб

О (1 г

1О

l .1 1

1

"I !.

1

1 !

I

ОЪ И о л

X с

Ct

ФЧ

4Ч о (О

N N

V о

Y е о

4

I

I

I б

1

1

1 (1

I !

I 44

I б

С» о

l и

3Z о и

СЧ N

N С3 с л со о о,— (I 1

3 1

3 1

I 1

I с

1 1

1 CO 1

1 t

1 I

3 1

I 1

1 3 е

Y и

CI р

z о .» л ъо ч» м л ъО ъО

СЪ

00 СО л

И

IA

CO а

О М

ОЪ ОЪ

I

1

1.

Ф

1 !

Ф

Ф

I

1

1 Е

3 4

I Е

1

3

И о

4 4

О

СЧ

СЪ И

ОЪ ОЪ сч т м cg o

О м со л

О ОЪ м

4l Л

Сб ОЪ

С4

В ОЪ

О

О Ф м

ОЪ

CO о

Π— 3

1 I

l 1 ! Е б

1 СО Ф

О. 3

I 1

1.

I 1

t 1

1 1

1 I

1 Cll I

1 I

3 ! 1

1 I

t !

1 I б (бс 1

В

I 1

I 1 б 1

I 1

t 1 !

СЧ

4»

СЧ N

Р ь о

C4 Ф о о о

° СЧ о о

СЧ о

44 .О

О

О

С Ъ о

О о

CO

О о с

IО ОЪ

3о о

ОЪ о о

В

o o

ЪО CO C»

N о о о

o a o

ОЪ CO о о

A о о

Я о

Л ОЪ

an

Сб О о о

ЗЕ

О аО

an an о о

О О

С" Ъ

И о о л

an

С»

В

О О

CA

° о о л 3 м ч» о а о о е

3У.

В .

Сс С о е х о

z az т е ос ! ф

3- О

V Y

3

I 1

I t

1 I

1 1

1 3 1

1 С(б 3

1 1

I 1

1 1

1 I

I I ! i

1 1

3 O 1

1 1

I 1 о л

М N

N N

И

4 б

О ъо

С Ъ ф ОЪ

Ф м м (Ч И ъо Л ъо

С \ С Ъ М

С 4 М л о м м

r — -(1

i 1 1

I Z I Х I

Е О Е е 1

1 Д 3- О. (Р О1

eZCCZI

3 — — -

3 I б Ф

3- О

1 ХЕ О ес! с о о

CtaZ

an o чэ б 1

z а ае

Фск

I

1

1 а

I е О

t- g>X осс бс с о

jX Ct Y о(-о

3 I- Е

ФС»т»

I

1 ! б 1з

I С

1 е

1 L

I б

I Г

1

I 1

I CCl

I Л

3 е х

3 ca x б- Z

v Ic ъ о ! Об1 Е V (v O и

3 Е б ф

1 бб

1 Cl

1 У

I S

3 Z

Y 3 е б

1 с

Z I б .З

1 1

43 1

1- 1

4 Ф IC 3

li

l Ct см о v

I с у

g з z3 ! ФФО е а

1 I X

1 Ц Ф и е

1 X

I aX Ct р о

1 Cl Z х

1 ж

i X

1

1 !

1"

1 !

I 1

1»Ъ

3 LCP !

»Ъ °

I y V

1 Ct

f X ба е о бас

N CO С3 ! 3 ч» an an

И с ъ -- сб

СЧ СЧ СЧ О О

Сб О Î Î Î О О сч л и co an со со со a a

N СЧ

an сч N л

Ъо 1 ЪО ЪО ЪО о о о о о

C (Ч m и о о сч

СЧ N 44 ФЪ СЧ М

* сч бч сч сч сч сч

IA О И О И О

Сч сп м а т и и о и О и О In О л л ъо \О an In co

° СЧ М О И ЪО Л О»

1

С» 1 С(I

N I!

1

1

С» t

° б

1

I

an л

I (л (о t

I

I о

ОЪ 1

И

О 1

I

1

С» Ф

i!

cO I

1 о б

I о

1 сч

О 3

1 о

l

Cg I

1 о

3

ОЪ I

СЧ 1

СЧ 3

I б

N 1

Л 1

М 1

1!

I б

О I

1

I о о

t

O 3!

1715851

Таблица 3

Результаты опытных плавок

I

Химический состав чугуна после смешения и модифицирования, мас.3

Пример

Расход чугуна при смешении, мас.Ф элект- доменропеч- ного ного

С Si Мп P3N

0,12

0,Л

0,12

0,11

3,65 2,32

3,72 2,30

3,63 2,27

6

0,62

0,67

0,61

0,11

0,12

0,12

Прототип

0,63 0,12

0,68 0,11

9 100

10 100

3,62

3,72

2,25

2,29

Содержание других элементов, мас.Ф: Р 0,045-0,057;

8 0,016-0,020; Ре остальное

Составитель Г. Дудин

Техред М.Дидык

Редактор Л. Пчолинская

Корректор А. Обручар

Заказ 580 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ., 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

3

Предла raемый

3,60 2,22

3,64 2,23

3,69 2,25

3,62 2,30

3,71 2,26

0,65

0,70

0,68

0,65

0,72

Расход

РЗИ-содержащей лигатуры, кг/т

6

6