1801123 - Способ получения чугуна

Способ получения чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 1/00

ГбСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОмстВО сссР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

6 (21) 4890172/02 (22) 10.12.90 (4,6) 07.03,93. Бюл. ¹ 9 (г1) Днепропетровский металлургический и !ститут (72) B,И. Шатоха, В.М, Снаговский, А.А. Гиммельфарб, И.И. Дышлевич, И.Б, Круглов, О ;.В, Соценко, Ю.П. Мартынов, А.Я. Зусман )вский, В.В. Тарановский, А.Ф. Момот, Д,Г, Артеменко, А.И. Галаганов и B.Ä. Стец (н (73) Днепропетровский металлургический и}! ститут (56) Рябчий М.Е, и др, Эффективность при-! менения чугунных мелющих тел, отлитых в с}.)еняемых кокилях. вЂ” Металлургическая и г )рнорудная промышленность, 1977, № 2, с.

5 вЂ” 55.

Авторское свидетельство СССР

М 461945, кл, С 21 С 1/10, 1973. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА (57) Использование: внепечная обработка чугуна для получения износостойких отливок с перлитоцементной структурой из доменного чугуна первой плавки, Сущность: чугун в процессе слива по желобу обрабатыИзобретение относится к металлургичеСкой промышленности, в частности к доменному производству, и может быть использовано при внепечной обработке чугуна для получения износостойких отливок перлитоцементитной структурой из доМенного чугуна первой плавки, Цель изобретения вЂ” повышение твердоСти отливок и уменьшение ее спада по сечению.

Цель достигается тем, что в способе получения чугуна преимущественно для литья мелющих тел, включающем слив рас„„Я2„„1801123 АЗ вают окисляющей добавкой в количестве, (Si ) вЂ” 0,3 определяемом соотношением

Rs! где (Si) вЂ” содержание кремния в чугуне на выпуске иэ доменной печи, %; 0,3 вЂ” содержание кремния в чугуне, достигаемое в результате обработки окисляющей добавкой, ; RsI вЂ” коэффициент обескремнивания, являющийся постоянной величиной для каждой добавки, Обработку в ковше производят магнием совместно с хромом, причем магний и хром вводят в количестве, обеспечивающем получение в чугуне их остаточного содержания, удовлетворяющего соотношению (Сг+10 М9)%=(0,2...1,0)%, где Cr u Mgâ€” остаточное содержание соответствующих элементов в чугуне, ; в качестве окисляющих добавок могут быть использованы, например, железорудные материалы, окалина, сода. B результате ввода добавок в предлагаемых последовательности и количествах обеспечивается в полной мере подавление графитизирующего влияния углерода и кремния, что позволяет повысить в максимальной степени твердость по сечению мелющего тела. 3 з.(т. ф-лы, 5 табл. плава предельного доменного чугуна первой плавки по желобу в ковш и последующую его обработку в ковше магнием, чугун в процессе слива по желобу обрабатывают окисляющей добавкой в количестве, onpe(Si) вЂ” 0,3 деляемом соотношением, где

Rsi (Si) вЂ” содержание кремния в чугуне на выпуске из доменной печи, ; 0,3 вЂ” содержание кремния в чугуне, достигаемое в результате обработки окисляющей добавкой,%; RsiвЂ” коэффициент обескремнивания, являющийся постоянной величиной для каждой добав1801123 ки, а обработку в ковше производят магнием совместно с хромом, причем магний и хром вводят в количестве, обеспечивающем получение в чугуне их остаточного содержания, удовлетворяющего соотношению (Cr+10Mg) = (0,2„,1,0);,, где Сг и Mgâ€” остаточное содержание соответствующих элементов в чугуне, .

В качестве окисляющих добавок могут быть использованы, например, железорудные материалы, окалина, сода.

Поскольку в предельном доменном чугуне повышенное содержание углерода и кремния; он имеет склонность к графитизации, Для подавления графитизации необходима внепечная обработка чугуна, которая обеспечила бы образование перлитоцементитной структуры, придающей отливкам высокую твердость. Наиболее активным графитизирующим действием в чугуне данного состава обладает кремний (Гиршович

Н,Г, Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. М„Машиностроение, 1966, 562 с,)

Одной из задач внепечной обработки является снижение содержания кремния в чугуне.

Как показали проведенные испытания, наиболее приемлемым уровнем содержания кремния в чугуне является 0,3, Вопервых, это обеспечивает значительное снижение склонности чугуна к выделению графита при кристаллизации, а при условии дополнительного ввода карбидообразующих элементов (например, хрома и магния) вЂ” полное подавление графитизации. Во-вторых, такой уровень может быть достигнут путем присадки окисляющих добавок (например, железорудных материалов, окалины, соды) при относительно небольших расходах, что обеспечивает высокую эффективность обескремнивания (при небольшом количестве выделения шлака, незначительном понижении температуры) и простоту реализации технологии.

Более глубокое обескремнивание требует значительного увеличения расхода добавок, что приведет к снижению эффективности обескремнивания, а обескремнивание до величин, превышающих (Si)

0,3+0,5, не будет достаточным для подавления склонности чугуна к графитообразованию.

Эффективность обескремнивания определяется коэффициентом Rsi, равным отношению изменения содержания кремния () в чугуне в результате ввода окисляющей добавки удельному расходу этой добавки (кг/т чугуна), Коэффициент обескремнивания можно определить путем предварительных экспериментов и Rs является величиной по5

55 стоянной. Rsi характеризует окисляющую способность добавки по отношению к кремнию чугуна и не изменяется в пределах расходов этой добавки, необходимой для снижения содержания кремния в чугуне от исходного на выпуске (0,6...0 Qo в зависимости от технологии плавки) до 0,3 . Ожидаемое содержание кремния в чугуне на выпуске ((Я!)) известно на основании данных о ходе доменной плавки и может прогнозироваться с применением математических методов, Таким образом, расход окисляющей добавки можно определить по отношению (Si) вЂ” 03 (1) я

Как показали испытания, для железорудных окатышей и соды величина

Ra =0,068 Si; кг добавки /т чугуна, а для прокатной окалины Rsvp=0,01 Si: кг добавки/т чугуна, Отсюда, например, при исходном прогнозируемом содержании кремния в чугуне на выпуске из доменной печи, равном 0,6, удельный расход реагентов, обеспечивающий снижение содержания кремния до 0 3+-0,05, составит для соды и

0,6 вЂ” 0,3 окатышей р 008 =37,5 кг/т чугуна, а для

t окалины 0 „ =30 кг/т чуг, Погреш1 ность 0,05 описывает диапазон допустимых при реализации данного способа отклонений содержания кремния в чугуне от

0,3 и связана с неточностью прогноза содержания кремния в чугуне на выпуск из доменной печи, а также погрешностями дозирования добавки и определения массы чугуна в ковше, Для полного подавления графитизации и выделения в процессе кристаллизации чугуна наиболее твердой составляющей вЂ” цементита после обескремнивания в чугун следует ввести карбидообразующие элементы. Наибольшей эффективностью среди карбидообразующих элементов (с учетом доступности) являются хром и магний, Как показали испытания, при содержании кремния в чугуне после обескремнивания на уровне 0,3+0,05 полное подавление графитизации и формирование в процессе кристаллизации чугуна перлитоцементитной структуры обеспечивается при содержании в чугуне хрома и магния, описываемых соотношением (Cr+10Mg),=(0,21,0) (2). При меньших значениях соотношения (2) возможно выделение небольших количеств графита, в диапазоне значений, описываемых соотношением (2), 1801123 графитообразование подавляется полностью, а увеличение значений соотношения (2) будет соответствовать росту твердости.

Превышение значений соотношения (2) более 1,0 не будет сопровождаться ростом твЕрдости, так как возможности увеличения доли цементита в структуре будут исчерпаны.

В известном способе предварительная обработка окисляющими добавками не предусматривается. В связи с этим чугун по известному способу будет характеризоваться более высоким содержанием кремния, чем по предлагаемому. Следовательно, для получения отбеленной структуры в чугун потребуется ввести большое количество Mg, чт связано с необходимостью применения специальных приемов.

В предлагаемом способе чугун характеризуется пониженным до 0,3 содержанием, Я!, что позволяет получать отбеленную структуру, применяя меньшие количества присадок Mg, Кроме того магний может быть частично заменен более дешевым феррохромом при обеспечении остаточного содержания в металле (Cr+10Mg)=(0,2...1,0), Таким образом, ввод окисляющей добавки в струю чугуна на желобе доменной печи (например, железорудных материалов, окалины, соды) в количестве, определяемом от ошением (1), обеспечивает снижение содержания кремния в чугуне (до 0,3= -0,05 ), что гарантирует полное подавление графитизирующего воздействия кремния путем последующего ввода хрома и магния в количестве, достаточном для получения их остаточного содержания в чугуне, описываемого соотношением (2).

При вводе реагента-окислителя менее регламентируемого отношением (1) содержание кремния в чугуне после обработки будет выше 0,3, т.е. не достигнет требуемых пределов, B этом случае для полного подавления графитизирующего влияния кремния в чугуне потребуется обеспечить бОлее высокое остаточное содержание хрома и магния в чугуне, чем то, которое описывается соотношением (2). Это в зНачительной мере усложнит технологичесхий процесс присадки в ковш таких элементов, снизит их степень усвоения, а также пОвысит себестоимость мелющих тел.

Увеличение присадки реагентов-окислителей более регламентируемого отношением (1) нецелесообразно ввиду резкого снижения эффективности обескремнивания, значительного снижения температуры чугуна в ковше, а также обильного образования шлака.

Последующая технологическая операция вЂ” ввод в чугун, содержащий 0,3(» 0;

0,5) кремния, присадок хрома и магния в количествах, обеспечивающих их остаточное содержание, описываемое соотношением (2), вЂ” необходима для пол ного подавления графитизации. Данная технологическая операция позволяет повысить твердость за счет дополнительного выделения в структуре чугуна твердой составляющей вЂ” цементита и снизить дифференциацию твердости по сечению отливок благодаря повышению отбеливаемости, При остаточном содержании хрома и магния в чугуне меньше, чем требуется согласно соотношению (2) не обеспечивается полное подавление процессов графитизации.

Увеличение остаточного содержания хрома и магния сверх регламентируемого соотношением (2) нецелесообразно, поскольку соотношение (2) описывает концентрации хрома и магния, достаточные для полного подавления графитизирующего влияния кремния и углерода при их концентрации в чугуне 0,3(+0,05) и 4,0-5,5 соответственно, Кроме того, дальнейшее увеличение содержания хрома и магния не будет сопровождаться заметным ростом твердости отливки, Предлагаемая последовательность ввода добавок вЂ” сначала ввод реагентов-окислителей, а затем вЂ” хрома и магния является необходимым условием реализации поставленной цели. Так, если будут введены только окислители, то графитизирующее влияние углерода и кремния не удастся подавить в полной мере, Это не позволит максимально повысить твердость отливок и будет сопровождаться повышенным спадом твердости в направлении к оси отливки. Если хром и магний вводить без предварительной обработки окислителями,то, вследствие высокого содержания кремния (0,6-0,9 ) содержание хрома и магния, описываемое соотношением (2) не обеспечит полного подавления графитизации, в результате чего не будет достигнута высокая и равномерная по сечению отливки твердость. Если вводить вначале хром и магний, а затем окисляющие добавки, то произойдет окисление хрома и магния. Это делает такую последовательность ввода нецелесообразной, B вод реагентов-окислителей в струю чугуна на желобе доменной печи наиболее рационален, поскольку развитая поверхность контакта с атмосферой, интенсивное перемешивание создают благоприятные ус1801123

55 ловия для развития окислительных процессов. Хром и магний целесообразно вводить принудительно в ковш, что позволит предотвратить угар этих элементов и повысить степень их усвоения, Предлагаемый способ осуществляется следующим образом, В доменной печи выплавляют предельный чугун с содержанием углерода 4,0 вЂ” 4,5% и кремния 0,6 вЂ” 0,9%, В процессе выпуска расплава из доменной печи в струю чугуна на желобе при помощи бункера-дозатора вводят окисляющую добавку, например одну из следующих: железорудный материал (окатыши, отсев агломерата), окалину, соду.

Количество присаживаемой добавки определяют по отношению (1), где (Si) вЂ” 03 йр величину (Si) вЂ” содержание кремния в чугуне на выпуске из доменной печи вЂ” прогнозируют в соответствии с составом доменной шихты и параметрами технологии выплавки чугуна; величину Rs, находят исходя из результатов предварительного эксперимента, выполняемого для каждой конкретной окисляющей добавки. Так, например, величина

Rsi составляет для железорудных окатышей

0,008, прокатной окалины вЂ” 0,010, содывЂ”

0,008 (в процентах изменения содержания кремния в чугуне, приходящихся на 1 кг добавки, израсходованной на 1 т чугуна).

Присадку вводят в струю чугуна на прямом участке желоба, например, на расстоянии 1,5 вЂ” 2 м от сливного носка. B вод добавки начинают после заполнения ковша чугуном на 30 вЂ” 40 и заканчивают после наполнения ковша на 70 вЂ” 80, что обеспечивает перемешивание присадки в объеме ковша, высокую степень ее усвоения и равномерный состав чугуна в ковше. В результате ввода окисляющей добавки содержание кремния в чугуне снижается до 0,3 Погрешность, связанная с неточностями прогноза содержания кремния в чугуне на выпуске, дозирования присадки, возможными колебаниями массы чугуна в ковше, может составлять 0.05 содержания кремния в чугуне.

Содержание кремния в чугуне 0,3 (+0,05) обеспечивает полное подавление графитизации чугуна при условии последующего ввода присадок, содержащих магний и хром, в количестве, регламентируемом соотношением (Cr+10Mg) =(0,2...1,0) (2), Содержание хрома и магния в чугуне меньшее, чем по соотношению (2), не обеспечит полный отбел отливок, их высокую и равномерную по сечению твердость, Увеличение содержания хрома и магния сверх диапазона, регламентируемого соотношением (2), не будет сопровождаться заметным увеличением твердости. Внутри диапазона, регламентированного соотношением (2), увеличение значений суммы будет сопровождаться ростом твердости мелющих тел.

После удаления шлака при помощи скребка чугуновозный ковш направляют на участок разливки чугуна и устанавливают на разливочный стенд. Кантуя ковш при помощи лебедки, обеспечивают подачу чугуна через разливочный желоб на две ветви разливочной машины с установленными на ней вытряхными мульдами для литья мелющих тел.

Перетекая с одной мульды на другую, чугун заполняет эаливочные емкости, предварительно покрытые противопригарным покрытием при помощи опрыскивателя, Закристаллизовавшиеся отливки охлаждаются в мульдах на конвейере в процессе орошения водой из брызгал и сбрасываются под собственным весом в железнодорожные платформы. Затем отлитые мелющие тела направляются потребителям (в частности, горнообогатительным комбинатам) для загрузки в мельницы тонкого помола материалов (в частности, руд).

Таким образом, использование предельного доменного чугуна, предлагаемая последовательность ввода в него добавок, расходы окисляющих добавок и остаточное содержание в чугуне хрома и магния позволяют получить состав чугуна, обеспечивающий в большей степени, чем это возможно при использовании ваграночного чугуна, а также без предлагаемой внепечной обработки чугуна, получение мелющих тел с высокой и равномерной по сечению отливки твердостью.

Конкретный пример реализации предлагаемого способа (для условий МК "Криворожстал ь").

По данным прогноза ожидается, что на выпуске из доменной печи N 6 передельный чугун будет иметь состав: С 4,5, Si 0,6, Мп

0,4, S 0,03, P 0,06, Cr 0,05.

На желобе доменной печи в струю чугуна на расстоянии 1,5-2 м от сливного носка при помощи бункера-дозатора вводят одну из окисляющих добавок в количестве, onpe(Si) вЂ” 0,3 деляемом (1), где (Si) вЂ” прогноRsi зируемое содержание кремния в чугуне (0,06 ); 0,3 вЂ” содержание кремния в чугуне, достигаемое в результате обработки окисляющей добавкой, %; Rs вЂ” коэффициент обескремнивания, заранее определяемый для каждой из добавок как отношение изме1801123

Нения содержания кремния в чугуне к ее удельному расходу, % Si: кг/т чугуна.

Так, Rsi для соды и окатышей составляет (,008% S i: кг/т чуг„а для окалины вЂ” 0,01%

Si: кг/т чуг.

Тогда удельные расходы реагентов, обеспечивающие снижение содержания кремния в чугуне до 0,3 ("=0,05), составят: в случае использования соды и окаты0,6 вЂ” 0,3 шей 0008 = 375 кгlчуг в случае

0,6 вЂ” 0,3 использования окалины

=30 кг/т чуг, Бункер-дозатор имеет производитель ость 300 кгlмин, средняя интенсивность потока чугуна в желобе 7000 кгlмин. Для

100-тонного ковша с учетом предотвращения выбросов при последующей обработке магнием за 100% рабочей емкости принимается 80 т. Следовательно, начав ввод окисляющей добавки (например, окалины) после наполнения чугуном ковша на 30 вЂ” 40%, это следует продолжать втечение 6 мин. К этому времени ковш будет заполнен на 70 вЂ” 80%

Затем ввод следует прекратить. В процессе наполнения ковша чугуном до 100% рабочей емкости будет происходить перемешивание чугуна падающей струей, что повысит равномерность состава чугуна в объеме ковша.

В процессе выпуска окисляющими добавками может быть обработан чугун одного и более ковшей в зависимости от пропускной способности разливочной машины и текущей потребности в мелющих телах.

По окончании выпуска ковш направляется на установку внепечной обработки чугуна, где иэ весового бункера в ковш загружают феррохром (содержание Cr 60%), а затем при помощи штанг с колоколами на дно ковша опускают магниевые брикеты, пассивированные коксом. В результате частичного испарения магния происходит барботаж чугуна в ковше, что способствует лучшему усвоению хрома и повышает равномерность состава чугуна в ковше. Степень усвоения хрома составляет 80%, магния вЂ” 55%. Дозировку добавок осуществляют исходя из необходимости обеспечения содержаний магния и хрома в чугуне на уровне, регламентируемом соотношением (Cr+10Mg)%=(0,2.„1,0% (2). Например, для того, чтобы содержание хрома в чугуне составляло 0,5, а магния вЂ” 0,02 (сумма по соотношению (2) будет равняться P 7), в чугун следует ввести магний в количестве;

Уг )ост Q Q2

m - - вЂ” - -" вЂ” = 80000 вЂ” =80000 = 30 кг

55 55 и феррохром в количестве m, =

Сг вЂ” Сг " 80000 0,5 вЂ” 0,05 100=

80 60 80 60

= 750 кг, где mü, вЂ” масса чугуна в ковше, кг; (Mg)îст (Cr)î" (Cr)èñõ остаточное и ñõoð ное содержание соответствующих элементов в чугуне, %;

55 вЂ” степень усвоения чугуном Мд, %;

80 вЂ” степень усвоения чугуном Cr, %;

60 вЂ” содержание Сг в феррохроме, %.

B расчете на 1 т чугуна расходы составят: магний 0,375 кг/т чуг., феррохром 9,375 кг/т чуг, Варианты внепечной обработки чугуна, массы присаживаемых добавок приведены

"5 в табл. 1, а состав чугуна после обработки и твердости полученных из него мелющих тел вЂ” в табл, 2, Затем производят скачивание шлака, образовавшегося в результате внепечной портируют к разливочной машине, на двух вертикально замкнутых конвейерах которой установлены мульды с отверстиями, имеющими форму мелющих тел, например пара25 болоидов диаметром и высотой 32 мм.

Скорость кантования ковша на разливочном стенде и скорость конвейера подбирают таким образом, чтобы обеспечивалось заполнение заливочных форм чугуном без

30 остатка. Мульды установлены на конвейере так, что каждая последующая перекрывает предыдущую, Это обеспечивает, переток чугуна с одной мульды на другую. На разгрузочном участке конвейера отливки под

35 собственным весом выгружаются в железнодорожные платформы для отправки на

Южный горно-обогатительный комбинат, где их загружают в мельницы тонкого помола железной руды, 40

Твердость мелющих тел, полученных по различным вариантам осуществления предлагаемого способа, показана в табл. 2. Способ реализован верно в вариантах 1-9, 11, 13.

Состав и свойства мелющих тел, получаемых согласно ТУ 14-2 вЂ” 763 вЂ” 87 приведены в табл. 3.

Техническими условиями регламентируется только твердость на поверхности ме50

55 лющего тела, однако мелющие тела из ваграночного чугуна характеризуются спадом твердости в направлении оси; на 5-10

HRC из нелегированного ваграночного чугуна и на 2 вЂ” 4 HRC> вЂ” из легированного ваграночного чугуна, что приводит к их преждевременному разрушению.

По данным табл. 2 видно, что при содержании в чугуне кремния 0,3(+4,05), а хрома и магния вЂ” в пределах соотношения (2) 20 обработки чугуна. После этого ковш транс1801123

12 обеспечивается не только черезвычайно высокая твердость на поверхности чугунной отливки, удовлетворяющая требованиям

ГОСТ 24384-80 (согласно стандарту требуется твердость 44,5=57 HRC3), но и полностью ликвидируется спад твердости в направлении оси отливки.

Сравнение вариантов 6 и 9 (табл. 2) показывает, что увеличение суммарного содержания хрома и магния сверх регламентируемого соотношением (2) не приводит к дальнейшему увеличению твердости отливки.

При меньших значениях, регламентируемых соотношением (2), отливка обладает пониженными механическими свойствами (вариант 10, табл. 2).

Сравнение вариантов 1 вЂ” 8 с 11 и 12 (табл. 2) показывает, что отклонение содержания кремния в чугуне от 0,3% (в пределах

»-0,05%) не сопровождается заметными изменениями механических свойств, Вариант

14 показывает, что содержание кремния в чугуне до 0,2% требует повышенного расхода окисляющей добавки, кроме того, существенно не изменяет механических свойств отливки, Таким образом, получение мелющих тел по предлагаемому способу обеспечивает максимальное повышение твердости отливок и устранение спада твердости по сечению, способствует повышению износостойкости и снижению расхода мелющих тел на 1 т измельчаемой руды на

15%.

В идентичных лабораторных условиях

ДМетИ были проведены испытания и сопоставление результатов обработки передельного доменного чугуна прокатной окалиной, железорудными окатышами и содой с целью снижения содержания кремния в чугуне, а также последующей обработки чугуна хромом и магнием с последующей отливкой из него мелющих тел (параболоидов диаметром 32 мм и высотой 30 мм) в стальном кокиле.

Передельный доменный чугун состава, %: 4,5 С; 0,7 Si; 0,03 S; 0,4 Мп; 0,06 Р; 0,05

Cr, выплавленный в доменной печи ¹ 6 МК

"Криворожсталь", расплавляли в индукционной печи садкой 40 кг и перегревали до

1450 С. Для предотвращения угара углерода плавку вели под слоем графита. В результате чугун, выпускаемый из печи, был по составу идентичен доменному первой плавки. Чугун из печи сливали в ручной ковш емкостью 6 кг чугуна. В процессе налива на сливном носке печи вводили одну из окисляющих добавок, Составы окалины и окатышей даны в табл, 4. Сода NazCOz вЂ” реактив

55 марки ОСЧ. Крупность окалины вЂ” до 1 мм концентрата вЂ” до 0,074 мм.

После налива чугуна в ковш и заверше. ния процессов взаимодействия с реагентами вЂ” окислителями в чугун при помощ штанги, снабженной колоколом, вводил хром и магний.

Окисляющие добавки вводили в количествах, регламентируемых отношением ((Si, -0,3)/Rsi (1), а хром и магний вЂ” соотношением (Cr+10Mg)%=(0,2...1,0)% (2).

Величина Rsi (коэффициент обескремнивания) была предварительно определена в ходе постановочных экспериментов, включающих присадку в жидкий чугун определенного количества добавки, определение содержания кремния в чугуне после обработки и расчет Rsl по уравнению (Si) (Si)ocr

Вэ п доб. где (SI)oct содержание кремния в чугуне после обработки, %;

m oo вЂ” расход окисляющей добавки, кг/т чуг, Установлено, что для соды и окатышей величина Rs составляет 0,008, а для окалины вЂ” 0,01 Si%/êã/ò чуг.

Испытанные варианты ввода присадок и достигнутые состав и свойства отливок приведены в табл. 5. Из приведенных данных видно, что именно в пределах остаточного содержания хрома и магния, определяемых соотношением (2), и при содержании кремния в чугуне после обработки 0,3» 0,05% обеспечивается поверхностная твердость, удовлетворяющая ГОСТ 24384 вЂ” 80 (44,5.„57,0 HRC>) и превосходящая поверхностную твердость мелющих тел из ваграночного чугуна Макеевского труболитейного завода (прототип), где для нелегированного чугуна твердость

42 HRC>, а для легированного вЂ” 44 HRC (согласно ТУ 14 вЂ” 2 вЂ” 763 вЂ” 87), Кроме того, обработка чугуна по предлагаемому способу практически устраняет спад твердости в направлении оси отливки.

Испытаниями мелющих тел из ваграночного чугуна установлено, что для них характерен спад твердости в направлении оси на 6 вЂ” 10 HRC (из нелегированного чугуна) и на 2 вЂ” 4 HRCç (из легированного чугуна) по сравнению с твердостью на поверхности отливок. Высокая равномерность твердости по сечению мелющих тел, обработанных по предлагаемому способу, будет способствовать их повышенной износостойкости.

Увеличение суммарного содержания хрома и магния выше, чем это требуется согласно соотношению (2), не приводит к

1801123

Таблица 1

Варианты внепечной обработки чугуна по предлагаемому способу дальнейшему росту твердости (опыт 9 по сравнению с опытом 6 в табл. 5). Снижение сОдержания кремния в чугуне меньше

0,3+0,05 (опыт 14) требует черезмерно высокого расхода добавок, что, как показали эксперименты, приводит к большим выбросам магния в процессе обработки, снижает температуру чугуна в ковше и ухудшает эффективность испол ьзования окисля ющей добавки, В то же время недостаточно глубокое обескремнивание ухудшает твердость отливок (опыт 12).

Отлитые по предлагаемому способу мелющие тела и мелющие тела из ваграночного чугуна после взвешивания и нанесения соответствующих меток загружали в барабан вместе с рудой (железной) фракции 5 вЂ” 7 мм и массой 15 кг. Барабан вращался со скоростью 25 об/мин в течение 40 мин (1000 оборотов), Затем мелющие тела извлекали из барабана, рассортировывали по меткам и взвешивали. Установлено, что потеря массьi в процессе помола руды мелющими телами иэ чугуна, обработанного по предлагаемому способу, на 15 меньше, ч м мелющими телами Макеевского труболИтейного завода.

Таким образом предлагаемый способ обеспечивает повышение износостойкости чугунных мелющих тел, Формула изобретения

1, Способ получения чугуна преимущественно для литья мелющих тел, включающий слив расплава предельного доменного чугуна первой плавки по желобу в ковш и последующую его обработку в ковше магнием, отличающийся тем, что, с целью

5 повышения твердости отливок и уменьшения ее спада по сечению, чугун в процессе слива по желобу обрабатывают окисляющей добавкой в количестве, определяемом соотношением ((Si) вЂ” 0,3)/Rsi, где Si вЂ” содержа10 ние кремния в чугуне на выпуске из доменной печи, ; 0,3 вЂ” содержание кремния в чугуне, достигаемое в результате обработки окисляющей добавкой, ; RsiвЂ” коэффициент обескремнивания, являющий15 ся постоянной величиной для каждойдобавки, а обработку в ковше производят магнием совместно с хромом, причем магний и хром вводят в количестве, обеспечивающем получение в чугуне их остаточного

20 содержания, удовлетворяющего соотношению (Cr+10M) =(0,2...1,0), где Cr и МвЂ” остаточные содержания соответствующих элементов в чугуне, .

2. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я

25 тем, что в качестве окисляющей добавки используют железорудные материалы.

3, Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве окисляющей добавки использую окалину.

4. Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве окисляющей добавки используют соду.

1801123

1 Я

Ф Ф О (6 S

Ф аs

c z

Е с

1и

z о

1 о

Oz S

С=Х1

Фa.V

О и

О»» т z

)Я

III

Ф IZ

Й ь

LO о о о с и

° »

X о

I»

«С

СС

Ф а (: о с

«э»

«» т о

l о

III

Iо О

Щ а

LD о

С1

l» о

Z о х о

Ф и

1Я о

Ф и

hC и

Ф х

Щ х

Iи о и ввввлв ввоввлл о

ID ID LA ID ID СО ID ID ID «Ф ID Г LA LA С Ъ оввсолвесовввс. г-л сч

LA ID IA IA LA LA LA LA LA «I LA ID LA LA «

ЛЛ ВСОО()В«-ООФОО

О О О О О «С-,- О «О «- вЂ” О О (О»

СЧСЧСЧФФС )Ф Ч С )С )ФФ

ООООООО О ОООО

IDIDLA1Г) ««I Л IDВЛ -ЛЛ «1 Ф

О О О О О О О О О О О О О О,с, сс,,с, сФ «Ф с,Ф,С, сФ C сс, сс, ООООООООООО OO О

ОООООООООООООО О «I Ф «I СЧ N С"Р - С Э N С"Ъ С1 H СЧ СЧ

ОООООООООООООО Я

О О О О О О О О 0 О О О О О

О О О О О О О О О О О О О О 1 «Ф Ч ct «I «Ф CP W Ч «Ф 1 «I «Ф W

ОООООООООООООО О

Сб С») С0 С Э С Ъ С»9 С9 С»9 С Ъ С Ф СЧ СО

О О О О О О О О О О О О с-,- О О

LA »I 1 «1С «I M cl W «»I Cf «Ф LA С Э N ID сС «Ф « »I «Й «Ф сС Ф . «Ф

СЙ

О счс)ФiAФI сово С 4С ) х

О ъ

S с

Г»

CO ()

<О

С 3

> сГ л

1вЂ” о

Z о

CU с

I о о с (D

Iх

3 2 с

CQ о

>5 о

Ф и

Iи о о

1801123

z » л т

1о

O. О о

>5 о

Ф с

Ф х

Ф с

Ф о с (О

I» (5

63 о и о о

1801123

1а бл и ц а 5

Расходы материалов при внепечной обработке чугуна в новее емкостью 6 кг, состав чугуна после обработки и механические свойства отливок

l элементов в чугуне, 2 Твердость, НКС, Сг Ng

Н п/п

Наименование и расход добавки

Содеркание

Cc+Ng на по- у оси верхности

Окалина . I. магний 1 Феррохром ь:. :. -

С gi

1 .180 30

0,7

225 37,5

0,7

225 37,5

4 180 30

0,9

0,8

1,О

0,65

0,9 1,1

225 37,5

180 30

150 25

120 20

0,1

1,0

3,24 0,54

4,38 0,73

0,7 0,03

0,4 0,04

0,05

1,0

0,8

0,05

210 35

270 45

Исходный чугун

40.

Составитель И. Круглов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л. Пилипенко

Редактор 3. Хорина

Заказ 1186 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 г т

2,25 0,375 56,25 9,375

4,38 .0,73 56,4 9,4

4,38 О, 73 43,8 7,3

3,24 0,54 81 13,5

6,54 1,09

94,2 15,7

4,38 0,73 81 13,5

60 t О

81 13 5

81 13,5

43,8 7,3

4,4 0,3

4,4 0,35

4,5 0,4

4,3 0,25

4,2 0,2

4,5 0,6

0,5 0,02

0,5 0,04

0,4 0,04 о ° 7 0,03

0,05 0,06

0,9

0,7 0,04

О,1

0,7 0,03

59 ч6

Способ получения чугуна

Патент 1801123