Способ получения чугуна с шаровидным графитом
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОП ИСАНИЕ
И 306РЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсккк
Соцкапксткческки
Республкк
С 21 С 1/10
3Ъеудеротееииый комитет
СССР ио делам изобретений и открытий
Опубликовано 15.11.82, Бюллетень №42
Дата опубликования описания 15.11.82 (53) УД К621.745.3 (088.8) (72) Авторы изобретения
В И. Жукаев, Л. С. Рудницкий, М. Л, Руди а
Н. А. Будагьянц, В. А. Рямов, И. Н. Зигало
А. А. Послятур, А. А. Черновол и К. Ф. Жи
l г
f г
Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургщефий институт и Березниковский филиал Всесоюзного. нау исследоватетп/ского и проектного института титана ров, заченко, (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ!
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в литейном производстве при изготовлении отливок из чутуна с шаровидным графитом.
Известен способ получения чугуна с шаровидным графитом, заключающийся в пере5 греве расплава, модифицировании силикокальцием 0,3 — 1,0% и алюминием 0,03 — 0,12% от веса металла в ковше, введении углеродсодержащего материала 0,1 — 0,6% и окончательным модифицированием магнийсодержащей добавкой 0,01; 0,08% по магнию (1).
Недостатком этого способа является низкое качество полученного чугуна в отливках, Содержащего неметаллические включения, являющиеся продуктом раскисления чугуна модификаторами.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения gp чугуна раскислителями с РЗМ и модифицирование магнийсодержашими компонентами. В состав рафинирующей добавки входит силикокальций (30 — 60%), карбид кремния (20 — 40%), ферросилиций с цирконием, графит, редсоземельные металлы и плавиковый шпаг (2).
Недостатком этого способа является слабое рафинирование чугуна ввиду того, что компоненты, входящие в состав рафинирующей добавки при взаимодействии с жидким чутуном, образуют тугоплавкие неметаллические включения. Эти включения трудно удаляются из металла, вследствие низкой способности к их растворению плавиковым шпатом.
Кроме того, после рафинирования чугуна шлак не скачивают и под этот шлак вводят магний. Рафинированный шлак содержит сульфиды, сера из которых переходит обратно в металл, что увеличит расход магния на йроцесс дополнительной десульфурации. Продукты модифицирования чугуна магнием в виде неметаллических включений (черные пятна) остаются в чугуне. Это снижает его механические . свойства.
Цель изобретения — повышение степени рафинирования, эффективности модифициров щ я и ултчшение качества чугуна.
97362
1 ства.
Производят опробование способа получения чугуна с шаровидным графитом по. известному способу и предлагаемому. Применяют чугун состава, мас.%: С 3,22; - Si 1,47; Мп 0,52;
P 0,12; S 0,08; Cr 0,43; Ni 1,18. Выплавку чугуна производят в индукционной печи ИСТ04 с кислой футеровкой. Масса плавки 350 кг, Металл одинаковыми порциями по 50 кг выпускают в ковши при 1580 С. На дно ковшей перед выпуском в них металла помещают присадки, предусмотренные известным и предлагаемым способом.
По данному способу силикокальций и редко.И земельные металлы вводят в смеси с синтетическим шлаком. Для установления оптимального количества синтетического шлака иэменя3
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения чугуна с шаровидным графитом, включающему рафиниро1 ванне чугуна раскислителями и Р3М, моди|фицирование магнийсодержащими компонентами, при рафинировании в расплав совместно с раскислителями и РЗМ вводят синтетический шлак в количестве 0,5 — 2,0 от веса металла, затем скачивают шлак и в расплав вместе с модификатором дополнительно вводят синтетический шлак в том же количестве..
Введение при рафинировании в жидкий чугун комплексной добавки, состоящей из синтетического шлака, раскислителя и редкоземельных металлов, позволяет наиболее пол. 1 но удалить из металла газы, серу, а также вредные металлы как Pb, Bi, Sb, As, Sn, являющиеся i демодификаторами. Ввиду того, что синтетический шлак находится непосредственно в зоне реакций, то и продукты реак- 0 ций раскисления и модифицирования растворяются шлаком с образованием комплексных легкоплавких соединений и вместе со шлаком всплывают на зеркало металла.
Скачивание шлака после рафинирования чу- д гуна предотвращает обратный переход серы иэ шлака в металл.
Ввод синтетического шлака вместе с модификатором создает защитную среду в зоне взаимодействия магния и жидкого чугуНа, а всплывающий шлак защищает зеркало металла от охлаждения и окисления кислородом воздуха, Эти операции обеспечивают наиболее благоприятные условия для рафинирования чугуна и повышают усвоение магния чугуном.
Повышается эффективность модифицирования, что позволяет уменьшить количество вводимого в чугун магния. Литье из модифицированного чугуна, полученного этим способом, меньше . содержит неметаллических включений и тем самым более высокие механические свойют его количество 0,2; 0,5; 1,25; 2,0; 2,5% от веса металла или для веса чугуна 50 кг —, 0,1; 0,2; 0,6; 1,0; 1,25 кг.
Синтетический шлак, входящий в состав рафинирующей добавки, содержит 74% фтористого кальция и 26% окиси натрия. После выпуска в ковш (50 кг) во всех опытах металл выдерживают в течение 3 мин.
В первымй ковш по технологии известного способа вводят металлический магний в железном колокольчике в количестве, указанном в табл. 1.
В остальных ковшах удаляют шлак и после этого в железном колокольчике вводят металлический магний с размером частиц 3—
5 мм в смеси с синтетическим шлаком с размером частиц 0,1 — 3 мм, в количестве, приведенном в табл. 1.
Синтетический шлак, вводимый вмест". с магнием, имеет следующий состав, мас.%.
Фтористый кальций 40
Борный ангидрид 8
Окись натрия 20
Окись кальция 20
Двуокись кремния 12
Ввод магния в первый ковш без синтетического шлака по технологии известного способа сопровождается яркой вспышкой и вьщелением большого количества дыма. Когда магний вводят в смеси вместе с синтетическим шлаком во второй ковш вспышка намного меньше.
Определяют содержание серы и кислорода в исходном чугуне после рафинирования и после модифицирования магнием, остаточное содержание магния в чугуне.
Результаты анализов, металлографических исследований и механических испытаний чугунов по двум технологиям, приведены в табл. 2, Как видно из табл. 2, по предлагаемому способу в процессе рафинирования уменьшается содержание серы и кислорода в чугуне по сравнению с исходным чугуном и имеет меньвеличину, чем в известном. Наблюдаетя и более полное усвоение магния чугуном—
20% по сравнению с 16% по известному. Механические свойства также возрастают, а включения графита имеют более округлую форму.
Оптимальное содержание шлака в смеси, как при рафинировании так и при модифицировании его магнием является 0,5 — 2,0% на тонну металла. При содержании шлака менее 0,5%.плохо удаляется сера и кислород из металла, понижаются механические свойства, ухудшается модифицирование.
При содержании шлака более 2,0% (2,5%) температура чугуна снижается и шлак запу5 973622 d тывается в металле, что приводит к сниже- и загрязнения окружающей среды при мо нию механических свойств чугуна. дифицировании. Кроме того, улучшается каПрименение предлагаемого способа для полу- честно и механические свойства чутуна. чения чугуна с шаровидным графитом обеспечивает повышение эффективности модифици- 5 Экономический эффект, получаемый тольрования, что позволяет снизить расход моди- ко за .счет экономии магния, составляет около фикатора на 4%, уменьшение пироэффекта .75,5 тыс. руб. в год.
973á22
1. о
N у о о о о
° М
Я
11, (СФ ь о о (Ч
С 4 о о с !, Ц о ì
O сч сч ч о о о е - о о Л о о о, I ! I !
I I I I
I ! I
973622, в
I!
ФЧ ее в в
a0I It ° е Д е м 0 ФО ф
"Ъ "2 о о î о
rt о
Ф е Ф
Ф= Ф = Ф 1 е,е . е an 1
f О
an 4 Ф е
0 О О О а 4 < 4 ni е е е о о о о о о о е
W1 о
8 о
8 о о о о
С 00 00 00 с 8 8 8 о о о о Ч о о
8 3 8 о о о о
О 0 0 Ф
Ф е an е е
О о о о О
3 о
ГЧ
an о
00 о о
Ф
I о в
Ф \ уе
Э Э
I еч е в
С ° ф
8 о
I
1
Я I о
Составитель Д. Кондратьев
Техред Б.Харитончик . Корректор У. Пономаренко
Редактор И. Митровка
Тираж 587
ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий
1l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 8618/29
Подписное
Филиал ППП "Патент™, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
973622 12
Формула изобретенйя дят синтетический шлак в количестве 0,5—
20% от веса металла, затем скачивают шлак
Способ получения чугуна с шаровидным и в расплав; вместе с модификатором дографитом, заключающийся в рафинировании полнительно вводят синтетический шлак в чугуна раскислителями и Р3М, и модифи. а том же количестве. цировании магнийсодержащими компонентами, Источники информации, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью принятые во внимание при экспертизе повышения степени рафинирования и эффектнв 1. Авторское свидетельство СССР N 522237, ности модифицирования, а также улучшения кл; С 21 С 1/00, 1975. качества чугуна, при рафинировании в рас- 10 2. Патент Англии Й 1537232, кл. С 7 0, плав совместно с раскислителями и Р3М вво опублик. 1978.