Способ обработки чугуна

Способ обработки чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (и) 988875

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 18.06.81 (21) 3302073/22-02 с присоединением заявки hk (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.83. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 15.01,83 (51)М. Кд.

С 21 С 1/ОО

С 21 С 1/08

ГФсяирстэв««мй мтт«тат

СССР ее е«эм «зебрета««й и вт«рьпий

{53) УДК 621.765..3 (088.8) (72) Авторы изобретеиия

И ° Г. Раздобарин, Ю, Т. Соколюк, И. И. Быков, В. H. Бабич и В. И. Московка (7t) Заявитель

Институт проблем литья АН Украинской (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА I

Изобретение относится к литейному производству, в частности к вопросу непрерывного литья заготовок из чугуна.

Известен способ модифицирования чугуна прн литье в металлические формы

5 путем присадки графитизируюших реагентов пропорционально глубине отбела на клиновой пробе.

Известен способ модифицирования чугуна введением в него двуокиси кремния (11 .

Наиболее близким .к предлагаемому является способ, заключающийся в введении алюминия в чугун в вагранке. Для предотвращения перемешивания расплава и снижения угара алюминия его вводят на подину вагранки в жидком виде перед началом плавки 2 .

Однако при использовании чугуна, ле гированного алюминием, для производства 20 непрерывнолитых заготовок не удаете:я

I получить однородности структуры и

l свойств по сечению их профиля. Это связано со спецификой формирования за2 готовок в кристаллизаторе установки непрерывного литья и дальнейшем ее охлаждении на воздухе при вытяжке. В крнсталлизаторе интенсивно охлаждаются поверхности, соприкасающиеся с ним и медленно - центральные участки заготовки. В результате этого в заготовке в зависимости от ее размеров и условий охлаждения, образуются периферийная корочка определенной толщины и жидкая лунка большой протяженности в центре заготовки. При выходе из кристаллизатора за счет тепла жидкой лунки происходит самоотжаг твердой корочки, вследствие чего структура заготовки имеет неоднородное строение —. крупнокристаллическое в центре и мелкозернистое на периферии„а это в свою очередь приводит к неоднородности свойств металла. Кроме того, получать литые заготовки с количеством перлита не ниже 96% и размерами графитовых включений не более 90 мк известным способом не представляется возможным.

8875 4 целью нейтрализации этого нежелательного фактора совместно с сурьмой вводит ся алюминий в количествах, превышающих количество вводимой сурьмы в 2-3 раза. В этих количествах алюминий действует как графитизатор, увеличивая количество графита на единицу поверхности заготовки и уменьшает их раз мер. и Кроме того, алюминий уменьшает жидкотекучесть расплава, компенсируя тем самым отрицательное влияние сурьмы. При соотношении gb, Дс., меньше чем 1 2, количества алюминия оказы 5 вается недостаточным для стабильного процесса графитизации, что приводит к частичному отбелу наружной поверхности непрерывнолитой заготовки, а превышение этого соотношения более чем 1:3

26 приводит к появлению в металле окисных пленок алюминия, которые снижают качество металла. >

Количество вводимой в расплав сурьмы зависит от химического состава ucg5 ходного чугуна, т.е. от его углеродного . эквивалента (,>, %(„ = / Ñ +"- /р(Ь„4-Р/, приведенной толщины сечения йрофиля заготовки К p(P< ---), где Q - площадь

В

Рр сечения заготовки, Р - ее периметр, и

ЗО температуры заливаемого металла Т, обуславливакпцей угар сурьмы.

С увеличением (,, „ требуется вводить большее количество сурьмы, так как углеродный эквивалент определяет структуру и свойства исходного чугуна, а приведенная толщина сечения заготовки - его скорость охлаждения.

В результате проведенных многочиоленных экспериментов на линиях нецре40 рывного литья при вытяжке чугунных за готовок с различным содержанием углерода Kp&MHBB и фосфора н& различных профилях, т.е. с различной приведенной толщиной сечения и при различных тем45 пературах чугуна, заливаемого в металлоприемник с обработкой его сурьмой и алюминием, установлена математичеокая зависимость для расчета оптимального ввода количества сурьмы в пределах в 0,3-1 2 кг на тонну расплава, описывае

5О мая соотношением кг/т:

Яр=0,18640 Я фТ C

3 98

Бель изобретения. — повышение степе» ни однородности структуры и свойств по сечению непрерывнолитой заготовки, увеличения количества перлита и умень шения размера графитовых включений в ее структуре.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включаюшему обработку расплава алюминием, расплав при заливке в металлоприемник обрабатывают смесью сурьмы и алюминия при весовом соотношении (1:2)-(1:3) с расходом сурьмы 0,3-1,2 кг на тонну чугуна, а ее содержание кг/т в указжных пределах определяют из соотношения. ь=о гыо a"»""Tc

ПР э где Р,, — приведенная толщина отливки, см;

Т - температура заливки расплава, К;

- углеродный эквивалент

3 расплава .%;

0,186 10 - коэффициент пропорциональности.

Обработка расплава смесью сурьмы и алюминия в приведенном соотношении способствует повышению степени однс родности свойств и структуры чугунной заготовки по ее сечению. Это связано с тем, что сурьма в указанных пределах положительно влияет на повышение степени однородности структуры и свойств по сечению профиля литой заготовки. Кроме того, сурьма действует и направлении стабилизации перлита, увеличивая его дисперснос:ть, препятствует образованию феррита в структуре и препятствует самоотжигу наружной поверхности непрерывнолитой заготовки.

Для подавления ферритизации структуры отливаемой в настоящее время номенклатуры чугунных изделий достаточно

0,03-0,12% вводимой в расплав сурьмы (угар ее составляет 20%).

При введении в расплав количества сурьмы менее 0,3 кг на тонну жидкого ее положительное влияние на повышение степени однородности структуры и свойст проявляется слабо и, кроме того, подавить ферритизацию не удается, а превышение ее количества более 1,2 кг приводит к увеличению твердости и хрупкости металла.

Вместе с тем сурьма замедляет процесс графитизации чугуна и увеличивает его жидкотекучесть, что нежелательно для процесса непрерывного литья. C

Производят протяжку заготовок диаметром 50 200 и 260 мм с различным ут леродным эквивалентом и при различных температурных режимах заливки чугуна в металлоприемник.

Таким образом, предлагаемый способ обработки чугуна обеспечивает повышение степени однородности структуры и свойств по сечению профиля непрерывнолитых заготовок, увеличивает количество перлита и уменьшает размер графитовых включений в их структуре.

Экономическая эффективность от использования способа составляет около

80 тыс. руб. в год за счет повышения степени однородности структуры и сЬойств по сечению в 1,3-1,4 раза, повышения количества перлита на 55% и уменьшения размеров графитовых включений в 2 раза

988875

Результаты приведены в таблице, Установлено, что структура металлической основы непрерывнолитых заготовок имеет высокую степень однороднооти. Количество перлита по сечению профиля заготовки изменяется от 95 до

100%. Твердость — от 210 до 225 НВ, в то время, как при использовании известного способа количество перлин изменяется от 60 до 85%, твердость - t6 от 160 до 200 НВ, Кролике того, размер графитовых включений согласно предлагаемому способу изменяется от 45 до

90 мк, а с использованием известного от 45 до 180 мк. 15

14,44 . 1523 0,45

1,25 1,094 . 3,8

1ь25 11094 4ю3 18е48

1573 0,59 1,46

1,25 1,094 3,8

14,44

14,44

1623 0,48

1,4

5 18,49 3,8

200

1523

1,7

078

5 1849 43 1849 1573 1 03

2,06

200

1623

5 18,49 4,3 . 18,49

2,4

1,06

200

260

14,44

18,40

2,5

1523 0,86

1573 1,14

3.8

6 5 2,114 4,3.

260 где

50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

34 505686,. ia. С 21 С 1/00, 1976.

2. Авторвкое свидетельство СССР

ss pk 394435, кл. С 21 С 1/08, 1970.

ВНИИПИ Заказ 10993/34 Тираж 566 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ .обработки чугуна при литье на установках непрерывной разливки, включающий обработку расплава алюминием, о т л и ч а ю щ .и и с я тем, что, с целью повышения степени однородности структуры и свойств по сечению непрерывнолитой заготовки, увеличения количества перлита и уменьшения размера графитовых включений в структуре, расплав при заливке в металлоприемник обрабатывают смесью сурьмы и алюминия при весовом соотношении (1:2)-(1:3) с расходом сурьмы 0,3 1,2 кг на тонну чугуна, а ее содержание . кг/т, в указанных пределах определяют из соотношения

Sb=0,1 86 0 R TC, - приведенная толщи-. на отливки, см;

Т - температура залит ки расплава, К;

С - углеродный эквива лент расплава, %;

0,186" 10 4 - коэффициент пр порциональности.