Смесь для модифицирования серого чугуна Советский патент 1984 года по МПК C22C35/00 

VI

;о

Э)

эо

Изобретение относится к металлу гии, в частности к литейному производству, и может быть использовано для модифицирования серого чу гуна. Известна смесь для модифицирования тонкостенных отливок ij следующего состава, вес. %: 30-55 Силикокальции . 5-25 Силикомишметалл 10-30 Остальное Железо Однако высокое содержание кокса может привести к повышению содержания серы в чугуне. Кроме того, вы сокое содержание силикокальция дела ет смесь непригодной для ваграночного чугуна, для которого характерна относительно низкая температура металла при вьтуске. Известна смесь для модифицирования чугуна 2J следующего состава, вес, %г Щелочной или щелочно-земельный металл50-90 Полукокс, кокс, коксовая мелочь .или графит5,0-49,0 Связующий материал 1-10,0 Недостатком этой смеси является высокое содержание щелочного или щелочно-земельного металла, что зат рудняет введение в жидкий металл, ввиду ее малого удельного веса и вы сокой химической активности {высоко го угара. Применение такой смеси не позволяет получить стабильные ре эультаты модифицирования. ;-.Известна также смесь для модйфицирования серого чугуна следу кнцего состава, вес, %: Техническая борная кислота Силикокальций Силикобарий Графит Остальное Однако высокое содержание в смес снликокальция и силикобария затрудн ет усвоение смеси жидким чугуном- пр .температурах менее ввиду выс кой склонности к ошлаковыванию, что исключает возможность использования такой смеси для ваграночного чугуна и электропечного при условии накопл ния его в миксере. Наиболее близкой по составу и до тигаемому эффекту к предлагаемой яв ется смесь для модифицирования слёдуннцего ростава, вес. %: . Графит 5-10 Криолит 15-45 Силикокальций Ферросилиций Остальное Применение для повышения живучести в данной смеси металлического бария делает ее нестабильной (не обеспечивается отсутствие отбела в отливках в течение всего времени разливки и взрывопожароопасной, так как барий, будучи высокоактивным элементом, легко окисляется. Кроме того барий является токсичным элементом. Криолит, входящий в состав этой смеси, может разлагаться с вьаделением токсичного фтористоговодорода. Цель изобретения - повышение длительности действия живучести смеси, предотвращение отбела и снижение токсичности и пожаровзрывоопасности при использовании для отливок из серого чугуна сложной конфигурации. Цель ibcтигaeтcя тем, что смесь для модифицирования серого чугуна содержащая барий, Силикокальций, графит ферросилиций, содержит барий в виде силикобария и дополнительно- карбид кремния и ферротитан при следующем соотношении компонентов , мае.%: Графит Силикокальций 6-10 Силикобарий 35-40 Карбид кремния 0,1-1,0 Ферротитан Ферросилиций Остальное Диссоциация карбида кремния на углерод и кремний способствует формированию активных зародышей графита в расплаве чугуна и тем самым снижению глубины отбела. Замена металлического бария силикобарием позволяет устрани-ть взрывопожароопасность и токсичность смеси, кроме того, обеспечить стабильность результатов по отделу от начала до конца разливки, т.е. повысить длительность модифицирукицего действия |Смеси. При добавке в смесь силикобария менее 6,0% существенно снижается длительность действия живучесть модификатора, а при введении силикобария более 10% появляется взрывопожароопасность при исполь зовании олеси. Добавка титана в вие ферротитана или других титансоержащих соединений устраняет отбе,иЁающее влияние постоянной примеси чугуна - азота, тем самым таке снижает склонность к отбелу и

позволяет шире использовать в ших- те для производства отливок из чугуна вторичного сырья.

Введение в смесь ферротитана более 1,0% сопровождается изменением характера его влияния - вместо графи тообразующе го он становится карбидостабилизирующим элементом. При введении ферротитана менее 0,1%- его графитизирующая способность не проявляется.

При содержании силикокальция менее 5,0% существенно снижается десульфурирующая и графитизирующая способность смеси, а в случае содержания силикокальция более 9,0% появляется склонность к ошлакованию смеси во время модифицирования и тем самым снижается эффективность ее влияния.

Шлбранные соотношения содержания графита к карбиду кремния в первую очередь определяются получением удовлетворительной текучести смеси при введении ее через воронку в жидкий чугун. Установлено, что это отношение должно быть близким к единице. Нижние пределы по содержанию графита 32% и карбида кремния 35% обеспечивают высокую текучесть и модифицирующую способность смеси при относительно невысоком ее расходе (0,15-0,2% к массе жидкого металла). Содержание графита более 38% и карбида кремния более 40% может привес ти к неравномерному распределению графита в чугуне. Изготовление предлагаемой смеси предусматривает про ведение нескольких операций: дробление металлических составляющих - силикобария, силикокальция и ферросилиция. отсев фракций 0,2-3,2 мм, карбид кремния берется готовый марки 53С по OGT 2МТ 74-8-78 с зернистостью 80-Н, в качестве графита используются графитированные возвраты, применяемые электродной промьиоленности с размером фракций 1-г2 мм. Смешение составлякяцих производится в барабане н,со- ответствии с их долей в смеси.

Плавки чугуна проведены в электропечи с обработкой в ковше известной и предлагаемой смесями.

Химический состав исходного на следующий, вес.%:

0

Углерод 3,38-3,42

2,44-2,52

Кремний

Марганец

0,70-0,72

0,062-0,065 Сера

5

Фосфор 0,074-0,076

Составы известной и предлагаемых смесей, использованных при проведении плавок, приведены в табл. 1...

Результаты испытаний на живу0честь и глубину отбела приведены в . 2. .

Механические свойства чугуна приведены в табл. 3.

Технико-экономическая эффектив- . ность применения предлагаемой смеси по сравнению с базовым модификатором ФС75, применяемым на заводе для производства отливок из сорого чугуна определяется снижением убытков от брака по отбелу. При опробований предлагаемой смеси отбраковка отливок по отбелу составляет 0,75%, в то время как при использовании ФС 75-8%. Снижение убытков от брака дает экономию за счет повышения вьисода годного 14,2 руб. на. тонну отливок.

За счет снижения глубины отбела экономия расхода инструмента составляет 1,2 руб/т.

Общий экономический эффект 15,4 руб/т.

Таблица 1

СМЕСЬ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СЕРОГО ЧУГУНА, содержащая барий, силикокальций, графит и ферросилиций, отличающаяся тем, что, с целью повышения длительности действия (живучес- и) смеси, предотвращения отбела и .снижения токсичности и пожаровэрывоопасности при использовании для отливок слож-г ной конфигурации, она содержит барий в виде силикобария и дополнительнокарбид кремния и ферротитан при следукяцем соотношении компонентов, ма с. %: . : Графит32-38 Силикокальций 5-9 Силикобарий 6-10 Карбид кремния 35-40 Ферротитан 0,1-1,0 Ферросилиций Остальное

7,5

8,0

8,0

32,0 35,0 38,0

30,0

46,5

5 7 9

Известная

Таблица 2

Таблица 3