Смесь для модифицирования чугуна Советский патент 1990 года по МПК C21C1/08 C22C35/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам модификаторов для серого чугуна с пластинчатым графитом, выплавляемого в вагранках и электропечах.

Целью изобретения является уменьшение отбела и увеличение длительности действия модифицирующего эффекта.

Предлагаемая смесь для модифицирования чугуна содержит ферросилико- хром, силикомарганец и отходы электродного производства при следующем соотношении компонентов, мае.:

ферросиликохром 40-65

Силикомарганец 20-45

Отходы электродного

производства10-20

Предлагаемую смесь приготавливают из дробленых или гранулированных компонентов, причем фракция ферросиликохрома и силикомарганца должна быть 2-20 мм з зависимости от металлоемкости ковша, отходы электродного производства - в виде порошка фракцией 0,2-1 мм, что обеспечивает наиболее эффективное усвоение их в расплаве чугуна.

Гранулированный ферросиликохром ФСХ20 и ФСХ26 используют для ввода в состав исходного чугуна хрома и кремния, который обладает двойствен- гным действием: графитизирующим и кар- бидообразукмцим. При введении в смесь менее 40 мас.% ферросиликохрома в чугун переходит недостаточное количество хрома и это мало влияет на улучшение квазиизотропии чугуна и прочностных свойств. Повышение содержания ферросиликохрома (более 65 мае.%}

315

приводит к увеличению отбела и снижению прочностных свойств чугуна.

-.Содержание в смеси силикомарганца в пределах мас.% выполняет двоякую роль: как один из активных пер- литизаторов марганец способствует повышению механических свойств чугуна, а также улучшению усвоения и распределения графита в рг сплаве чугуна

Верхний предел содержания силикомарганца в смеси определяется влиянием марганца препятствовать графи- тообразованию, что влечет за собой увеличение склонности к отбелу чугу- На в тонких сечениях отливок. Нижний предел определяется способностью силикомарганца воздействовать на прочностные свойства чугуна.

Отходы электродного производства вводятся в состав смеси для снижения отбела, повышения длительности эффекта модифицирования и улучшения распределения включений графита.

Положительное влияние графита на микроструктуру и свойства чугуна начинает проявляться при содержании в смеси более 10 мас.% отходов графитового производства.

Увеличение их содержания в смеси (более 20 мас.%) прИЕзодит к повышению размеров графитовых включений в структуре чугуна и снижению его механических свойств.

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава производят испытания. Плавку чугуна проводят в высокочастотной индукционной печи с кислой набивной футеровкой емкостью 60 кг. В качестве исходных шихтовых материалов используют литейный и передельный чугуны,, отходы углеродистой стали и чугунный лом. После расплавления шихтовых материалов расплав чугуна в печи перегревают до 1450°С и выдерживают в течение 5 - 10 мин.

Эффективность модифицирования чугна известной и предлагаемой смесями определяют по величине отбела в изломе клиновой пробы, отливаемой в песчано-глинистую форму, охлаждаемую с одной стороны массивным холодильником, а также механические свойства чугуна. Модифицирование (величина добавки смеси 0,8%) и выдержку чугуна проводят в тигле индукционной печи при 13бО-1380°С. Модифицируют чугун, содержащий, мас.%: углерод 3,0-3,2;

5

0

5

Q

0

5

0

5

0

5

кремний 1,5-1,6; марганец 0,6-0,8; фосфор 0,95-0,1; сера 0,05-0,1.

Отбор жидкого чугуна для заливки форм производят через 5 мин.

Состав апробированных модификаторов, величина отбела и длительность эффекта модифицирования приведены в табл. 1-2.

Как видно из результатов испытаний, известная смесь (составы 1 и 2) обладает более высокой отбеливающей способностью, а живучесть модифицирующего эффекта составляет не более 5 мин. Предлагаемая смесь (составы -6, 9, Ю, 13, при соотношении компонентов в предлагаемых пределах обладает меньшей отбеливающей способностью на 20-25%, живучесть модифицирующего эффекта составляет более 15 мин, но при этом механические свойства чугуна увеличиваются: прочность на 10-15% и твердость на 5-10%.

Введение в состав предлагаемой смеси отходов графитового производства менее 10 мас.% (состав 12) снижает длительность эффекта модифицирования. Введение в смесь ферросилико- хрома и силикомарганца ниже рекомендуемых пределов (состав 3, 8) снижает прочность и длительность эффекта модифицирования .

Введение силикомарганца и ферро- силикохрома выше рекомендуемых пределов (составы 7, 11) приводит к увеличению отбеливаемости.

При использовании предлагаемой смеси увеличивается длительность эффекта модифицирования, отбел уменьшается на 20-25% и снижается стоимость смеси за счет применения силикомарганца.

Формула изобретения

Смесь для модифицирования чугуна, содержащая ферросиликохром и марга- нецсодержащий компонент, отличающаяся- тем, что, с целью уменьшения отбела и увеличения длительности действия модифицирующего эффекта, она дополнительно содержит отходы электродного производства, а в качестве марганецсодер жащего компонента - силикомарганец при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Ферросиликохром 0-65

Силикомарганец

Отходы электродного

производства10-20

Таблица 1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам модификаторов для серого чугуна с пластинчатым графитом, выплавляемого в вагранках и электропечах. Цель изобретения - уменьшение отбела и увеличение длительности модифицирующего эффекта. Смесь для модифицирования чугуна содержит, мас.%: ферросиликохром 40-65

силикомарганец 20-45

отходы электродного производства 10-20. Применение смеси позволяет на 20-25% снизить отбеливаемость чугуна и увеличить длительность модифицирующего эффекта более чем на 10 мин. 2 табл.

Таблица 2

ззо

-330 320 290

250 245 225

8

IY--.

Продолжение табл.2

19 13 11 11

20 15

11

11,5

21 15 11 12

21 16 12 13