Способ обработки жидкого чугуна Советский патент 1992 года по МПК C21C1/00 

on

С

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок из серого чугуна. Цель изобретения - повышение прочности чугуна. Предложенный способ обработки жидкого чугуна включает выпуск из печи в ковш расплава чугуна, ввод в расплав первой порции ферросилиция в количестве 0,45-0,50 мае.%, затем расплав обрабатывают при переливе алюминием в количестве 0,01-0.02 мас.% в разливочном ковше, а вторую порцию ферросилиция в количестве 0,45-0,50 мас.% расплава чугуна вводят в форму при ее заполнении расплавом. Дополнительная обработка расплава чугуна AI и внутриформенная обработка ферросилицием позволяет повысить Ов в 1,33-1,36 раза. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при выплавке серого чугуна.

Цель изобретения - повышение прочности чугуна.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

При выпуске из печи в ковш расплава чугуна в него вводят первую порцию ферросилиция в количестве 0,45-0,50% от массы расплава в ковше. При переливе в разливочный ковш вводят алюминий в количестве 0,01-0,02 % алюминия от мэссвы чугуна в разливочном ковше для дегазации чугуна. После выдержки заполняют жидким чугуном литейные формы. При этом вводят вторую порцию ферросилиция в количестве 0,45-0,50% от массы металла в форме.

Использование шихты ковкого чугуна позволяет получить жесткий исходный расплав, содержащий около 80% марочного содержания углерода и 50% марочного содержания кремния. Осуществление второго этапа ввода ферросилиция в процессе заливки формы, т.е. в самый последний момент возможной обработки расплава, позволяет наиболее эффективно воздействовать на процесс графитизации чугуна. Кроме того, при вводе в расплав ферросилиция увеличивается содержание 02 в чугуне (он вносится с ферросилицием), что ухудшает качество металла. В результате введения алюминия на дополнительном этапе в качестве дегазирующего материала связываются газы 02 и N2. Кроме того, образовавшиеся оксиды и нитриды алюминия служат активными подложками дополнительных центров графитизации. Добавочный ввод алюминия способствует ускорению графитизации за Счет связывания адсорбированного азота в нитрид. Вследствие наличия мелкодисперсных нитридов AIN, увеличивая вязкость

а

СП

со

чэ

чугуна, уменьшается скорость роста кристаллов аустенита, затрудняя развитие в де- ндритах ветвей 2-го и 3-го порядка. В итоге при кристаллизации получается более мелкая структура.

Кроме того, связывание газов N2 и 02 устраняет опасность появления отбела, так как эти газы являются сильными кэрбидооб- разующими элементами,

Пример. Способ осуществляют, ис- пользуя шихту ковкого чугуна, а исходный расплав чугуна выплавляют дуплекс- процессом вагранка - электродуговая печь, Химический состав исходного и обработанного чугуна приведен в табл.1. Расплав чу- гуна при температуре 1480+10°С выпускают из электродуговой печи в раздаточный ковш и в ходе наполнения ковша вводят первую порцию материала, содержащего ферросилиций (FeSl с 75% SI) в количестве 0,45-0,5 % от массы жидкого чугуна в раздаточном ковше. Из раздаточного ковша расплав далее выдается в разливочные ковши автоматических формовочных линий и при наполнении разливочных ковшей вво- дят материал, способствующий дегазации расплава, а именно, алюминий в количестве 0,01-0,02% от массы чугуна в разливочном ковше. Из разливочных ковшей чугун разливают по формам, в которые помещена вто- рая порция материала, содержащего ферросилиций в количестве 0,45-0,5% от массы чугуна в форме. В качестве материала, содержащего ферросилиций, использовали FeSI-75%.

Способ обработки жидкого чугуна оценивают по величине отбела технологической пробы размером 100x50x20 мм, заливаемой в форму с металлической пли- той, и временному сопротивлению при растяжении образцов, изготовленных из цилиндрических заготовок диаметром 30 мм и длиной 340 мм, заливаемых в стержневую форму.

Числитель - химсостав исходного чугуна. Знаменатель - химсостав обработанного чугуна. Примечание. Во всех вариантах Fe остальное.

В табл.2 приведены результаты испытаний чугуна, полученного при различных режимах обработки жидкого чугуна. Из анализа табл.2 следует, что варианты 1-3 предложенного способа оптимальны. При сохранении среднего количества алюминия, но при изменении количества введенного ферросилиция не обеспечивается получение повышенного предела прочности чугуна и отсутствие отбела. Введение ферросилиция более 1,0% ведет к округлению и увеличению размеров графита в структуре и соответственно к снижению прочности. Введение ферросилиция менее 0,9% ведет к замедлению графитизации и появлению в структуре цементита, т.е. к отбелу, а также к потере прочности чугуна. Присутствие более 0,02% алюминия ведет к появлению в структуре крупных, грубой формы неметаллических включений и к укрупнению самого графита, что ведет к снижению показателей свойств. Присутствие менее 0,01% алюминия ведет к уменьшению количества дополнительных подложек для зародышей графита, что замедляет ход графитизэции и ведет к появлению отбела и ухудшению структуры чугуна.

Как следует из табл.1 и 2, дополнительное модифицирование расплава AI и внутри- форменная обработка расплава чугуна ферросилицием в предложенном способе позволили повысить предел прочности чугуна при растяжении.

Формула изобретения

Способ обработки жидкого чугуна, включающий ввод в расплав двумя порциями ферросилиция, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности чугуна, первую порцию ферросилиция вводят в раздаточный ковш в количестве 0,45-0,50 мае. % от массы расплава в ковше, а вторую - при заливке в литейную форму в количестве 0.45-0,50 мас.% от массы металла в форме и дополнительно вводят алюминий в количестве 0,01-0,02 мас.% чугуна при заливке расплава в разливочный ковш.

Таблица 1

Содержание марочного кремния в исходном чугуне, выраженное в десятых долях от

конечного по ГОСТу содержания, которое принимается за 1. Содержание марочного кремния в исходном чугуне, выраженное в мае. %.

Таблица 2