Способ получения чугуна с шаровидным графитом Советский патент 1993 года по МПК C21C1/10 

ел

с

Использование: обработка больших масс чугуна сфероидизирующими присадками в ковше непосредственно перед заливкой в формы. Сущность: выплавленный чугун разливают в ковш, оборудованный под продувку, и проводят сфероидизирующее модифицирование мелкодисперсной маг- нийсодержащей смесью в количестве 0,9- 1,3% от массы чугуна. Смесь приводится во взаимодействие с расплавом путем, подачи газа в объем смеси горизонтальным потоком, равномерно распределенным по толщине под давлением, превышающем давление столба металла на 0,1-0,2 атм. Положительный эффект-уменьшение пироэф- фекта, снижение расхода модификатора, возможность начать модифицирование через продолжительное время после разливки металла в ковш. 1 табл:

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам обработки больших масс сфероидизирующими присадками в ковше непосредственно перед заливкой в формы.

Цель изобретения - уменьшение пиро- эффекта, снижение расхода модификатора и фиксирование начала модифицирования.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения чугуна с шаровидным графитом, включающему плавку чугуна, заливку его в ковш, а полость которого предварительно помещена мелкодисперсная магнийсодержащая смесь, и сфероидизирующее модифицирование расплава с одновременной подачей газа под уровень расплава, в качестве мелкодисперсной магний- содержащей смеси используют смесь порошков магния фракцией 0,05-0,1 мм, ферросилиция фракции 0,05-1,0 мм и инертного наполнителя фракции 0,05-1.0 мм в количестве 0,9-1,3% от массы расплава, а газ подают в объем смеси горизонтальным потоком, равномерно распределенным по ее толщине под давлением, превышающем давление столба металла на 0,1-0,2 атм.

Использование в способе получения чугуна с шаровидным графитом для сфероидизиру- ющего модифицирования мелкодисперсной магнийсодержащей смеси в количестве 0,9- 1,3% от массы жидкого металла позволяет

VJ

Ю ЧЭ О

О

уменьшить пироэффект и регулировать начало реакции модифицирования.

Используется модифицирующая смесь, состоящая из порошка магния фракции 0,05-0,1 мм, порошка ферросилиция фрак- ции 0,05-1 мм и наполнителя - магнезита (либо кварцита, графита и т. д.) фракции 0,05-1 мм. Данная смесь не требует защитного покрытия для замедления реакции модифицирования. Сама по себе она не вступает в реакцию металла и может находиться под слоем этого металла длительное время, Для того .чтобы привести модифицирующую смесь в движение, включают подачу газа в объем смеси горизонтальным потоком равномерно распределенным по ее толщине. При таком подводе газа смесь взаимодействует с металлом не сразу, а посте- пенно, послойно сверху вниз, что определяет спокойное протекание процес- са без пироэффекта. Подача газа через дни- ,ще ковша, как обычно поступают при продувке, невозможна, так как при этом вся смесь всплывает на поверхность металла и сгорает с большими потерями магния.

В качестве газа может использоваться осушенный сжатый воздух, азот, аргон. Расход газа 0,05-0,1 м на 1 т расплава при давлении, превышающем давление столба металла в ковше на 0,1-0,2 атм. Это дзвле- ние оптимально при продувке горизонтальным потоком и не вызывает интенсивного перемешивания. При таком давлении газа частицы магния отделяются от других составляющих смеси и взаимодействуют с расплавом чугуна, модифицируя его. Происходит как бы ворошение смеси газом. Подачу газа включают на время процесса модифицирования.

При обработке расплава количеством модифицирующей смеси, меньшим 0,9%, не происходит полной глобуляризации графита из-за недостаточного количества модификатора. Обработка расплава количеством модификатора, большим чем 1,3%, приво- дит к неоправданно высокому расходу модификатора, а в ряде случаев к увеличению карбидной составляющей в структуре чугуна, что приводит к понижению пластических свойств металла, В этом случае оказывается карбидообразующее действие большого количества магния, входящего в состав смеси.

Предлагаемый способ позволяет модифицировать большие массы чугуна, уменьшая

до минимума время модифицированием и заливкой в формы, что позволяет получать шаровидную форму графита в массивных узлах отливок.

Оценку эффективности использования способа получения чугуна с шаровидным графитом проводили в сравнении с известным способом-прототипом. Критерием сравнения служили расход модифицирующей присадки и предел прочности при разрыве при разной толщине стенки отливки.

Для этой цели взяли исходный чугун, выплавленный в индукционной 1-тонной печи, следующего химического состава, мае. %: углерод 3,6-3,9; кремний 1,5-2,0; марганец 0,3- 0,6; сера 0,02-0,04; фосфор 0,04-0,06. Расплав перегревали до 1440°С, выдерживали в печи 10 мин, затем удаляли шлак и сливали в ковш, на дне которого в камере модифицирования находилась мелкодисперсная магнийсодержащая смесь. После заполнения ковша металлом включали подачу газа на несколько секунд при давлении газа, превышающем давление столба металла на 0,1 атм.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Из сравнения предлагаемого и известного способов видно, что первый позволяет значительно снизить расход магнийсодержащей смеси, не ухудшая, а в некоторых случаях и повышая, предел прочности на разрыв.

Формула изобретения Способ получения чугуна с шаровидным графитом, включающий плавку чугуна, заливку его в ковш, в полость которого предварительно помещена мелкодисперсная магнийсодержащая смесь, и сфероидизирую- щее модифицирование расплава с одновременной подачей газа подуровень расплава, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пироэффекта, снижения расхода модификатора и обеспечения фиксирования начала модифицирования, в качестве мелкодисперсной магнийсодержащей смеси используют смесь порошков магния фракции 0,05-0,1 мм, ферросилиция, фракции 0,05-1 мм и инертного наполнителя фракции 0,05-1 мм в количестве 0,9-1,3% от массы расплава, а газ подают в объем смеси горизонтальным потоком, равномерно распределенным по ее толщине под давлением, превышающем давление столба металла на 0,1-0,2 атм.