СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ Советский патент 1972 года по МПК C22B9/18 

И 30 бретение относится к спецэлектрометаллургии.

Известен способ лолучания чугуна с шаровийной фор-мой графлта, сущность которого заключается в обработ1ке расплавленного чугуна модификаторами. В .качест1ве модификаторов используют элементы-сфероидкзаторы Mg, Са, Се, V и другие в твердом, жидком илч газообразном состоянии, комплексные моди фн-Каторы или лигатуры на основе Mg, Са и редкоземельных металлов. Хорошие результаты дает о бработка расллава лигатурами на основе кальция, обеспечивающая воаможность большого перегрева расплава, отсутствие плроэффекта и черных пятен в отлиаках. Обработку ра сплава ведут в ковшах, ллавильных агрегатах, в лрох1одяще,м потоке металла, причем обрабатывают или весь объем металла сразу, или довольно большой объем расплава. Во всех случаях стремятся перегреть радплав чугуна для увеличения степе|Ни усвоения модификатора и для технологичности лолучения отливок.

Недостатками такого опособа являются раздельные процессы плавления и лереграв с обработкой чугуна и обработка большого объема расплава, снижающая эффект модифицирования. Для получения чугупа по известному способу требуется специальный плавильный агрегат, слолшый по конструкции.

Цель изобретения - ускорение процесса модифицирования, более равномерное распределение модификатора по всему объему раюплаеа.

Поставленная цель достигается путем переплава в кристаллизаторе материалов за счет телла электрической дуги или шлаковой ванны. Капли расплавленного (металла собираются Б колильни1к, представляющий собой

графитовый или медный (водоохлаждаемый кристаллизатор. Во всех случаях происходит одновременные процессы плавления, перегрев и о бработка расплава. Процесс капельного переплава осуществляется с применением лромышленных установок для электродугового лереплава плавящимся электродом или электрошлаковых сварочных аппаратов для сварки ллавящимся электродом с мощными источника ми дуги. В качестве исх1одных материалов может ислользоваться 1порошковый электрод, состоящий из любых марок чугунов, леги,рующих добавок и модификатора и порошковые электроды или проволока из стали с наполнителями - графит, модификатор и легирую1щие добавки.

При электродуговом переплаве на конце электрода образуется капля расплавленного металла с температурой около 1800°С. При такой температуре наибольший эффект момодификаторов .на основе кальция, так как температура кипения кальция сыше, чем iVlg, Се, V и других элементов - сфероидизаторОБ. Температура плавления модификаторов на основе кальция близка к температуре плавления чугунов. Поэтому лри температуре капли одновремеино плавятся чугун и модификатор, последний равномерно распределен :По объему каели, тем самым создаются благоприятные условия для полной ее обработ1ки. При такой те1млературе реакции обессеривакия и раскисления металла протекают в десятки раз быстрее, чем при температурах расплава, свойственных известным способам получения чугуна с шаровидным графитом. За время прохождения капли через дуговой промежуто1К эти реакции почти протекают до конца и око1наа;Ш1М5.а,йчйва;ются с расплаве. ino & Hdcj K j KT:potjiHOTo металла защ,йш.е1На от о кисления- за счет образо1ва(ния болы11оЪо объе,ма {1вуоки1си углерода, образованной нри сгорании последнего и частичного раскисления металла. Кроме того, в капле легко образуется -карбид кальция и при условии переохлаждения расплава имеет первую модификацию, через которую идет образование шаровидного графита. Таким образом, в капле расплавленного металла создаются условия для зарождения графита с шаровидной формой, а капля максимально модИ|фици р ан а эле менто м -сф е ро идиз ато ром.

Попадая в копильник капли образуют расплав чугуна с температурой, близкой к температуре капель и поддерживаемой на поверхности теплом дуги. Здесь заканчиваются реакции рафинирования расплава, а большой перегрев о;ббспе.чивает жидкотакучесть его.

При электродуговом переплаве под слоем шлака сущность способа остается та же самая, что и при электродуговом переплаве, только ванна расплава дополнительно защиш;ена шлаком, что предотврашает интенсивное испарение модификатора с зеркала ванны.

Для наведения шлаковой ванны используются флюсы на основе Са и Si. Этот споico6 позволяет дополнительно обработать р-асплав модификатором за счет перех:ода его из шлака, произвести дегазацию распла1ва и переплавлять чугуны с повышенным содержанием серы.

При электрошлаковам переплаве температура капель электрода, плавящегося за счет тапла шлаковой ванны, зависит от длительности протекания тока через систему электродшлаковая ванна-металл. Таким образом, процесс модифицирования капель становится управляемым за счет изменения температуры шлаковой ванны. Капля, проходя шлаковую ванну, глубоко рафинируется, дополнительно обрабатывается модификатором за счет шлака и дегазируется. Такой же обработке подвергается распла|Б металла.

Необходимым условием для образования графита с шаровидной формой является переохлаждение расплава. Переохлаждение

р-асплава во всех трех случаях осуществляются за счет изменения скорости охлаждения его в кристаллизаторе или за счет введения в состав модификатора элементов, опособствующих этому.

Предмет изобретения

Способ получения чугуна с шаровидным графитом, заключающийся в обработке расплава модификатором, обеспечив а ющ.им эффект сфероидизации графита, отличающийся тем, что, с целью увеличения равномерности обработки расплава и увеличения степени модифицирования, обработку расплава ведут в процессе одновременного капельного переплава чугуна и модификаторов.