Способ модифицирования чугуна Советский патент 1982 года по МПК C21C1/00 

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к обработке расплавов чугуна перед сливом его из печи. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффек является способ модифицирования и легирования чугуна азотом путем продувки его азотсодержащими веществами, когда азотсодержащие вещества вводят с дутьевым возду хом непосредственно в плавильную печь 1 . Недостатком известного способа является низкая эффективность модифицирования, выз ванная сложностью технического осуществления ввода азотсодержащих веществ в дутьевой воздух. Недостаточная стабильность процесса во времени приводит к снижению физ ко-механических свойств выплавленного чугу на, а неравномерная подача азотсодержащих веществ определяет высокую склонность чугуна к отбеливанию. Цель изобретения - увеличение эффективности модифицирования, поввщюние физикомеханических свойств металла и уменьщение отбела. Поставленная цель достигается тем, что в способе модифицирования чугуна в печи, включающем ввод реагентов и продувку га,зами жидкого чугуна, в выплавленный в печи чугун вводят низкозольный ( 3% золы) углеродсодержащий материал фракции 1-3 мм в количестве 0,1-0,3% от веса металла, вьщерживают расплав в печи 3-8 Mmij после чего продувают предварительно осущен-вым воздухом 1-2 мин. Способ осуществляется следующим образом Углеродсодержащий материал фракции 1-3 мм в количестве 0,1-0,3% от веса жидкого металла вводят в печь и выдерживают в печи 3-8 мин, после чего расплав продувают пр1едварительно осущенным воздухом 1-2 мин. Больщая часть углеродсодержащего материала в процессе вьщержки в печи 38 мин растворяется. При этом получают включения графита pa3MejpaMR 10-100 мкм. Такие включения графита обеспечивают интенсивное зародышеобразование в процессе

кристаллизации чугуна. Однако некоторая часть недорастворившегося графита вызывает огрубление структуры литого чугуна и снижает эффективность применения графита, как модификатора. Для интенсификации процесса растворения, гомогенизации расплава его продувают 1-2 мин предварительно осушенным воздухом. Сочетание таких технологических приемов обеспечивает эффективное модифицирование, снижающее отбел и повышение физико- механические свойства чугуна. Способ отличается простотой и стабильностью процесса.

Ввод более 0,3% углеродсодержащ го материала в расплав, выдержка менее 3 мин. и последующая продувка воздухом менее 1 мин не обеспечивают растворения графита, приводят к образованию крупных включений графита в чугуне, огрублению структуры и снижению механических свойств.

Ввод менее 0,1% углеродсодержащего материала, вьщержка более 8 мин и продувка более 2 мин приводят к такому растворению графита, когда зародышеобразующий эффект включений графита частично исчезает и модифицирующий эффект снижается.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять модифицирование в плавильных печах без использования дополнительных специальных приспособлений для ввода азотсодержащих веществ.

Пример. Способ реализован на примере модифицирования чугуна состава: С 3,0% Si 2,0% электродным графитом фракции 1,0-3,0 мм в количестве 0,2% от веса металла. Выдерживают расплав в печи 6 мин после чего производят продувку предварительно осушенным воздухом 1,5 мин. После этого металл сливают в ковш. Затем удаляю шлак и производят заливку стандартных образцов 1IJ мехпиическис испьпамни мри 1350°С. Предел прочности при растяжении образцов состапляет 20 22 кг/мм, при и:)гибе 39-42 кг/мм , стрела прогиба 3,1-3,3 мм, твердость 178-205 единиц по Ьрииелю.

Предлагаемый способ позволяет уменьшить отбел в отливках на 70%, повысить физикомеханические свойства металла на 10 15%, стабильность свойств модифицированного чугуна и упростить технологический процесс модифицирования.

Ожвдаемый экономический эффект от внедрения способа в условиях литейного цеха за счет сокращения брака литья по отбелам, повышения стабильности физико-механических свойств литого металла на 20% по предварительным расчетам составит 15-20 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Способ модифицирования чугуна в печи, включающий ввод реагентов и продувку жидкого чугуна газами, отлнча ющийс я тем, что, с целью увеличения эффективности модифицирования, повышения физикомеханических свойств металла и уменьшения отбела, в выплавленный в печи чугун вводят низкозольный ( 3% золы) углеродсодержаиий материал фракции 1-3 мм в количестве 0,1-0,3% от веса металла, выдерживают расплав в печи 3-8 мин, после чего продувают предварительно осзтиенным воздухом 1-2 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №318627, к-л. С 21 С 1/00, 1971.