CS246924B1

CS246924B1 - Additive for modification of ductile cast iron by the pouring method

Info

Publication number: CS246924B1
Application number: CS869883A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Buksa; Alois Kunz; Eduard Zavadil; Josef Halasta
Original assignee: Jaroslav Buksa; Alois Kunz; Eduard Zavadil; Josef Halasta
Priority date: 1983-11-23
Filing date: 1983-11-23
Publication date: 1986-11-13

Abstract

Předmětem řešení je přísada k modifikaci tvárné litiny polévací metodou ve zpracovací pánvi modífikační předslitinou, obsahující více než 30 % hmotnosti prachových podílů velikosti od 0,01 mm do 5 mm, při které se k zabránění tvorby spečeného slitku z prachové modífikační předslitiny použije přísady z čistého hořčíku nebo jeho slitin s minimálním obsahem 80 % Mg jako je například elektron. Přísada drobné frakce se smíchá s modífikační předslitinou nebo se tato uvedenou přísadou podsype.The subject of the solution is an additive for modifying ductile iron by pouring method in a processing ladle with a modification master alloy, containing more than 30% by weight of dust particles of size from 0.01 mm to 5 mm, in which, to prevent the formation of a sintered ingot from the powder modification master alloy, additives of pure magnesium or its alloys with a minimum content of 80% Mg, such as electron, are used. The fine fraction additive is mixed with the modification master alloy or is sprinkled with the said additive.

Description

Vynález se týká modifikace tvárné litiny polévací metodou ve zpracovací pánvi za použití hořčíkové modifikační předslitiny, jako je například FeSiMg obsahující větší množství prachových podílů vyskytujících se nejčastěji jako podsítná frakce, nebo zbytkové podíly ve skládkách.The invention relates to the modification of ductile iron by the pouring method in a processing ladle using a magnesium modification master alloy, such as FeSiMg containing a large amount of dust particles occurring most often as an under-screen fraction or residual particles in landfills.

Při výrobě tvárné litiny polévací metodou bylo často snahou použití předslitiny pro modifikaci, jako je například ferosiliciummagnesium v zrnění do 5 mm, která bývá případně doplněna grafitizačnim očkovadlem. Uvedená modifikační předslitina se uložila na dno zpracovací pánve a přikryla se ochranným materiálem jako je ocelový nebo litinový odpad, litinová nebo ocelová víka apod., který omezuje účinky bouřlivé reakce. Modifikační předslitina drobného zrnění do 5 mm po zalití kovem se však spékala v jednotlivý slltek, který nebyl schopen v potřebně krátké době přejít do plynné fáze a modifikovat zpracovávaný kov. Tím docházelo k nedostatečnému využiti modifikační předslitiny, vznikalo nebezpečí tvorby nevyhovujícího tvaru grafitu a nevyhovující struktury tvárné litiny, což mělo za následek výrobu se zvýšenou zmetkovitosti. Navíc spečený slitek modifikační předslitiny přilnul k vyzdívce na dně pánve, kterou bylo potom nutno nákladně opravovat. Případné prodlužování doby modifikace, aby se maximálně využilo účinků modifikační předslitiny bylo neúčelné, nebot po překročení určité časové hranice docházelo k rychlému odeznívání účinků modifikace, která má stejně nepříznivý vliv na kvalitu litiny, jak je uvedeno.In the production of ductile iron by the pouring method, it was often attempted to use a master alloy for modification, such as ferrosiliconmagnesium with a grain size of up to 5 mm, which is sometimes supplemented with a graphitizing inoculant. The said modification master alloy was placed on the bottom of the processing ladle and covered with a protective material such as steel or cast iron scrap, cast iron or steel lids, etc., which limits the effects of a violent reaction. However, the modification master alloy with a fine grain size of up to 5 mm after pouring with metal sintered into a single slag, which was not able to pass into the gas phase in the required short time and modify the processed metal. This resulted in insufficient use of the modification master alloy, and there was a risk of the formation of an unsatisfactory graphite shape and an unsatisfactory ductile iron structure, which resulted in production with an increased scrap rate. In addition, the sintered ingot of the modification master alloy adhered to the lining at the bottom of the ladle, which then had to be repaired at great expense. Any extension of the modification time in order to make maximum use of the effects of the modification master alloy was inexpedient, because after a certain time limit, the effects of the modification quickly faded away, which had the same adverse effect on the quality of the cast iron, as stated.

Při zpracování FeSiMg, stejně jako při dopravě a skladováni vzniká značně množství drobného až prachového odpadu, jehož průmyslové zpracování na potřebnou běžně užívanou zrnitost nad 8 mm, je nákladné. Tento podsítný odpad FeSiMg, obsahující v převážné míře drobné zrnění do 5 mm zůstává proto nevyužit.During the processing of FeSiMg, as well as during transport and storage, a considerable amount of fine to dusty waste is generated, the industrial processing of which to the required commonly used grain size of over 8 mm is expensive. This under-screened FeSiMg waste, containing predominantly fine grain sizes up to 5 mm, therefore remains unused.

Uvedené nedostatky řeší-přísada pro modifikaci tvárné litiny polévací metodou ve zpracovací pánvi pro časový interval do 120 sekund, hořčíkové modifikační předslitině, jako je např. FeSiMg, obsahující více než 30 % hmotnosti prachových podílů od 0,01 mm do 5 mm, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořena drobnou frakcí čistého hořčíku nebo jeho slitin s minimálním obsahem 80 % hmotnosti hořčíku, výhodně elektronu, a to v množství do 0,001 % hmotnosti zpracovávaného kovu.The above-mentioned shortcomings are solved by an additive for modifying ductile iron by pouring method in a processing ladle for a time interval of up to 120 seconds, a magnesium modification master alloy, such as FeSiMg, containing more than 30% by weight of dust particles from 0.01 mm to 5 mm, according to the invention, the essence of which lies in the fact that it is formed by a small fraction of pure magnesium or its alloys with a minimum content of 80% by weight of magnesium, preferably electron, in an amount of up to 0.001% by weight of the metal being processed.

Hořčíková frakce, tvořící přísadu podle vynálezu ve zpracovací pánvi přechází vzhledem k vysokému obsahu hořčíku do plynné fáze po zalití kovem dříve, než očkovací předslitina. Prachové podíly předslitiny jsou vynikajícím varem a plynnou fází hořčíkové frakce během modifikace natolik narušovány, že nemůže dojít k jejich vzájemnému spečení ve slitek. Tím dochází k úplnému využití modifikační předslitiny pro modifikaci litiny bez následného nežádoucího znehodnocování vyzdívky zpracovací pánve tvorbou slitků. Modifikovaná litina tímto způsobem za použití prachového odpadu modifikační předslitiny dosahuje stejných výsledných hodnot jako postupem, při němž je použito kusové předslitiny o zrnitosti nad 5 mm. Řešení podle vynálezu umožňuje zužitkování podsítných a jiných prachových podílů modifikační předslitiny.The magnesium fraction forming the additive according to the invention in the processing ladle passes into the gas phase after pouring with metal earlier than the seeding master alloy due to its high magnesium content. The dust fractions of the master alloy are disturbed by the excellent boiling and gas phase of the magnesium fraction during modification to such an extent that their mutual sintering into an ingot cannot occur. This results in the complete use of the modification master alloy for the modification of cast iron without subsequent undesirable deterioration of the lining of the processing ladle by the formation of ingots. The modified cast iron in this way using the dust waste of the modification master alloy achieves the same final values as in the process in which a lump master alloy with a grain size of over 5 mm is used. The solution according to the invention enables the utilization of under-screened and other dust fractions of the modification master alloy.

Přísada pro modifikaci tvárné litiny podle tohoto vynálezu byla po ověření zavedena do provozního využívání. Bylo postupováno tak, že elektronové třísky, v množství kolem 0,0005 % hmotnosti zpracovávaného kovu se uložily na dno zpracovací pánve, přikryly se odpovídajícím množstvím podsítného FeSiMg, obsahujícího asi 80 % hmotnosti prachové frakce, případně smíchané s grafitizačnim FeSi. Pro snížení účinků bouřlivé reakce se zasypala modifikační předslitina třískami z tvárné litiny a mírně se upěchovala. Jako příklad jsou uváděny dvě tavby A a B provedené v 5t obloukové peci. Kov byl vždy rozlit do dvou zpracovacích pánví, přičemž tavba A byla připravena ve zpracovací pánvi, v jejímž dně byla upravena komůrka pro uložení předslitiny a u tavby B byla použita zpracovací pánev bez komůrky.The additive for modifying ductile iron according to this invention was introduced into operational use after verification. The procedure was that electron chips, in an amount of about 0.0005% by weight of the metal being processed, were deposited on the bottom of the processing ladle, covered with a corresponding amount of sub-sieved FeSiMg, containing about 80% by weight of the dust fraction, possibly mixed with graphitizing FeSi. To reduce the effects of the turbulent reaction, the modification master alloy was covered with ductile iron chips and slightly compacted. Two melts A and B carried out in a 5t arc furnace are given as an example. The metal was always poured into two processing ladles, with melt A being prepared in a processing ladle, in the bottom of which a chamber was arranged for storing the master alloy, and for melt B a processing ladle without a chamber was used.

Před uložením do pánve se modifikační hořčíková předslitina může smíchat, nebo se může podsypat přísadou podle vynálezu.Before being placed in the ladle, the modified magnesium master alloy may be mixed with, or sprinkled with, the additive of the invention.

tavba A melting A tavba B melting B Vsázka: surové železo Charge: pig iron 2 100 kg 2,100 kg 2 100 kg 2,100 kg vratný materiál returnable material 2 000 kg 2,000 kg 2 200 kg 2,200 kg ocelový šrot steel scrap 300 kg 300 kg 800 kg 800 kg Zpracované množství kovu ve zpracovací pánvi Processed amount of metal in the processing ladle 2 100 kg 2,100 kg 2 300 kg 2,300 kg Hořčíková předslitina Magnesium master alloy podsltný odpad 80 % hmotnosti prach, podílů subsalt waste 80% by weight dust, fractions 40 kg 40 kg 50 kg 50 kg Grafitizační FeSi Graphitis FeSi - - 10 kg 10 kg Elektron - třísky * Electron - chips * 12 g 12 grams 15 g 15 grams Odpichová teplota kovu Metal tapping temperature 1 480 °C 1,480°C 1 490 °C 1,490°C

(ponorně)(submersible)

Výsledné hodnoty:Resulting values:

zbytkový hořčík (% hmot. kovu) 0,044 0,068 pevnost (MPa) 565 593 tažnost (») 14,6 12,3residual magnesium (% wt. of metal) 0.044 0.068 strength (MPa) 565 593 ductility (») 14.6 12.3

Obě tavby plně vyhověly ČSN 42 2305, která předepisuje pevnost min. 500 MPa, tažnost min. 7 % rozměrového prodloužení a tvrdost 170 až 240 HB.Both castings fully complied with ČSN 42 2305, which prescribes a strength of at least 500 MPa, a ductility of at least 7% of dimensional elongation and a hardness of 170 to 240 HB.

Claims

An additive for modifying ductile cast iron by a ladle method in a treatment pan within a time interval of up to 120 seconds, to a magnesium modification master alloy, such as FeSiMg, containing more than 30% by weight of dust fractions from 0.01 mm to 5 mm a small fraction of pure magnesium or its alloys with a minimum content of 80% by weight of magnesium, up to 0.001% by weight of the metal to be treated.