ES2864151T3 - Inoculante de fundición gris - Google Patents

Abstract

Un inoculante de ferrosilicio para hierro colado, caracterizado por que consiste en de un 40 % a un 90 % en peso de silicio; de un 0,1 % a un 4 % en peso de estroncio; menos de aproximadamente un 0,35 % en peso de calcio; de un 2,0 % a un 10,0 % en peso de aluminio; de un 0,1 % a un 10 % en peso de zirconio, y siendo el resto hierro, con impurezas residuales en la cantidad habitual.

Description

DESCRIPCIÓN

Inoculante de fundición gris

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a la fabricación de hierro colado y, más en particular, a un inoculante para fundición gris para mejorar las propiedades generales del mismo.

El hierro colado se produce normalmente en un cubilote o en un horno de inducción y por lo general tiene aproximadamente de un 2 a un 4 por ciento de carbono. El carbono se mezcla íntimamente con el hierro y la forma que adopta el carbono en el hierro colado solidificado es muy importante para las características del hierro colado. Si el carbono adopta la forma de carburo de hierro, el hierro colado se denomina fundición blanca y presenta las características físicas de ser dura y frágil, lo que no es deseable en determinadas aplicaciones. Si el carbono adopta la forma de grafito, el hierro colado es blando y mecanizable y se denomina fundición gris.

El grafito puede encontrarse en el hierro colado en forma de escamas o en forma vermicular, nodular o esférica y variaciones de las mismas. La forma nodular o esférica produce la forma más resistente y más dúctil del hierro colado.

La forma que adopta el grafito así como la cantidad de grafito con respecto al carburo de hierro se pueden controlar con determinados aditivos que promueven la formación de grafito durante la solidificación del hierro colado. Estos aditivos se denominan inoculantes y su adición al hierro colado se denomina inoculación. En la producción de hierro colado, las fundiciones se ven constantemente afectadas por la formación de carburos de hierro en secciones finas de las piezas fundidas. La formación de carburo de hierro es causada por el rápido enfriamiento de las secciones finas en comparación con el enfriamiento lento de las secciones gruesas de la pieza fundida. La formación de carburo de hierro en un producto de hierro colado se denomina en el gremio "solidificación blanca". La formación de solidificación blanca se cuantifica midiendo la "profundidad de temple" y el poder de un inoculante para prevenir la solidificación blanca y reducir la profundidad de temple es una manera conveniente para medir y comparar el poder de los inoculantes.

Debido al desarrollo de la industria, existe la necesidad de materiales más resistentes. Esto significa más aleaciones con elementos que promueven la formación de carburos tales como Cr, Mn, V, Mo, etc., y secciones más finas de las piezas fundidas y diseños más ligeros de las piezas fundidas. Así pues, existe la necesidad constante de desarrollar inoculantes que reduzcan la profundidad de temple y que mejoren la capacidad de mecanización de la fundición gris.

Puesto que no se comprende por completo la química exacta ni el mecanismo de inoculación ni por qué los inoculantes actúan como lo hacen, una gran parte de la investigación se dirige a la provisión de un nuevo inoculante para la industria.

Se cree que el calcio y otros elementos concretos suprimen la formación de carburo de hierro y promueven la formación de grafito. La mayor parte de los inoculantes contiene calcio. La adición de estos supresores de carburo de hierro se facilita a menudo mediante la adición de una aleación de ferrosilicio y probablemente las aleaciones de ferrosilicio de mayor uso son la aleación alta en silicio que contiene de un 75 % a un 80 % en peso de silicio y la aleación baja en silicio que contiene de un 45 % a un 50 % en peso de silicio.

La patente de Estados Unidos n.° 3527597 descubrió que se obtenía un buen poder de inoculación con la adición de entre aproximadamente un 0,1 % y un 10 % en peso de estroncio a un inoculante con silicio que contenía menos de aproximadamente un 0,35 % en peso de calcio y hasta un 5 % en peso de aluminio.

En la patente de Estados Unidos n.° 4749549 se proporcionó un inoculante que consistía esencialmente en aproximadamente de un 15 % a un 90 % en peso de silicio, aproximadamente de un 0,1 % a un 10 % en peso de estroncio, menos de aproximadamente un 0,35 % en peso de calcio, hasta aproximadamente un 5 % en peso de aluminio, no más de un 30 % en peso de cobre, uno o más aditivos seleccionados entre aproximadamente de un 0,1 % a un 15 % en peso de zirconio y aproximadamente de un 0,1 % a un 20 % en peso de titanio, siendo el resto hierro, con impurezas residuales en la cantidad habitual.

Asimismo, en la patente de Estados Unidos n.° 4666516 se proporciona un método de preparación de un inoculante para hierro colado mediante la adición de un material rico en estroncio y un material rico en uno o más aditivos seleccionados entre zirconio, titanio solo o combinado con un ferrosilicio fundido bajo en calcio a una temperatura suficiente y durante un periodo de tiempo suficiente para conseguir la cantidad deseada de estroncio en el ferrosilicio.

El documento US 2280286 A divulga un método y un agente adecuados para el tratamiento de acero y hierro fundido con el fin de promover una estructura de grano fino. Se puede añadir Al, combinado con otros componentes tales como B y/o Be, para mejorar el afino del grano en el acero.

El inoculante Superseed® Extra (una aleación de ferrosilicio con un 1,0-1,5 % en peso de Zr, un 0,6-1,0 % en peso de Sr, un máximo de un 0,1 % en peso de Ca y menos de un 0,5 % en peso de Al) se ha usado con éxito durante varios años para producir piezas fundidas de hierro gris con paredes finas y gran resistencia.

Sin embargo, para algunos hierros colados es deseable aumentar el contenido de aluminio del hierro colado hasta al menos un 0,01 % en peso a fin de reducir la solidificación blanca en piezas fundidas de hierro gris con paredes finas. Para conseguir esto, se ha añadido el inoculante Alinoc® (una aleación de ferrosilicio con un 3,5-4,5 % en peso de Al y un 0,5-1,5 % en peso de Ca) al hierro colado en la cuchara de transferencia con el fin de aumentar el contenido de aluminio del hierro colado seguido de la adición del inoculante Superseed® Extra en la cuchara de colada con el fin de reducir la solidificación blanca en piezas fundidas de hierro gris con paredes finas de nueva generación.

Sin embargo, se ha demostrado que esto crea problemas debido a la acumulación de escoria en la unidad de colada probablemente causada por el alto contenido de calcio en el inoculante Alinoc®. Así pues, la unidad de colada solo se puede usar para un número limitado de baños de hierro colado y, por tanto, aumentan los costes de producción de los productos de hierro colado. Por consiguiente, existe la necesidad de un inoculante con un contenido mayor de aluminio y un contenido bajo de calcio que se pueda usar como único inoculante añadido al hierro colado en la cuchara de transferencia, en la unidad de colada o en el chorro líquido de hierro colado.

Sumario de la invención

Se ha descubierto que el control del contenido de aluminio es crucial para la producción de piezas fundidas de hierro gris sin solidificación blanca. La solidificación blanca se refiere al modo en el que el diseño de la pieza fundida promueve la formación de carburo de hierro en la microestructura de la pieza fundida, una condición no deseada la mayoría de las veces.

Se ha descubierto además que se pueden producir hierros de alta resistencia controlando también el aluminio. Asimismo, se ha descubierto que la reducción de la cantidad de calcio en el inoculante a menos de un 0,5 % en peso es crucial para disminuir la acumulación de escoria en la unidad de colada. Se ha descubierto que añadiendo aluminio a un inoculante que tiene poco o nada de calcio e inoculando el hierro gris fundido en la cuchara de transferencia o en la unidad de colada, disminuye la solidificación blanca en piezas fundidas con paredes finas y se reduce, al mismo tiempo, la cantidad de escoria acumulada en la cuchara de transferencia y en la unidad de colada.

El inoculante de la presente invención se puede definir como un inoculante de ferrosilicio para hierro colado que consiste en de un 40% a un 90% en peso de silicio; de un 0,1 % a un 4% en peso de estroncio; menos de aproximadamente un 0,35 % en peso de calcio; de un 1,5 % a un 10 % en peso de aluminio; de un 0,1 % a un 10 % en peso de zirconio; y siendo el resto hierro, con impurezas residuales en la cantidad habitual.

El inoculante de la presente invención se añade de manera adecuada a la fundición gris líquida en la cuchara de transferencia, siendo la cuchara de transferencia el soporte usado entre el horno y el molde. También se puede añadir a la unidad de colada así como al chorro líquido de hierro colado cuando se cuela el hierro colado o a los moldes. El inoculante se puede añadir como único inoculante o junto con otros inoculantes tales como el inoculante Superseed® Extra a la fundición gris líquida en la cuchara de transferencia o después de esto durante el proceso de colada. Asimismo, es adecuado que el inoculante de la presente invención se añada solamente una vez.

Se ha descubierto ahora que el inoculante con un contenido mayor de aluminio mejoraba las microestructuras de hierro gris (mayor recuento de celdas, menor contenido de carburos, mayor contenido de perlita) y las propiedades mecánicas del material sin el coste añadido de la eliminación de escoria o el uso de aleaciones secundarias, siempre que se obtuviera un contenido de aluminio del 0,010 % en peso de hierro colado líquido. La eliminación del calcio del sistema inoculante usando el inoculante de la presente invención como único inoculante fue realmente sorprendente e inesperada en cuanto a su capacidad para reducir la solidificación blanca y la formación de escoria en la cuchara de transferencia y, por tanto, para reducir la acumulación de escoria en la unidad de colada.

Breve descripción de las figuras

Las figuras 1A, 1C, 1E y 1G muestran los resultados con un 0,006 % de aluminio en el hierro colado.

Las figuras 1B, 1D, 1F y 1H muestran los resultados con un 0,012 % de aluminio en el hierro colado.

La figura 2 muestra la unidad de colada tras unas pocas horas de uso.

La figura 3 muestra la unidad de colada con acumulación de escoria.

La figura 4 muestra la unidad de colada con baja acumulación de escoria cuando se usa el inoculante de acuerdo con la invención.

La figura 5 muestra otra unidad de colada con baja acumulación de escoria cuando se usa el inoculante de acuerdo con la invención.

La figura 6 muestra cómo se añaden de manera general los inoculantes al hierro colado.

La figura 7 muestra diagramas de fase para composiciones de escoria de acuerdo con la técnica anterior y de acuerdo con la invención.

La figura 8 muestra la resistencia a la tracción para muestras de hierro colado inoculadas con el inoculante descrito en el ejemplo 3.

Descripción detallada de la invención

Se ha descubierto que el contenido de aluminio en el inoculante debe ser de un 2,0 % a un 10,0 % en peso y, más preferentemente, de un 2 % a un 6 % en peso.

De acuerdo con la presente invención, el contenido de estroncio en el inoculante de la presente invención debe ser de un 0,1 % a un 4 % en peso. Preferentemente, el inoculante contiene de un 0,4 % a un 4 % en peso de contenido de estroncio o de un 0,4 % a un 1 % en peso. Un buen inoculante comercial contiene aproximadamente un 1 % en peso de estroncio.

De acuerdo con la presente invención, la cantidad de zirconio debe ser de un 0,1 % a un 10 %. Los mejores resultados se obtienen con un contenido de zirconio de un 0,5 % a un 2,5 %.

Además, de acuerdo con la presente invención, el contenido de calcio no debe ser superior a aproximadamente un 0,35% y, preferentemente, está por debajo de aproximadamente un 0,15%. Los mejores resultados se obtienen cuando el contenido de calcio está por debajo de aproximadamente un 0,1 %.

La cantidad de silicio en el inoculante debe ser de un 40 % a un 90 % y, preferentemente, de un 40 % a un 80 % en peso de inoculante

El resto del inoculante es hierro con impurezas residuales en la cantidad habitual.

El inoculante de la presente invención se puede preparar de cualquier manera convencional con materias primas convencionales. Por lo general se forma un baño fundido de ferrosilicio al que se añade estroncio metal o siliciuro de estroncio junto con un material rico en aluminio y un material rico en zirconio, un material rico en titanio o ambos. Preferentemente, se usa un horno de arco sumergido para producir un baño fundido de ferrosilicio. El contenido de calcio de este baño se ajusta convencionalmente para reducir el contenido de calcio por debajo del nivel del 0,35 % en peso. A este se añaden aluminio, estroncio metal o siliciuro de estroncio y un material rico en zirconio. Las adiciones de aluminio, estroncio metal o siliciuro de estroncio y un material rico en zirconio a la masa fundida se llevan a cabo de cualquier manera convencional. La masa fundida se cuela después y se solidifica de manera convencional. A continuación, el inoculante sólido se tritura de manera convencional para facilitar su adición a la masa fundida de hierro colado. El tamaño del inoculante triturado vendrá determinado por el método de inoculación, por ejemplo, el inoculante triturado para usar en la inoculación en cuchara es más grande que el inoculante triturado para la inoculación en chorro. Se obtienen resultados aceptables para la inoculación en cuchara cuando el inoculante sólido se tritura a un tamaño de aproximadamente 9,525 mm (3/8 pulgadas) para abajo.

Un modo alternativo para preparar el inoculante es aplicar en un recipiente de reacción de silicio capas de hierro, estroncio metal o siliciuro de estroncio, aluminio y un material rico en zirconio y después fundirlo para formar un baño fundido. El baño fundido se solidifica después y se tritura tal como se ha descrito anteriormente.

La aleación de base para el inoculante es preferentemente ferrosilicio que se puede obtener de cualquier manera convencional, tal como formando una masa fundida de cuarzo y chatarra de manera convencional, aunque también es posible usar ferrosilicio ya formado o silicio metal y hierro.

El contenido de silicio en el inoculante es de un 40 % a un 90 % en peso y, preferentemente, de un 40 % en peso a un 80 % en peso. Cuando el inoculante está hecho de una aleación de base de ferrosilicio, el porcentaje restante o resto aparte de todos los demás elementos es hierro.

El calcio normalmente estará presente en el cuarzo, el ferrosilicio y otros aditivos de manera tal que el contenido de calcio de la aleación fundida será por lo general superior a aproximadamente un 0,35 %. En consecuencia, el contenido de calcio de la aleación tendrá que ajustarse hacia abajo de modo que el inoculante tenga un contenido de calcio dentro del intervalo especificado. Este ajuste se realiza de manera convencional.

El aluminio se añade al inoculante después de haber eliminado el calcio.

La forma o estructura química exacta del estroncio en el inoculante no se conoce precisamente. Se cree que el estroncio está presente en el inoculante en forma de siliciuro de estroncio (SrSi² ) cuando el inoculante se prepara a partir de un baño fundido de los diversos constituyentes. Sin embargo, se cree que las formas aceptables del estroncio en el inoculante son el estroncio metal y el siliciuro de estroncio, independientemente de cómo se forme el inoculante.

El estroncio metal no se extrae fácilmente de sus minerales principales, la estroncianita, carbonato de estroncio (SrCO³ ), y la celesita, sulfato de estroncio (SrSO⁴ ). Desde un punto de vista económico no es práctico utilizar estroncio metal durante el proceso de producción del inoculante y es preferente que el inoculante se prepare con mineral de estroncio.

La patente de Estados Unidos n.° 3333954 divulga un método conveniente para preparar un inoculante con silicio que contiene formas aceptables de estroncio en el que la fuente de estroncio es carbonato de estroncio o sulfato de estroncio. El carbonato y el sulfato se añaden a un baño fundido de ferrosilicio. La adición del sulfato se realiza añadiendo además un fundente. Un carbonato de un metal alcalino, hidróxido de sodio y bórax se describen como fundentes apropiados. El método de la patente '954 engloba la adición de un material rico en estroncio a un ferrosilicio fundido bajo en calcio a una temperatura suficiente y durante un periodo de tiempo suficiente para conseguir la cantidad deseada de estroncio en el ferrosilicio. La patente de Estados Unidos n.° 3333954 divulga una manera adecuada para preparar un inoculante con silicio que contiene estroncio al que se le añade un material rico en aluminio y al que se puede añadir un material rico en zirconio, un material rico en titanio o ambos para formar el inoculante de la presente invención. La adición del material rico en aluminio y el material rico en zirconio, el material rico en titanio o ambos se puede conseguir añadiendo estos materiales al baño fundido de ferrosilicio antes, durante o después de la adición del material rico en estroncio. La adición del material rico en aluminio y el material rico en zirconio, el material rico en titanio o ambos se realiza de cualquier manera convencional.

En el inoculante terminado hay las cantidades normales de oligoelementos o impurezas residuales. Es preferente que se mantenga baja la cantidad de impurezas residuales en el inoculante.

En la memoria descriptiva y las reivindicaciones, el porcentaje de los elementos es el porcentaje en peso basado en el inoculante del producto final solidificado a menos que se especifique lo contrario.

Es preferente formar el inoculante a partir de una mezcla fundida de los diferentes constituyentes tal como se ha descrito anteriormente, sin embargo, se tiene alguna mejora en la profundidad de temple cuando el inoculante de la presente invención se prepara en forma de una mezcla seca o briqueta que incluye todos los constituyentes sin formar una mezcla fundida de los constituyentes. También es posible emplear dos o tres de los constituyentes en una aleación y añadir después los otros constituyentes, en forma seca o como briquetas, al baño de hierro fundido que se va a tratar. Por tanto, dentro del alcance de esta invención está la formación de un inoculante con silicio que contiene estroncio y su uso con un material rico en aluminio y un material rico en zirconio.

La adición del inoculante al hierro colado se lleva a cabo de cualquier manera convencional. Por ejemplo, tal como se indica en la figura 6, el inoculante se puede añadir a la cuchara de transferencia, a la unidad de colada (2) o al chorro de hierro colado (3) según entra este en el molde y usando un inserto colocado dentro del sistema de canal del molde.

Preferentemente, el inoculante se añade lo más cerca posible de la colada final. Normalmente, se usan la inoculación en cuchara y la inoculación en chorro para obtener muy buenos resultados. También se puede usar la inoculación en el molde. La inoculación en chorro es la adición del inoculante al chorro líquido a medida que este se vierte en el molde.

La cantidad de inoculante que se va a añadir variará y se pueden usar procedimientos convencionales para determinar la cantidad de inoculante que se ha de añadir. Se han obtenido resultados aceptables mediante la adición de entre un 0,3 % y un 0,6 % de inoculante basado en el peso de hierro colado cuando se usa la inoculación en cuchara.

Aunque la discusión hasta ahora se ha ocupado principalmente de la adición del inoculante de la presente invención al hierro colado para producir fundición gris, también es posible añadir el inoculante de la presente invención para reducir la solidificación blanca en el hierro dúctil.

Los siguientes ejemplos ilustran la presente invención.

Ejemplos

Es evidente que los inoculantes de la presente invención producen resultados muy superiores a los del inoculante comercial convencional o los de la muestra sin tratar.

Se entenderá que las realizaciones preferentes de la presente invención, seleccionadas en el presente documento con el fin de ilustrarla, están destinadas a cubrir todos los cambios y modificaciones de las realizaciones preferentes de la presente invención, los cuales no constituyen una desviación del espíritu y el alcance de la presente invención.

Ejemplo 1

Las primeras rondas de ensayos utilizaron un inoculante de acuerdo con la presente invención que contenía un 2 % en peso de aluminio en la aleación. Se produjeron piezas fundidas de hierro con niveles aceptables de carburos y la acumulación de escoria no fue un problema. A continuación se da una ronda de ensayos que muestra la diferencia entre un aluminio final de un 0,006 % y un 0,012 % de Al en el hierro colado, siendo el primero totalmente carbídico y conteniendo el segundo nada de carburo o solamente cantidades traza, lo que es aceptable en esta pieza fundida. No se realizaron otros cambios significativos en el proceso. La figura 1 ilustra los resultados. No se encontraron carburos en las muestras A y E inoculadas con el inoculante de la presente invención. Como se puede observar en las muestras B y F de la figura 1, la estructura del hierro colado contiene carburos.

Ejemplo 2

La aparición de una acumulación de escoria dura se desarrolló poco después de añadir un inoculante (Alinoc®) con un contenido de calcio de un 0,5 % a un 1,5 %, que se produjo principalmente por debajo del nivel de hierro en las paredes de la unidad de colada, lo que reduce su vida útil y lleva a costes de limpieza adicionales. La figura 2 ilustra una unidad de colada tras unas pocas horas de uso, mientras que la figura 3 ilustra una unidad de colada con acumulación de escoria en las paredes laterales cuando el inoculante Alinoc® se añade a la cuchara de transferencia y el inoculante Superseed® Extra, con un contenido de Al < 0,5 % en peso, se añade a la unidad de colada.

Se efectuó un ensayo inoculando la masa fundida de hierro colado con el inoculante Superseed® Extra, con un contenido de Al < 0,5 % en peso, y con el inoculante de acuerdo con la presente invención junto con el inoculante Superseed® Extra con un contenido de Al < 0,5 % en peso. Tal como se muestra en las figuras 4 y 5, se encontró muy poca o nada de acumulación de escoria en la unidad de colada.

Dado que el hierro colado líquido y la escoria coexisten, era deseable observar la química de la escoria en la unidad de colada. Se tomó una línea de base para aproximarse a lo que ocurre cuando no se usa inoculante Alinoc® en la cuchara de transferencia y se añade un 0,5 % en peso de inoculante Superseed® Extra, con un contenido de Al < 0,5 % en peso, al hierro colado en la cuchara de transferencia (línea de base). Se tomó una muestra con el proceso revisado (un 0,125 % de inoculante Alinoc® y un 0,375 % de inoculante Superseed® Extra con < 0,5 % en peso de Al) (muestra 2015) y se tomó una muestra con el uso del inoculante de acuerdo con la presente invención que contenía un 2 % en peso de aluminio (muestra 2016). Se tomaron muestras de la unidad de colada justo después de la transferencia de hierro nuevo. Las composiciones de escoria se muestran en la tabla 1 a continuación.

Tabla 1. Com osiciones de escoria

Como se puede observar en la tabla 1, la escoria de la línea de base y la escoria 2015 tienen aproximadamente las mismas composiciones. La escoria de la muestra 2016, que usa el inoculante de la presente invención, sin embargo, tiene menor contenido de SiO² y mayor contenido de FeO y MnO. Las composiciones de escoria de la muestra 2015 y la muestra 2016 se representaron en un diagrama de fases para el SiO² , el CaO y el AhO3 para un 30 % de FeO. Los resultados se muestran en la figura 7. Las composiciones de escoria se muestran como triángulos marcados en gris en los diagramas de fase. En la figura 7 se puede observar que la composición de la escoria se ha desplazado de tridimita en la muestra 2015 hacia una escoria más rica en FeO y AhO³ para la muestra 2016 inoculada con el inoculante de acuerdo con la invención. La composición de escoria de la muestra 2016 proporciona una escoria menos dura y menos tenaz que es más fácil de eliminar que la escoria de tridimita de la muestra 2015.

Es muy probable que este cambio de la composición de la escoria esté relacionado con el cambio del sistema de inoculación, que ha desplazado la composición de la escoria para que sea más rica en Al, Sr y Zr y ha alejado eficazmente la composición de la escoria de la tridimita.

El aluminio necesario se puede añadir a las aleaciones de inoculación tales como el inoculante Superseed® Extra en concentraciones que proporcionen un medio eficaz para obtener los niveles de aluminio requeridos en el hierro gris líquido a fin de mejorar la calidad del hierro. La generación de escoria debida a este método de adición de aluminio se reducirá y proporcionará una química que es más fácil de manejar. Combinando la adición de aluminio con la etapa de inoculación, también hace posible una solución más económica.

La adición del inoculante Alinoc®, sin embargo, introduce también calcio lo que llevó a problemas de acumulación de escoria. Un estudio de las escorias mostró que el calcio se había convertido en una escoria lo que provocó una acumulación de escoria más rápida en la unidad de colada. Se produjo un lote de inoculante Superseed® Extra con un 2 % de aluminio y se procesó sin problemas en cuanto a la acumulación de escoria mientras se mantenían las microestructuras mejoradas.

En un proceso de dos etapas, los agentes inoculantes se añaden en dos lugares, por lo general a la cuchara de transferencia a medida que esta se llena y al chorro de colada cuando se llena el molde para producir la pieza fundida. Por otro lado, en un proceso de una sola etapa de acuerdo con la invención, el agente inoculante se añade solo en un lugar, tal como en la cuchara de transferencia a medida que esta se llena.

El control de la escoria en los recipientes de transferencia de hierro y las unidades de colada es un problema constante al que se enfrentan las fundiciones a diario y al añadir elementos adicionales, tales como el calcio en el inoculante Alinoc®, la química de la escoria se ve afectada. El cambio de química produce una gran acumulación de escoria que es muy difícil de eliminar. Al usar el inoculante de la presente invención con un mayor contenido de aluminio, la entrada de aluminio se puede controlar sin que la entrada de calcio origine la acumulación de escoria.

Ejemplo 3

Se produjeron dos inoculantes diferentes de acuerdo con la invención.

El inoculante A tenía la siguiente composición: un 73,1 % en peso de Si, un 1,94 % en peso de Al, un 0,10 % en peso de Ca, un 1,19 % en peso de Zr, un 0,99 % en peso de Sr, siendo el resto Fe. El inoculante A es un ejemplo de referencia ya que la concentración de Al es inferior al 2,0 % en peso.

El inoculante B tenía la siguiente composición: un 71,3 % en peso de Si, un 4,4 % en peso de Al, un 0,085 % en peso de Ca, un 1,27 % en peso de Zr, un 0,98 % en peso de Sr, siendo el resto hierro.

El inoculante A se añadió a una masa fundida de hierro colado en la cuchara de colada como único inoculante en una cantidad de un 0,3 % en peso basado en el peso del hierro colado de base y

el inoculante B se añadió a una masa fundida de hierro colado en la cuchara de colada como único inoculante en una cantidad de un 0,3 % en peso basado en el peso del hierro colado de base.

Con fines comparativos, se inoculó el hierro colado de base con el inoculante Superseed® Extra que contenía menos del 0,5 % en peso de Al, denominado Inoculante C.

El hierro colado de base tenía la siguiente composición: un 3,45 % en peso de C, un 1,82 % en peso de Si, un 0,071 % en peso de S, un 0,049 % en peso de P, un 0,0039 % en peso.

Las composiciones finales de los hierros colados inoculados con el inoculante A, el inoculante B y el inoculante C de la técnica anterior se muestran en la tabla 2.

El fin era obtener un nivel objetivo de al menos un 0,010 % en peso de aluminio en el hierro colado final, así como una baja solidificación blanca y unas buenas propiedades mecánicas. Como se puede observar en la tabla 3, el contenido objetivo de aluminio se obtuvo mediante la adición del inoculante B que contenía un 4,4 % en peso de aluminio. La adición del inoculante A en una cantidad de un 0,3 % basado en el hierro colado no consiguió el contenido objetivo de aluminio. Para alcanzar el contenido objetivo de aluminio es necesario añadir más de un 0,3 del inoculante A. El inoculante C de acuerdo con la técnica anterior, tal como se esperaba, no proporcionó ningún aumento del contenido de aluminio del hierro colado.

Se colaron cuñas para determinar la solidificación blanca para la colada inoculada con el inoculante A, el inoculante B y el inoculante C. Los resultados se muestran en la tabla 4.

Tabla 4

En la tabla 4 se puede observar que el inoculante B con un contenido de aluminio del 4,4 % basado en el peso del hierro de base dio como resultado una profundidad de temple muy pequeña.

Se midió la resistencia a la tracción de los hierros colados inoculados con el inoculante A, el inoculante B y un inoculante C de la técnica anterior. Los resultados del límite elástico y de la resistencia a la rotura se muestran en la figura 8.

En la figura 8 se puede observar que los hierros colados inoculados con el inoculante B tenían un límite elástico y una resistencia a la rotura considerablemente mayores que los hierros colados inoculados con el inoculante A, mientras que el hierro colado inoculado con el inoculante C de la técnica anterior mostraba el límite elástico y la resistencia a la rotura más bajos.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Un inoculante de ferrosilicio para hierro colado, caracterizado por que consiste en de un 40 % a un 90 % en peso de silicio; de un 0,1 % a un 4 % en peso de estroncio; menos de aproximadamente un 0,35 % en peso de calcio; de un 2,0 % a un 10,0 % en peso de aluminio; de un 0,1 % a un 10 % en peso de zirconio, y siendo el resto hierro, con impurezas residuales en la cantidad habitual.

2. El inoculante de ferrosilicio de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el silicio está presente en una cantidad de un 40 % a un 80 % en peso.

3. El inoculante de ferrosilicio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que el aluminio está presente en un 2 % a un 6 % en peso.

4. El inoculante de ferrosilicio de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el aluminio está presente en un 2 % a un 4 % en peso.

5. Un método para inocular una fundición gris, caracterizado por que el método comprende añadir el inoculante de ferrosilicio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4 al hierro colado líquido en una cuchara de transferencia, en una unidad de colada, en un chorro de colada del hierro colado al molde o como un inserto colocado dentro del sistema de canal del molde.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que no se añade ningún otro inoculante a la fundición gris líquida en la cuchara de transferencia.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que no se añade ningún otro inoculante a la fundición gris líquida en la unidad de colada.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que no se añade ningún otro inoculante a la fundición gris líquida en el chorro de colada del hierro colado al molde.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que se efectúa una única adición del inoculante de ferrosilicio al hierro colado líquido en la unidad de colada durante el proceso de colada.