MX2008007968A - Procedimiento para la produccion de hierro grafito compacto. - Google Patents

Abstract

Se describe un procedimiento para la producción hierro grafito compacto utilizando la adición en molde de una aleación de magnesio; el procedimiento se caracteriza por un paso de pre-tratamiento del hierro de base en un caldero o en un horno, con una aleación que contiene cerio y llevando a cabo un tratamiento de formación de estructura en una cámara de reacción en el molde utilizando una aleación que contiene magnesio y lantanio.

Description

PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCION DE HIERRO GRAFITO COMPACTO CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere a un procedimiento para la producción de hierro colado con una estructura que consiste predominante de formas de grafito compacto. El procedimiento está basado en la combinación de pretratamiento de un hierro de base y un tratamiento final en el molde.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION El hierro grafito compacto es una aleación de hierro colado con una estructura de grafito entre formas de grafito de tipo hojuela y formas esféricas. La forma de grafito está determinada por las condiciones en el hierro líquido durante la solidificación. El tratamiento de un hierro de base, de preferencia con un equivalente de carbono de entre 4.0 y 4.4 y con un contenido de azufre de menos de 0.02%, con una aleación de ferrosilicio que contiene 4-10% de magnesio, se puede utilizar la estructura de grafito compacto. El contenido de magnesio se debe mantener dentro de límites estrechos que normalmente son de +/- 0.003% y con un nivel de aproximadamente 0.008 a 0.15% dependiendo de las condiciones del hierro de base y de la velocidad de enfriamiento del colado que será producido.

Como se utiliza en la presente porcentaje se refiere al porcentaje en peso. El tratamiento con magnesio normalmente se hace en un caldero. El magnesio hierve a 1090°C y como la temperatura del hierro normalmente es de más de 1400° durante el tratamiento, por lo tanto una parte del magnesio se desvanece como un vapor, y otra parte se combina con el azufre, oxígeno y nitrógeno en el hierro. Mientras se sostiene el hierro antes de vertirlo, ocurre una reducción adicional del contenido de magnesio activo. Esta reducción gradual del magnesio activo es conocida como desvanecimiento. Para evitar estos problemas el tratamiento del magnesio se puede hacer dentro de cada molde. Esta tecnología como tratamiento/tecnología en molde es bien conocida para la producción de hierro dúctil. Una versión especial de la tecnología como se describe en WO 01/54844 A1 , es adecuada para la producción de hierro grafito compacto. La tecnología en molde se basa en colocar la aleación de magnesio en una cámara en el sistema de mazarotaje en el molde. Durante el vertido, el hierro fluye dentro de la cámara y gradualmente disuelve la aleación. Entonces el metal tratado llena la cavidad de colado. Al utilizársete procedimiento se eliminan los problemas con el desvacenimiento del magnesio. Un problema es que el nivel de azufre en el hierro de base con frecuencia varia. Por lo tanto, debe ajustarse el nivel de magnesio. Sin embargo, con el tratamiento en molde esto es prácticamente imposible ya que la cámara de tratamiento es la misma en cada molde. Otro problema es que el tratamiento Con magnesio hace que la estructura sea sensible a la variación en la velocidad de enfriamiento. Con una alta velocidad de enfriamiento, por ejemplo, en secciones delgadas del colado, las formas del grafito tienden a ser esféricas. Con velocidades de enfriamiento largas, es decir, con secciones gruesas, el grafito se precipitará como hojuelas. Se conoce que las aleaciones de tratamiento que contienen tanto magnesio como cerio reducen estos problemas. Sin embargo los altos niveles de cerio pueden incrementar el riesgo de ciertos efectos de colado como la formación de carburos primarios y encogimientos.

DESCRIPCION DE LA INVENCION Es un objetivo de la presente invención es resolver estos problemas. La invención se refiere a un procedimiento para la producción de hierro grafito compacto utilizando la adición en molde de una aleación de magnesio de acuerdo con la reivindicación 1 . Las modalidades preferidas están definidas en las reivindicaciones dependientes. La cantidad de cerio se ajusta con relación al contenido de azufre en el hierro de base. El nivel de cerio deberá ser ajustado de acuerdo con la fórmula: %Cerio = (%Azufre - 0.006)* 2.9 + A. El valor de A varía de preferencia entre 0.01 y 0.03 dependiendo de la configuración del colado, es decir, de la variación en las dimensiones en sección y el módulo de colado. Como el cerio tiene un punto de ebullición muy alto (3470°C) y una densidad alta (6.14 g/cm2), no muestra ningún efecto de desvanecimiento. Al agregar cerio al hierro de base se puede disolver apropiadamente y se tiene que agregar menos aleación de magnesio en la cámara de reacción en el molde, ya que el cerio también tiene un efecto de formación de estructura. De preferencia la aleación de tratamiento contiene 3-6% de magnesio y 0.5-1 .5% de lantanio. El lantanio tiene un efecto favorable en la reducción de defectos, como los carburos y los encogimientos en el colado. El efecto sobre los encogimientos es más alto justamente después del tratamiento, y por lo tanto es óptimo agregar el lantanio lo más tarde posible. Las aleaciones que se utilizan pueden tener varias composiciones, ya que la característica principal es la fracción general del metal activo. Sin embargo, ejemplos de composiciones para aleaciones comercialmente disponibles incluyen: Para la aleación de magnesio: 48% Fe, 45% Si, 5% Mg, 1 .0% Al, 0.5% La y 0.5% Ca, y Para la aleación de cerio: 65% Fe, 25% Ce, 7% La y un balance de otros elementos de tierras raras. De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, el cerio se agrega al horno o al caldero (y no como una parte de la aleación de magnesio) y el magnesio se agrega al molde.

Con el procedimiento propuesto, la adición de magnesio se puede reducir en por lo menos 30% en comparación con un tratamiento normal en el molde sin el pre-acondicionamiento. El nivel de magnesio reducido en los colados también tiene la ventaja en que se reducen al mínimo los defectos de colado como la escoria y el micro-encogimiento.

Claims (2)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1 .- Un procedimiento para la producción de hierro grafito compacto utilizando la adición en molde de una aleación de magnesio, en donde el hierro de base se pre-trata en un caldero o en un horno con una aleación que contiene cerio, y se realiza un tratamiento de formación de estructura en una cámara de reacción en el molde utilizando una aleación que contiene magnesio y lantanio. 2 - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el hierro de base se pre-trata con una aleación que contiene cerio para alcanzar los niveles de cerio de entre 0.008 y 0.025% y el hierro se trata adicionalmente en el molde de colado utilizando una aleación que contiene 3-6% de magnesio y 0.5-1 .5% de lantanio. 3.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque el porcentaje mínimo de cerio en el hierro de base se estima como (%S-0.006) *

2.9 + 0.01 ), en donde S es el contenido de azufre en el hierro antes de la adición de cerio.