Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zeliwa wyjsciowego do sferoidyzacji w piecu elek¬ trycznym lukowym z lukiem bezposredtnim. w pro¬ cesie odzyskowym ze wsadu o lacznej zawartosci wegla nie przekraczajacej 4%, Podczas topnienia wsadu metalowego na zeliwo w piecu elektrycznym z lukiem bezposrednim, w wysokiej temperaturze luku elektrycznego rzedu 3000 do 4000°C, wypala sie ze wsadu okolo 0,3 do 0,6% wagowych wegla. Dalszy ubytek weg]a w gra¬ nicach 0,2 do 0,5% nastepuje podczas sferoidyzacji i modyfikacji zeliwa. Chcac zatem w gotowym ze¬ liwie sferoidalnym uzyskac powtarzalna, korzystna ze wzgledów technologicznych zawairtosc wegla 3,4% i wiecej, wsad metalowy przeznaczony do topnienia musi byc dloweglany jezeli zawiera po¬ nizej 4% wegla.Chcac umilknac naweglania wsadu podczas wyta¬ piania zeliwa wyjsciowego do sferoidyzacji w piecu elektrycznym lukowym z lukiem bezposrednim musdanoby zawsze dysponowac surówka o zawar¬ tosci powyzej 4% wegla i prowadzic wytop tylko na tej surówce! Surówka taka nie jest jednali zawsze dostepna, a ponadto odlewnie musza wy¬ korzystywac dlo topdenda zlom obiegowy wlasny z zeliwa sferoidalnego, który zazwyczaj zawiera tylko 3,2 do 3,8% — srednio ok. 3,4% wegla Dla¬ tego tez zagadnienie doweglania wsadu metalowego w odlewniach z piecami elektrycznymi lukowymi z lukiem bezposrednim ma spore znaczenie. 25 30 Znany sposób naweglania zeliw jak tez kapieli stalowych za pomoca kawalkowych elektrod weglo¬ wych lub koksu, dodawanych do pieca na trzon razem z wsadem metalowym jest diogi i w przy¬ padku zeliw malo skuteczny. Rozkruszona elektroda lub inny kawalkowy naweglacz wyplywaja bowiem na powierzchnie kapieli metalowej, ochladzaja sie, ulegaja ozuzleniu i intensywnosc dyfuzji wegla do kapieli prawie zanika. Stad uzysk tych nawegla- czy jest za niski a proces stosunkowo kosztowny Ponadto naweglacze kawalkowe nie nadaja sie do doweglania zeliwa w ostatniej fazie wytopu; w przypadkach gdy okazuje sie, ze uzyskana po wy- topaiesnoiii kapiel wyjsciowa do sferoidyzacji ma za miska zawartosc wegla.W staJownictwie znany jest tez sposób dowegla¬ nia stali polegajacy na wdmuchiwaniu maczki elek¬ trodowej do kapieli metalowej. Pomijajac fakt, ze sposób ten wymaga stosowania odpowiednich in¬ stalacji pomocniczych i gazu nosnego, co równiez podwyzsza kospit procesu, to równiez stwierdzono, ze w przypadku zeliwa jest on malo przydatny ze wzgledów technologicznych. Temperatura cieklego zeliwa jest znacznie nizsza od temperatury cieklej stali, natomiast stezenie wegla w zeliwie jest kilka¬ dziesiat razy wyzsze od stezenia tego pierwiastka w steli i te czynniki powoduja, ze przyswajalnosc wegia przez zeliwo jest za mala, aby skutecznie prowadzic proces naweglania ta metoda. Nie be/. znaczenia jest tez fakt, ze w ramach doweglania 12S 369128 369 do stali wprowadzanych jest ta metoda tylko kilka setnych czesci °/o wegla, a w przypadku nawegla- nia zeliwa czesto chodizi o uzupelnienie zawartosci wegjla o okolo l°/o. Wymagaloby to wdmuchiwania do kapieli djuzj-ch* iJ3sci gazu nosnego i naweglacza, al tb spowodowaloby ^znaczne obnizenie temperatu¬ ro kapieli i tym samym obnizenie procesu dyfu¬ zyjnego przyswajania' wegla.^Zinany jest taipe^pjroces wytapiania zeliwa wyj- sKJttJiwego "*clio sferoidyzacji na zeliwo" ferrytyczme z zastosowaniem do naweglamia wsadu metalowego, skladajacego sie ze zlomu stalowego o zawartosci wegla rzedu 0,2—0,5°/o, naweglacza w postaci zgra- nulowamego paku koksowego o ziarnistosci 2,5 do 10 mim. Poniewaz w tym procesie atmosfera w piecu lulkowym jest silnie utleniajaca a takze z in¬ nych wzgledów techriologicznych, naweglacz w tym procesie jest oddzielony od wsadu metalowego warstwa silnie utleniajacego dodatku w postaci tlenku zelaza luib zelaza gabczastego, który dodat¬ kowo jest utleniany wdmuchiwanym tlenem.Atmosfera utleniajaca w tym procesie ma za za¬ danie obnizyc w zeliwie zawartosc manganu do okolo 0,15°/o, gdyz zbyt duza zawartosc tego pier¬ wiastka utrudnia ferrytyzacje. z drugiej strony jednak utrudnia przebieg naweglamia tak, ze w pro¬ cesie tym ostateczne doweglemie odbywa sie w piecu indukcyjnym rdzeniowym.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wymie¬ nionych trudnosci i niedogodnosci i opracowanie prostego, taniego i sprawnego sposobu wytwarzania w elektrycznym piecu lukowym zeliwa wyjsciowe¬ go do sferoidiyzacji, który zapewnia szybkie i sku¬ teczne maweglanie wsadu skladajacego sie z su¬ rówki i zeliwnego zlomu obiegowego o lacznej za¬ wartosci wegla 3—4°/o.Zgodnie z wynalazkiem cel ten spelnia sposób wytwarzania zeliwa wyjsciowego do sferoidyzacji w piecu elektrycznym lukowym z lukiem bezpo¬ srednim w procesie odzyskowym, w którym wsad metalowy skladajacy sie z surówki i/lub zeliwnego zlomu obiegowego o sumarycznej zawartosci wegla ponizej 4%, jest ladowany na srodek naweglajacy umieszczony na trzonie pieca, charakteryzujacy sie tym, ze srodek naweglajacy ma postac pylu i jest umieszczony nia trzonie pieca punktowo co najmniej w czterech skupieniach, odleglych od osi elektrod o 20—40 cm, z tym, ze po stopieniu wsadu koniecz¬ ne jest przegrzanie kapieli do temperatury 1400— —15Ó0°C, a po jej zwyczajowym wygrzaniu i scia¬ gnieciu zuzla naweglacz jest wydobywany na po¬ wierzchnie i mieszany z kapiela.Pylisty srodek naweglajacy korzystnie ma uziar- ndenie do 0,16 mm i stanowi go wegiel kamienny, koks lub grafit.W sposobie wedlug wynalazku srodek nawegla¬ jacy moze byc rozmieszczony punktowo na dnie pieca w opakowaniu z cienkiej blachy lub innego nieszkodliwego dla procesu materialu.W procesie wedlug wynalazku w wysokiej tem¬ peraturze naweglacz pylisty staje sie ciastowaty i tworzy jednolita gabczasta mase o rozwinietej powierzchni styku z metalem. W fazie topienia krople cieklego metalu splywaja po naweglaozu i wzbogacaja sie w wegiel. Po roztopiciiu wsadu naweglacz dzieki swej ciastowatosci przykleja sie do tnzonu pieca i pirzez caly okres przegrzewania i wygrzewania w ternperaturae 1400 do 1500°C i proces naweglania trwa nadal na powierzchni roz¬ dzialu naweglacz — ciekly metal, gdyz naweglacz nie wyplywa na pcwierachnie, nie ulega ozuzlowa- rifj i ochlodzeniu. W koncowej fazie procesu zuzel jest sciagany, naweglasz jest wydobywany na.po- 10 wierzchnie i mieszany z kapiela doweglajac ja jeszcze przy tym. Przyswojenie wegla w procesie wedlug wynalazku, przy zastosowaniu jako na¬ weglacza pylu wegla kamiennego, wynosi okofo 30—40%. 1B Ponizej omówiony jest przyklad zastosowania wy nalaaku do wytopu zeliwa wyjsciowego do sfe¬ roidyzacji w piecu lukowym z lukiem bezposrednin: o pojemnosci 1 t.Na trzonie pieca w odleglosci 25 cm od osi elek- 20 trod w szesciu miejscach rozmieszczonych zostaje 14 kg drobnego pylu wegla kamiennego o uziar- nieniu, w którym domftnaije frakcja 0,15 mm. Na¬ stepnie ntei naweglacz ladowana jest surówka o za¬ wartosci 3,8% C w ilosci 600 kg oraz zlom obie- 25 gowy zeliwny o zawartosci 3,2% wegla w ilosci 350 kg. Sumaryczna zawartosc wegla we wsadzie metalowym wynosi zatem 3,6%.Po zapaleniu luku przeprowadzane sa zgodnie z wynalazkiem poszczególne fazy procesu: topienia, 30 przegadanie do temperatury 1450°C, wygrzanie ka¬ pieli dla wyrównania temperatury i ujednolicenia skladu chemicznego. Pod koniec wytopu sciagniety zostaje zuzel, a reszta naweglacza zostaje wycia¬ gnieta na powieiTzichnAe i wymieszana z kapiela. m Otrzymane zeliwo wyjsciowe do sferoidyzacji ma nastepujacy sklad chemiczny podany w %% wago¬ wych: C —4,2%; Si — 1,2%; P — 0,025%; S —0,01%.Mu — 0,20%; Cr —0,05%. V Zeliwo to nadaje sie do sferoidyzacji zelazo- * -magnezem, a nastepnie do modyfikacji zelazo- -krzemem. Po zalaniu do form otrzymuje sie od¬ lewy o strukturize ferrytyczno-perlltycznej lub perli- tyczino-feiTytyczine j. « 10 u Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania zeliwa wyjsciowego do sferoidyzacji w paecu elektrycznym lukowym z lu¬ kiem bezposredkjdm w procesie odzyskowym, w którym wsad metalowy, skladajacy sie z su¬ rówki i/lub zeliwnego zlomu obiegowego o suma¬ rycznej zawairtosci wegla ponizej 4% jest ladowany na srodek naweglajacy umieszczony na trzonie pieca, znamienny tym, ze srodek naweglajacy ma postac pylu i jest rozmieszczony na trzonie pieca punktowo, co najmniej w czterech skupieniach od¬ leglych od osi elektrod o 20 do 40 cm, a po stopie¬ niu wsadu, chwilowym jego przegrzaniu do tem¬ peratury 1400 do 1500°C oraz sciagnieciu zuzla na¬ weglacz jest wydobywany na powierzchnie i mie- w scany z kapiela. 2. Sposób wedlug zastrz. 1} znamienny tym, ze uzdatnienie pylistego srodka naweglajacego, ko¬ rzystnie wegla kamiennego, koksu lub grafitu, wy- ei nosi do 0,16 min.5 128 369 6 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny pieru lub innego nieszkodliwego dla procesu ma- tym, ze srodek naweglajacy jest rozmieszczany na terialu. trzonie pieca w opakowaniu z cienkiej blachy, pa- PL