PL144156B1 - Method of producing cast iron with vermicular graphite and apparatus therefor - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zeliwa z grafitem kretkowym.Zeliwo z grafitem kretkowym kwalifikuje sie jako material posredni pomiedzy zeliwem z grafitem platkowym a zeliwem sferoidalnym. Ze wzgledu na jego szczególne wlasciwosci mecha¬ niczne takie jak wytrzymalosc na rozciaganie, ciagliwosc i modul sprezystosci material ten Jest lepszy niz zeliwo z grafitem platkowym. W stosunku do zeliwa sferoidalnego zeliwo z gra¬ fitem kretkowym ma wieksza przewodnosc cieplna i lepsza wytrzymalosc na rozciaganie w wysokich temperaturach, a w szczególnosci charakteryzuje sie lepszymi wlasciwosciami odlewniczymi.Zapotrzebowanie na zeliwo z grafitem kretkowym jest w ostatnich latach coraz wieksze.Zapotrzebowanie temu nie moglo jednak dotrzymac kroku opanowanie trafnego, powtarzalnego spo¬ sobu wytwarzania, tak ze w wielu zakladach zrezygnowano z wytrzymania zeliwa z grafitem kretkowym.Z opisu ogloszeniowego RFN nr 2 458 033 znany jest sposób, wedlug którego zeliwo wyj¬ sciowe traktuje sie wstepnie mangezem i metalami ziem rzadkich, az zawartosc siarki zmaleje do 0,01#, przy czym czas pomiedzy traktowaniem magnezem a dodaniem metali ziem rzadkich dobiera sie tak, aby nie nastapilo powstanie grafitu kulkowego. ftodobnie z tego samego opisu ogloszeniowego jest znany sposób, wedlug którego zeliwo wyjsciowe przed potraktowaniem metalami ziem rzadkich (na przyklad stopem ceru) poddaje sie traktowaniu magnezem, przy czym dodatek Mg dobiera sie tak, aby siarka zostala usunieta az do wartosci co najwyzej 0,01%, ale w zeliwie powinna pozostac rozpuszczona tylko tak mala ilosc Mg, która nie wystarcza dla spowodowania wytracenia grafitu kulkowego.Zadaniem wynalazku jest takie ulepszenie tych znanych procesów, aby w szybki, trafny i powtarzalny sposób mozna bylo wytwarzac zeliwo z grafitem kretkowym.2 144 156 Sposób wytwarzania zeliwa z grafitem kretkowym o zawartosci Mg/s w zakresie 2:1 do 1:1, polegajacy na wytwarzaniu zeliwa wyjsciowego, korzystnie w konwertorze i nastepnie mody¬ fikowaniu go w kadzi, mieszalniku lub w ukladzie wlewowym, zgodnie z wynalazkiem charaktery¬ zuje sie tym, ze modyfikacje zeliwa wyjsciowego prowadzi sie w dwóch etapach, wprowadzajac w pierwszym etapie do zeliwa wyjsciowego magnez, po czym do uzyskanego zeliwa sferoidalnego wprowadza sie material zawierajacy siarke* W odróznieniu od znanych sposobów, wytwarzanie zeliwa z grafitem kretkowym wedlug wynalazku odbywa sie nie na drodze bezposredniej, ale po¬ srednio w dwóch etapach* Jak to wyzej podano najpierw wytwarza sie z zeliwa wyjsciowego przez odsiarczanie, odtlenianie i dodanie do niego magnezu, zeliwo sferoidalne* Jezeli wytwarzanie zeliwa wyjsciowego przeprowadza sie w konwertorze, wówczas mozna liczyc sie z prawie stala zawartoscia siarki i tlenu* Ma to szczególna zalete, poniewaz przy wytwarzaniu wedlug wynalazku zeliwa z grafitem kretkowym w taki sposób w pierwszym etapie sposobu wytwarzania znacznie sie juz zmniejsza lub wyklucza rozrzut, który ma istotny wplyw na powtarzalnosc skladu ostatecz¬ nego* Oczywiscie zeliwo sferoidalne mozna wytwarzac dowolnymi, innymi metodami* Zgodnie z wynalazkiem material zawierajacy siarke wprowadza sie w ilosci obliczonej ze wzoru S « A • Mg - B w którym S oznacza ilosc siarki w % wagowych, znajdujacej sie we wprowadzonym materiale, Mg - ilosc magnezu w % wagowych, znajdujacego sie w zeliwie sferoidalnym, A - wspólczynnik zalez¬ ny od zawartosci magnezu i przyjmujacy wartosci liczbowe w przedziale od 0,9 do 1,2, zas B jest wspólczynnikiem zaleznym od zawartosci siarki w zeliwie sferoidalnym, przyjmujacym war¬ tosci liczbowe w przedziale -0,02 do +0,05.Korzystnie stosuje sie wspólczynnik A równy 1,06, zas wspólczynnik B o wartosci w za¬ kresie 0,016 do 0,028* Wraz z materialem zawierajacym siarke wprowadza sie modyfikator, ko¬ rzystnie FeSi o zawartosci 75% wagowych Si* Jako material zawierajacy siarke stosuje sie siar¬ ke w postaci zwiazanej, która stanowi ruda siarczkowa, siarczek zelazawy, piryt zelazowy, piryt magnetyczny* Alternatywnie, jako material zawierajacy siarke stosuje sie czysta siarke, albo mie¬ szanine czystej siarki i siarki w postaci zwiazanej, przy czym w tym ostatnim przypadku mie¬ szanina ta dodatkowo zawiera cer, stop ceru, tytan, wapn, aluminium, cyrkon, bizmut* Material zawierajacy siarke wprowadza sie w strumieniu zeliwa lub dodaje do zeliwa wypelniajacego forme. froduktom reakcji wytworzonym w wyniku wprowadzania materialu zawierajacego siarke uniemozliwia sie przejscie do odlewu przez zastosowanie filtrów w ukladzie odlewania, korzystnie filtrów ceramicznych* Ibnlzej wynalazek zostanie objasniony na podstawie przykladów* Przyklad I* Ib zeliwa sferoidalnego o wagowej zawartosci 3f5% C, 2,27% Si, 0,12% Mn, 0,02% Cu, 0,01% P, 0,92% Ni, 0,006% S oraz 0,079% Mg dodano, wedlug równania S=A*Mg-B, 0.050% wagowo siarki w postaci pirytu (40% S) i 0,3% wagowo modyfikatora w postaci FeSi 75.Odlewy mialy zaleznie od grubosci scianki 30% (5 mm) do 80% (40 mm) grafitu kretkowego a reszte grafitu sferoidalnego i grafitu zblizonego do sferoidalnego, stanowiacego forme przejsciowa miedzy grafitem sferoidalnym i kretkowym.Przyklad II. Do zeliwa sferoidalnego o wagowej zawartosci 3,52% C, 2,32% Si, 0,12% lta, 0,02% Oi, 0,71% Hi, 0,005% S oraz 0,052% Mg dodano, wedlug równania S» A * Mg - B, 0,02D% wagowo siarki w postaci siarczku zelazawego (40% S) i modyfikatora w ilosci 0,3% wagowo w postaci PeSi 75* Odlana próbka o grubosciach scianek 15-18 mm miala 70% grafitu kretkowego i 30% grafitu sferoidalnego i grafitu zblizonego do sferoidalnego stanowiacego forme przejsclowa miedzy grafitem sferoidalnym i kretkowym, oraz byla pozbawiona jam skurczowych, a poza tym zeliwo mialo wlasciwosci odlewnicze takie same jak zeliwo szare*144 156 3 Przyklad III, Do zeliwa sferoidalnego o wagowej zawartosci 3,50* C9 2,03% Si, 0,10% Mn, 0,006% S, 0,055% Mg dodano, zgodnie z równaniem S «= A * Mg - B, 0,041% wagowo siarki w postaci mieszaniny zawierajacej 18% wagowo siarki oraz 0,3% wagowo modyfikatora w postaci FeSi 75. Odlewy zaleznie od grubosci scianki mialy 80% (6 mm) do 95% (30 mm) gra¬ fitu kretkowego a reszte grafitu sferoidalnego i grafitu zblizonego do sferoidalnego, stano¬ wiacego forme przejsciowa miedzy grafitem sferoidalnym i grafitem kretkowym* Przyklad IV. Do zeliwa sferoidalnego o wagowej zawartosci 3f57% C, 2,06% Sif 0,41% Ki, 0,11% CU, 0,05% P, 0,006% S, 0,045% Mg dodano zgodnie z równaniem S« A . Mg - B 0,035% wagowo siarki w postaci pirytu magnetycznego (36% S)* W ukladzie odlewniczym zastoso¬ wano filtr ceramiczny piankowy, przed którym umieszczono modyfikator w postaci granulatu* Odlewy, zaleznie od grubosci scianki, mialy 50% (5 mm) do 80% (40 mm) grafitu kretkowego, zas reszte grafitu sferoidalnego i grafitu zblizonego do sferoidalnego, stanowiacego forme przej¬ sciowa miedzy grafitem sferoidalnym i grafitem kretkowym* Przyklad V* Jako zeliwo wyjsciowe zastosowano zeliwo sferoidalne o wagowej zawartosci 3,5% C, 2,5% Si,0,15% Mi, 0,05% Cu, 0,05% P, 0,005% S, 0,06% Mg, reszta zelaza.Przez dodanie 0,2% wagowo FeS i modyfikatora w postaci PeSi 75 w otrzymanym zeliwie z grafitem kretkowym stosunek Mg:S wyniósl 1,27. Analiza struktury wykazala, ze 50% zawartosci grafitu stanowil grafit kretkowy, zas reszte grafit sferoidalny i grafit zblizony do sferoidalnego, stanowiacy forme przejsciowa miedzy grafitem sferoidalnym i kretkowynu Szczególnie zaleta zaproponowanego sposobu polega na tym, ze najpierw wytwarza sie zeliwo sferoidalne, którego dane charakterystyczne sa dokladnie znane* Nastepnie dodatkowo dodaje sie siarke, przy czym dodawana ilosc mozna latwo okreslic na podstawie dokladnie znanych parametrów zeliwa sferoidalnego* Stad wynika powtarzalne wytwarzanie zeliwa z grafitem kretkowym, Rmadto przy tym samym zeliwie w urzadzeniach automatycznych mozna wytwarzac wedlug wyboru zeliwa sferoidalne lub zeliwo z grafitem kretkowym* Wraz z dodawaniem materialów zawierajacych siarke równoczesnie mozna wprowadzac równiez modyfikator* Modyfikator mozna jednak wprowadzac dopiero w strumieniu odlewanego metalu lub nawet do formy* Jako srodek do przeprowadzania sposobu nadaje sie w szczególny sposób kadz od¬ lewnicza lub nawet pojemnik transportowy* Zastrzezenia patentowe 1* Sposób wytwarzania zeliwa z grafitem kretkowym o zawartosci Mg/S w zakresie 2:1 do 1:1, polegajacy na wytwarzaniu zeliwa wyjsciowego, korzystnie w konwertorze i nastepnie mody¬ fikowaniu go w kadzi, mieszalniku lub ukladzie wlewowym, znamienny tym, ze modyfikacje zeliwa wyjsciowego prowadzi sie w dwóch etapach, wprowadzajac w pierwszym etapie do zeliwa wyjsciowego magnez, po czym do uzyskanego zeliwa sferoidalnego wyprowadza sie ma¬ terial zawierajacy siarke w ilosci obliczonej ze wzoru S= A • Mg - B, w którym S oznacza ilosc siarki w % wagowych, znajdujacej sie we wprowadzanym materiale, Mg - ilosc magnezu w % wagowych, znajdujacego sie w zeliwie sferoidalnym, A - wspólczynnik zalezny od zawartosci magnezu i przyjmujacy wartosci liczbowe w przedziale od 0,9 do 1,2, zas B jest wspólczynnikiem zaleznym od zawartosci siarki w zeliwie sferoidalnym, przyjmujacym wartosci liczbowe w przedziale -0,02 do +0,05. 2. Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze wraz z materialem zawiera¬ jacym siarke wprowadza sie modyfikator, korzystnie FeSi o zawartosci 75% wagowych SI* 3* Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze stosuje sie wspólczynnik A równy 1,08*4 144 156 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie wspólczynnik B o wartosci w zakresie 0,016 do 0,028. 5* Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie material za¬ wierajacy siarke w postaci zwiazanej. 6. Sposób wedlug zastrz. 5» znamienny tym, ze siarke w postaci zwiazanej wprowadza sie jako rude siarczkowa, siarczek zelazawy, piryt zelazowy lub piryt magnetyczny. 7» Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako material zawierajacy siarke stosuje sie czysta siarke. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako material zawierajacy siarke stosuje sie mieszanine czystej siarki i siarki zwiazanej, przy czym mieszanina ta dodat¬ kowo zawiera cer, stop ceru, tytan, wapn, aluminium, cyrkon, bizmut. 9* Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze material zawierajacy siarke wprowadza sie w strumieniu zeliwa lub dodaje do zeliwa wypelniajacego forme.Pracownii Poligraficzni UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 220 zl PL PL PL PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. * Sposób wytwarzania zeliwa z grafitem kretkowym o zawartosci Mg/S w zakresie 2:1 do 1:1, polegajacy na wytwarzaniu zeliwa wyjsciowego, korzystnie w konwertorze i nastepnie mody¬ fikowaniu go w kadzi, mieszalniku lub ukladzie wlewowym, znamienny tym, ze modyfikacje zeliwa wyjsciowego prowadzi sie w dwóch etapach, wprowadzajac w pierwszym etapie do zeliwa wyjsciowego magnez, po czym do uzyskanego zeliwa sferoidalnego wyprowadza sie ma¬ terial zawierajacy siarke w ilosci obliczonej ze wzoru S= A • Mg - B, w którym S oznacza ilosc siarki w % wagowych, znajdujacej sie we wprowadzanym materiale, Mg - ilosc magnezu w % wagowych, znajdujacego sie w zeliwie sferoidalnym, A - wspólczynnik zalezny od zawartosci magnezu i przyjmujacy wartosci liczbowe w przedziale od 0,9 do 1,2, zas B jest wspólczynnikiem zaleznym od zawartosci siarki w zeliwie sferoidalnym, przyjmujacym wartosci liczbowe w przedziale -0,02 do +0,05.

2. Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze wraz z materialem zawiera¬ jacym siarke wprowadza sie modyfikator, korzystnie FeSi o zawartosci 75% wagowych SI*3. * Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze stosuje sie wspólczynnik A równy 1,08*4 144 1564. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie wspólczynnik B o wartosci w zakresie 0,016 do 0,028.5. * Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie material za¬ wierajacy siarke w postaci zwiazanej.6. Sposób wedlug zastrz. 5» znamienny tym, ze siarke w postaci zwiazanej wprowadza sie jako rude siarczkowa, siarczek zelazawy, piryt zelazowy lub piryt magnetyczny.7. » Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako material zawierajacy siarke stosuje sie czysta siarke.8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako material zawierajacy siarke stosuje sie mieszanine czystej siarki i siarki zwiazanej, przy czym mieszanina ta dodat¬ kowo zawiera cer, stop ceru, tytan, wapn, aluminium, cyrkon, bizmut.9. * Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze material zawierajacy siarke wprowadza sie w strumieniu zeliwa lub dodaje do zeliwa wypelniajacego forme. Pracownii Poligraficzni UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 220 zl PL PL PL PL PL