RU2139941C1 - Method of production of gray iron - Google Patents

Method of production of gray iron Download PDF

Info

Publication number
RU2139941C1
RU2139941C1 RU98118175A RU98118175A RU2139941C1 RU 2139941 C1 RU2139941 C1 RU 2139941C1 RU 98118175 A RU98118175 A RU 98118175A RU 98118175 A RU98118175 A RU 98118175A RU 2139941 C1 RU2139941 C1 RU 2139941C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melt
ladle
silicon
cast iron
carbon
Prior art date
Application number
RU98118175A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Б.Г. Богданов
Я.Г. Клецкин
В.А. Бессонов
С.М. Серебрин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Технолит-АВТО"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Технолит-АВТО" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Технолит-АВТО"
Priority to RU98118175A priority Critical patent/RU2139941C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2139941C1 publication Critical patent/RU2139941C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy; applicable in production of high-quality gray irons based on low-carbon melt. SUBSTANCE: method includes melting of initial melt-with contents of carbon and silicon of 0.65-0.85 and 0.2-0.5 wt.%, respectively, in ready iron. Melt is discharge into intermediate ladle. Added to melt is complex additive containing 20-35% of carbon and 50-75% of silicon in the amount of 1.5-3.5 wt.% of melt. Then, introduced into cast iron of casting ladle is graphitizing inoculants based on silicon in amount of 0.1-0.5 wt.% of total weight of liquid metal in ladle. EFFECT: reduced casting rejects simplified and low-cost process. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения гаммы высококачественных серых чугунов на базе единого низкоуглеродистого расплава. The invention relates to the field of metallurgy and can be used to obtain a range of high quality gray cast irons based on a single low-carbon melt.

Известны различные способы получения серого чугуна с использованием обработки расплава добавками, в том числе модифицирующими, как в плавильном агрегате, так и в ковше и в литейной форме. There are various methods for producing gray cast iron using melt processing by additives, including modifying ones, both in the melting unit, and in the ladle and in the mold.

Так, известен способ получения серого чугуна, включающий выплавку исходного расплава в низкочастотной тигельной печи, выпуск его в канальную печь при (t)= 1420-1460oC, перегрев и выпуск расплава в промежуточный ковш, где осуществляют модифицирование ферросилицием марки ФС 75 в количествах, зависящих от марки сплава и окончательной доводки чугуна по содержанию кремния [1] . Этот способ не дает возможности получать заготовки с различными свойствами на базе единого расплава, кроме того имеет место наличие газовых раковин в отливках.Thus, there is a known method for producing gray cast iron, including smelting the initial melt in a low-frequency crucible furnace, releasing it into a channel furnace at (t) = 1420-1460 o C, overheating and releasing the melt into an intermediate ladle, where the FS 75 grade is modified by ferrosilicon in quantities depending on the grade of alloy and the final fine-tuning of cast iron in silicon content [1]. This method does not make it possible to obtain billets with various properties on the basis of a single melt, in addition, there are gas sinks in the castings.

Известен способ получения серого чугуна, включающий выплавку исходного расплава в количестве 92-94% от емкости тигля, модифицирование в печи углерод- и кремнийсодержащими добавками, содержащими 0,06-0,10% графита и 0,4-0,8% ФС-20, с пригружением добавки твердыми металлическими материалами, с последующим модифицированием углерод- и кремнийсодержащими добавками в промежуточном ковше с использованием 0,01-0,27% C и 0,04-0,23% Si и в разливочном ковше - добавками 0,05 - 0,20% ферросилиция с РЗМ марки ФС 30 РЗМЗО и 0,1-0,5% ФС 75 [2]. Этот способ обеспечивает снижение брака по газовым раковинам, однако не обеспечивает однородности свойств в сечениях отливок различной толщины. A known method for producing gray cast iron, including the smelting of the initial melt in the amount of 92-94% of the crucible capacity, the modification in the furnace of carbon and silicon-containing additives containing 0.06-0.10% graphite and 0.4-0.8% FS- 20, with the additive being loaded with solid metal materials, followed by modification with carbon and silicon-containing additives in the intermediate ladle using 0.01-0.27% C and 0.04-0.23% Si and in the casting ladle with 0.05 additives - 0.20% ferrosilicon with REM grade FS 30 REMZO and 0.1-0.5% FS 75 [2]. This method provides a reduction in rejects in gas sinks, but does not provide uniformity of properties in sections of castings of various thicknesses.

Наиболее близким по мнению авторов является способ получения серого чугуна, включающий выплавку исходного расплава, путем расплавления шихты, содержащей 0,4-0,6 марочного количества кремния, перегрев расплава, выдержку, введение присадки ферросилиция из расчета получения содержания Si на 15-20% ниже марочного и двойное модифицирование в ковше; причем сначала в ковш выпускают 0,4-0,6 массы расплава, вводят модификаторы в количестве 0,1-0,15% массы расплава, а после выпуска в ковш остальной части расплава вводят модификатор, содержащий FeSi, SiCa и графит в количестве 0,6-0,7 мас.% при соответствии компонентов (1-1,15) : (1-1,1) : (0,4-0,7) [3]. The closest, according to the authors, is a method for producing gray cast iron, including smelting the initial melt by melting a mixture containing 0.4-0.6 grade amount of silicon, overheating the melt, holding, introducing ferrosilicon additive based on obtaining Si content by 15-20% lower vintage and double modification in the bucket; and first, 0.4-0.6 mass of the melt is released into the ladle, modifiers are introduced in an amount of 0.1-0.15% of the mass of the melt, and after the rest of the melt is released into the ladle, a modifier containing FeSi, SiCa and graphite in the amount of 0 is introduced , 6-0.7 wt.% With the compliance of the components (1-1.15): (1-1.1): (0.4-0.7) [3].

Этот способ позволяет снизить энергозатраты при сохранении качества чугуна, в частности снижается отбел чугуна. Однако этот способ не дает возможности получения высоких прочностных свойств чугуна без роста твердости и соответственно без ухудшения обрабатываемости, а также достаточной однородности механических свойств в сечениях отливок различной толщины. This method allows to reduce energy consumption while maintaining the quality of cast iron, in particular, bleaching of cast iron is reduced. However, this method does not make it possible to obtain high strength properties of cast iron without an increase in hardness and, accordingly, without deterioration of machinability, as well as sufficient uniformity of mechanical properties in sections of castings of various thicknesses.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: получение оптимального соотношения прочности и твердости чугуна, однородности свойств по сечению отливок без удорожания процесса получения чугуна. The objective of the invention is to remedy these disadvantages, namely: obtaining the optimal ratio of strength and hardness of cast iron, the uniformity of properties over the cross section of castings without increasing the cost of the process for producing cast iron.

Техническим результатом от использования изобретения является снижение брака литья при одновременном упрощении и удешевлении процесса. The technical result from the use of the invention is to reduce the marriage of castings while simplifying and cheapening the process.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе, включающем выплавку исходного расплава, выпуск расплава в ковш и двукратную ковшевую обработку расплава углерод- и кремнийсодержащими материалами, исходный расплав выплавляют с содержанием углерода и кремния, составляющим соответственно 0,65-0,85 и 0,20-0,50 содержания их в готовом чугуне, выпускают расплав в промежуточный ковш, при этом первую обработку расплава проводят в промежуточном ковше путем введения комплексной присадки, содержащей 20-35% углерода и 50-75% кремния в количестве 1,5-3,5% от массы расплава, а вторую - в разливочном ковше путем введения в ковш графитизирующих модификаторов на основе кремния в количестве 0,1-0,5% от массы жидкого металла в ковше. The stated technical problem is solved in that in a method including smelting the initial melt, releasing the melt into the ladle and double ladle processing of the melt with carbon and silicon-containing materials, the initial melt is smelted with a carbon and silicon content of 0.65-0.85 and 0, respectively , 20-0.50 of their content in the finished cast iron, the melt is released into the intermediate ladle, while the first melt processing is carried out in the intermediate ladle by introducing a complex additive containing 20-35% carbon and 50-75% silicon in an amount of 1.5- 3.5% by weight of the melt, and the second in the casting ladle by introducing graphitizing silicon-based modifiers into the ladle in an amount of 0.1-0.5% by weight of the molten metal in the ladle.

Граничные пределы параметров предлагаемого способа получения серого чугуна определяются следующим: при содержании в базовом расплаве углерода менее 0,65 и/или кремния менее 0,2 от их конечных содержаний в готовом чугуне последующая ковшевая обработка не позволяет обеспечить полное усвоение присадок. Это в свою очередь приводит к резкому повышению твердости и склонности к отбелу выплавляемого серого чугуна. The boundary parameters of the proposed method for producing gray cast iron are determined by the following: when the content of carbon in the base melt is less than 0.65 and / or silicon less than 0.2 of their final contents in the finished cast iron, subsequent ladle processing does not allow complete assimilation of additives. This, in turn, leads to a sharp increase in hardness and a tendency to bleach melted gray cast iron.

Если содержание углерода более 0,85 и/или кремния более 0,5 от их содержаний в готовом чугуне, снижается эффективность ковшевой комплексной присадки и не обеспечивается равномерность механических свойств чугуна по сечениям отливок различной толщины. If the carbon content is more than 0.85 and / or silicon more than 0.5 of their contents in the finished cast iron, the efficiency of the ladle complex additive is reduced and the uniformity of the mechanical properties of cast iron in sections of castings of different thicknesses is not ensured.

Наличие в составе комплексной присадки 20-35% углерода и 50-75% кремния обеспечивает достижение необходимого соотношения между содержаниями углерода и кремния в готовом чугуне и возможность их регулирования для получения гаммы серых чугунов с различными показателями механических свойств в соответствии с заданной маркой. The presence of 20-35% carbon and 50-75% silicon in the complex additive ensures the achievement of the necessary ratio between the carbon and silicon contents in the finished cast iron and the possibility of their regulation to obtain a range of gray cast irons with various indicators of mechanical properties in accordance with a given brand.

Введение в ковш комплексной присадки в количестве менее 1,5% от массы расплава не позволяет достигнуть необходимых пределов содержаний углерода и кремния, что обусловливает ухудшение литейных свойств чугуна и образование усадочных дефектов и спаев в отливках. The introduction of a complex additive in the bucket in an amount of less than 1.5% by weight of the melt does not allow reaching the necessary limits of carbon and silicon contents, which leads to a deterioration in casting properties of cast iron and the formation of shrinkage defects and junctions in castings.

Повышение количества комплексной присадки свыше 3% массы расплава не позволяет обеспечить ее полное усвоение. Возникающие при этом флотационные процессы приводят к структурной неоднородности чугуна в отливках и снижению прочностных свойств, особенно в массивных сечениях отливок. The increase in the number of complex additives over 3% of the mass of the melt does not allow for its complete assimilation. The flotation processes resulting from this lead to structural heterogeneity of cast iron in castings and a decrease in strength properties, especially in massive sections of castings.

Вторичная графитизирующая обработка серого чугуна сплавами на основе кремния в количестве 0,1-0,5% от массы жидкого металла в ковше обеспечивает модифицирующий эффект, повышая дисперсность структуры серого чугуна и прочностные свойства, а также снижая склонность чугуна к отбелу. Secondary graphitizing treatment of gray cast iron with silicon-based alloys in an amount of 0.1-0.5% of the mass of liquid metal in the ladle provides a modifying effect, increasing the dispersion of the structure of gray cast iron and strength properties, as well as reducing the tendency of cast iron to bleach.

При промышленном опробовании способа в индукционной тигельной печи выплавляли исходный расплав с содержанием углерода 0,65-0,85 и кремния 0,2-0,5 от их конечного содержания в чугуне, готовом к заливке в литейные формы. Шихта состояла из стального лома, чугунного лома и ферросплавов. Металл в печи перегревали до температуры выпуска 1480oC, после чего скачивали шлак. На дно предварительно разогретого промежуточного ковша вводили комплексную присадку, содержащую 20-35% углерода и 50-75% кремния, состоящую из измельченных углерод- и кремнийсодержащих материалов, в количестве 1,5-3,5% от массы жидкого металла. После наполнения промежуточного ковша и растворения присадки расплав переливали в разливочный ковш. В разливочном ковше производили обработку металла модифицирующей смесью ферросилиция марки ФС-75Л и кремнийсодержащей лигатурой с РЗМ в количестве 0,1-0,5% от массы жидкого металла в ковше. Чугун, полученный по данной технологии, заливали в формы для получения разностенных фасонных отливок и образцов для проведения механических испытаний.During industrial testing of the method in an induction crucible furnace, the initial melt was smelted with a carbon content of 0.65-0.85 and silicon 0.2-0.5 of their final content in cast iron, ready for casting into casting molds. The mixture consisted of steel scrap, cast iron scrap and ferroalloys. The metal in the furnace was overheated to a discharge temperature of 1480 ° C, after which slag was downloaded. A complex additive containing 20-35% carbon and 50-75% silicon, consisting of crushed carbon and silicon-containing materials, in the amount of 1.5-3.5% by weight of the molten metal, was introduced to the bottom of the preheated intermediate ladle. After filling the intermediate ladle and dissolving the additive, the melt was poured into the casting ladle. In the casting ladle, the metal was treated with a modifying mixture of FS-75L grade ferrosilicon and a silicon-containing ligature with rare-earth metals in an amount of 0.1-0.5% by weight of the molten metal in the ladle. Cast iron obtained by this technology was poured into molds to produce wall-mounted shaped castings and samples for mechanical testing.

Результаты, полученные при применении различных вариантов предложенного способа и способа-прототипа приведены в таблицах. В табл. 1 представлены конкретные примеры осуществления способа и способа-прототипа. В табл. 2 представлены свойства чугуна, полученного заявленным способом и известным способом-прототипом. The results obtained by applying various variants of the proposed method and the prototype method are shown in tables. In the table. 1 presents specific examples of the method and prototype method. In the table. 2 presents the properties of cast iron obtained by the claimed method and the known method of the prototype.

Из результатов табл. 1 следует, что при применении предлагаемого способа при одинаковых конечных химических составах чугуна временное сопротивление при растяжении, однородность значений прочности в сечениях отливки различной толщины (соотношение σ 15 в 30 в ) и показатель качества чугуна ПК возрастают на 15-20%.From the results of the table. 1 it follows that when applying the proposed method with the same final chemical compositions of cast iron, tensile strength, uniformity of strength values in sections of castings of different thicknesses (ratio σ fifteen in / σ thirty in ) and the quality index of cast iron PC increase by 15-20%.

Предлагаемый способ позволяет получать серые чугуны, отличающиеся высокими значениями показателя качества Паттерсона ПК [4], который в упрощенном виде является отношением показателей прочности и твердости чугуна. Известно, что для чугунов одинакового химического состава меньшая твердость при равной прочности свидетельствует о более высоком качестве чугуна в целом (большая пластичность, лучшая обрабатываемость). The proposed method allows to obtain gray cast irons, characterized by high values of the quality indicator of Patterson PC [4], which in a simplified form is the ratio of the strength and hardness of cast iron. It is known that for cast iron of the same chemical composition, lower hardness with equal strength indicates a higher quality of cast iron as a whole (greater ductility, better machinability).

Экономическая целесообразность применения в производстве предлагаемого способа получения серого чугуна состоит в возможности выплавки базового расплава из шихты, состоящей преимущественно из дешевого стального и чугунного лома с минимальным количеством доменных чушковых чугунов. The economic feasibility of using the proposed method for producing gray cast iron in production consists in the possibility of smelting the base melt from a charge, consisting mainly of cheap steel and cast iron scrap with a minimum amount of blast furnace pig iron.

Список литературы
1. Патент ГДР N 259755? C 21 C 1/08 (РЖ ТОЛП, 1989, N 4, реф. 4Г119П).
List of references
1. GDR patent N 259755? C 21 C 1/08 (RZH TOLP, 1989, N 4, ref. 4G119P).

2. Авт.св. N 1812211, C 21 C 1/00, БИ N 16, 1993. 2. Auto N 1812211, C 21 C 1/00, BI N 16, 1993.

3. Авт.св. N 1497226, C 21 C 1/10, БИ N 28, 1989. 3. Auto N 1497226, C 21 C 1/10, BI N 28, 1989.

4. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. - М.: Машиностроение, 1966, с. 330. 4. Girshovich N.G. Crystallization and properties of cast iron in castings. - M.: Mechanical Engineering, 1966, p. 330.

Claims (1)

Способ получения серого чугуна, включающий выплавку исходного расплава, выпуск расплава в ковш и двухкратную ковшевую обработку расплава углерод- и кремнийсодержащими материалами, отличающийся тем, что исходный расплав выплавляют с содержанием углерода и кремния, составляющим соответственно 0,65 - 0,85 и 0,2 - 0,5 содержания их по массе в готовом чугуне, выпускают расплав в промежуточный ковш, при этом первую обработку расплава проводят в промежуточном ковше путем введения комплексной присадки, содержащей 20 - 35% углерода и 50 - 75% кремния в количестве 1,5 - 3,5% от массы расплава, а вторую - в разливочном ковше, путем введения графитизирующих модификаторов на основе кремния в количестве 0,1 - 0,5% от массы жидкого металла в ковше. A method for producing gray cast iron, including smelting the initial melt, releasing the melt into a ladle and double ladle processing of the melt with carbon and silicon-containing materials, characterized in that the initial melt is smelted with a carbon and silicon content of 0.65-0.85 and 0, respectively. 2 - 0.5 of their content by weight in the finished cast iron, the melt is released into the intermediate ladle, while the first melt processing is carried out in the intermediate ladle by introducing a complex additive containing 20 - 35% carbon and 50 - 75% silicon in amount Tween 1.5 - 3.5% of the mass of the melt, and the second in the casting ladle, by introducing graphitizing silicon-based modifiers in the amount of 0.1 - 0.5% of the mass of liquid metal in the ladle.
RU98118175A 1998-10-02 1998-10-02 Method of production of gray iron RU2139941C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98118175A RU2139941C1 (en) 1998-10-02 1998-10-02 Method of production of gray iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98118175A RU2139941C1 (en) 1998-10-02 1998-10-02 Method of production of gray iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2139941C1 true RU2139941C1 (en) 1999-10-20

Family

ID=20210982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98118175A RU2139941C1 (en) 1998-10-02 1998-10-02 Method of production of gray iron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2139941C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU1813113C (en) Cast iron modifier
CA3017325C (en) Gray cast iron inoculant
US2867555A (en) Nodular cast iron and process of manufacture thereof
US20240167126A1 (en) Spheroidal Graphite Cast Iron, Method for Manufacturing Spheroidal Graphite Cast Iron, and Spheroidizing Treatment Agent
RU2139941C1 (en) Method of production of gray iron
US3689255A (en) Process for the production of cast iron with spherolites
RU2542157C1 (en) Method of steelmaking in arc furnace
JP2634707B2 (en) Manufacturing method of spheroidal graphite cast iron
EP0041953A1 (en) Production of vermicular graphite cast iron.
RU2177041C1 (en) Method of gray cast iron production
RU2188240C1 (en) Method of high-strength cast iron production
RU2618294C1 (en) Procedure for melting synthetical nodular cast iron in induction furnaces
JP2626417B2 (en) Graphite spheroidizing alloy in mold and graphite spheroidizing method
RU2040575C1 (en) Modifying agent for cast iron
RU2688099C1 (en) Cast iron melting method in electric-arc furnaces
CN1323906A (en) Al-Fe-Si intermediate alloy as steel making deoxidant and its prepn.
SU1097700A1 (en) Ferro alloy for making high tensile cast iron
SU1097680A1 (en) Method for producing modified grey cast iron
RU1770372C (en) Method of high-duty cast iron production
SU1705395A1 (en) Cast iron
CN117222769A (en) Production of ferrosilicon-vanadium and/or niobium alloys and use thereof
SU1569340A1 (en) Method of inoculating cast iron
SU834207A1 (en) Steel manufacture method
SU1726530A1 (en) Process for producing cast iron with globular graphite
SU334259A1 (en) METHOD OF GETTING MOLYBDEN — TUNGSTEN — SILICON YELLOWS