RU2145638C1 - Способ непрерывного получения предварительно обработанного расплавленного чугуна для отливки заготовок и его вариант - Google Patents
Способ непрерывного получения предварительно обработанного расплавленного чугуна для отливки заготовок и его вариант Download PDFInfo
- Publication number
- RU2145638C1 RU2145638C1 RU96116154/02A RU96116154A RU2145638C1 RU 2145638 C1 RU2145638 C1 RU 2145638C1 RU 96116154/02 A RU96116154/02 A RU 96116154/02A RU 96116154 A RU96116154 A RU 96116154A RU 2145638 C1 RU2145638 C1 RU 2145638C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- melt
- graphite
- molten
- molten iron
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 98
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 title abstract 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 50
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims abstract description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 118
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 82
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 59
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 22
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 7
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 31
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 abstract 2
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 47
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 38
- 229940091250 magnesium supplement Drugs 0.000 description 37
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 36
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 16
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 16
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002165 CarbonCast Polymers 0.000 description 1
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
- C21C1/105—Nodularising additive agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии. Способ непрерывного получения расплавленного литейного чугуна для литья чугуна с компактным графитом (ЧКГ) включает получение десульфурированного расплавленного чугуна (РЧ), введение веществ для регулирования углеродного эквивалента, транспортировку РЧ в печь кондиционирования, в которой РЧ поддерживают в заданных пределах для компенсации расхода чугуна, разливку расплавленного чугуна в формы или ковши, а из этих ковшей - в формы и введение модифицирующих форму графита веществ и затравочных веществ. Отбирают пробу РЧ перед указанной разливкой или из литейных форм с последующим затвердеванием пробы из состояния, в котором проба и сосуд для ее хранения находятся в термическом равновесии при температуре выше температуры кристаллизации, с регистрацией изменения температуры расплавленного чугуна в центре пробы и в непосредственной близости от стенки сосуда. После чего используют зарегистрированные изменения температуры для установления структурных свойств и углеродистого эквивалента чугуна известным способом. Когда установленные углеродный эквивалент и структурные свойства чугунного литья отклоняются от известных свойств ЧКГ, регулируют в полученной ванне десульфурированного РЧ количество вводимого регулирующего потенциал графитизации вещества или регулирование вводимого или удаляемого модифицирующего форму графита вещества в ванне РЧ или в печи кондиционирования, или регулируют непосредственно перед заливкой чугуна в литейные формы количество вводимого затравочного вещества в заданном соотношении с указанным отклонением. Изобретение позволяет непрерывно производить ЧКГ, обладающий желательными свойствами, за счет улучшения непрерывного управления свойствами производимого продукта в процессе его производства, 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил. .
Description
Изобретение относится к способу получения предварительно обработанного расплавленного чугуна для литья объектов, которые затвердевают в виде чугуна с компактным графитом.
Чугун с компактным графитом, сокращенно именуемый ниже ЧКГ, представляет собой тип литейного чугуна, в котором графит проявляется в червеобразной форме (этот тип также называют литейным чугуном с компактным графитом или чугуном с червеобразным графитом), если смотреть на двумерную плоскость полирования; червеобразный графит определяют как графит "Формы Ш" в стандарте ИСО/Р 945-1969 (ISO/R 945-1969) или, в другом варианте, как "Тип IV" в Технических условиях А 247 Американского общества по испытанию материалов (ASTM).
Механические свойства ЧКГ являются сочетанием наилучших свойств серого чугуна и чугуна с шаровидным графитом. Предел усталости и предел прочности при растяжении ЧКГ сравнимы со значениями этих параметров для перлитного чугуна с шаровидным графитом, тогда как удельная теплопроводность ЧКГ аналогична удельной теплопроводности серого чугуна. Несмотря на это ЧКГ в настоящее время является лишь ограниченной частью общего мирового производства литейного чугуна по сравнению с серым чугуном, доля которого составляет около 70% общего производства литейного чугуна, и чугуном с шаровидным графитом, доля которого составляет около 25% указанного общего производства.
Одной из причин сложившегося ранее ограниченного производства ЧКГ является трудность его надежного производства. Эта трудность заключается в том, что потенциалом графитизации и модифицирующими форму графита элементами нужно непрерывно управлять в узком диапазоне (значений), в процессе производства. К настоящему времени этого добивались с помощью большого количества тестов и экспериментальных, хорошо известных и зачастую дорогих присадок, вводимых в систему. Все же эти трудности были большей частью преодолены способами, раскрытыми в SE-B-444817, SE-B-469712 и SE-B-470091. В SE-B-444817 раскрыт способ производства литейного чугуна, содержащего модифицирующие форму графита вещества, который основан на термическом анализе, что дает возможность устанавливать выделение и рост графита по окончании процесса фактического затвердевания малого представительного образца и в конце-концов обрабатывать расправ дополнительными модифицирующими форму графита элементами, как это требуется для оптимального затвердевания ЧКГ после литья. Регистрируют зависящее от времени изменение температуры в центре образца и в точке расплава, лежащей вблизи от стенки пробо-отборного сосуда, в процессе затвердевания, за счет чего получают две разные кривые затвердевания, которые можно использовать, чтобы получить информацию относительно протекания затвердевания в процессе литья. Поскольку этот способ отбора проб дает быструю и очень точную информацию, касающуюся свойств кристаллизации, присущих расправу, предмет изобретения SE-B-444817 представляет собой первую реальную возможность управления крупносерийным производством ЧКГ.
В SE-B-469712 речь идет о развитии способа, рекомендованного SE-B-444817, и при этом используют особый тип сосуда для хранения образцов, имеющего стенки, пропитанные веществом, которое снижает концентрацию элементарного магния, растворенного в расплаве, вблизи стенки сосуда по меньшей мере на 0,003%. Это делается для того, чтобы создать в результате границу понижения содержания Mg при образовании чешуйчатого графита; что касается элементарного Mg, переход от образования компактного графита к образованию чешуйчатого графита как раз и дает диапазон концентраций всего в 0,003 процентных единиц, точнее - от 0,008% до 0,005%, хотя абсолютные значения могут изменяться в зависимости от времени затвердевания.
В SE-B-470091 раскрыто дальнейшее развитие способа, рекомендованного SE-B-444817. В описании к этому патенту указано, как можно определять еще и физический углеродный эквивалент (У.Э.) или потенциал графитизации расплавов литейного чугуна с модифицированной структурой, в число которых, помимо всех остальных, входит ЧКГ, который имеет значение У.Э. выше, чем эвтектическая точка. И здесь результаты термического анализа используют для коррекции или регулирования состава расплава. Способ основан на введении в пробоотборный сосуд образцов чугуна с низким содержанием углерода, причем размер этих образцов подбирают так, что эти образцы не плавятся полностью, когда сосуд наполняют расплавленным чугуном. Температуру расплава регистрируют, когда расплав затвердевает. Когда температура пересекает линию γ- ликвидуса, эту температуру регистрируют как абсолютную температуру или как разность температур по отношению к значениям измеренной и калиброванной эвтектической температуры для аналогичного типа литейного чугуна модифицированной структуры; У.Э. расплава определяют на основе фазовой диаграммы для этого литейного чугуна модифицированной структуры.
Положения, указанные в этих описаниях к патентам, отражают во всех основных чертах состояние известного уровня техники, на котором основаны способы производства ЧКГ однородного качества в промышленном масштабе. Это было почти не осуществимо старыми способами, раскрытыми, например, в DE-Al-29,37,321 (Стефанеску (Stefanescu)), DE-Cl-34,12,024 (Лампик (Lampic)) или JP-52,026,039 (Комацу (Komatsu)), поскольку обременены тяжелым грузом проблем с металлоломом. Однако, как упоминалось выше, производство ЧКГ остается весьма и весьма умеренным. Одна из важных причин этого состоит в том, что до сих пор было невозможно надежно управлять производством ЧКГ в каких бы то ни было непрерывных или полунепрерывных процессах, а можно было это делать только в периодических процессах.
"Непрерывный процесс" здесь в основном означает процесс непрерывного получения расплавленного чугуна, который затвердевает в виде ЧКГ, например - для литья в формах, расположенных в технологической линии непрерывного литьевого формования, т. е. процесс, посредством которого можно получать непрерывающийся поток такого расплавленного чугуна непрерывно, без какого бы то ни было прерывания процесса для подачи сырья или отвода обработанного чугуна, в отличие от "периодического процесса", который здесь означает производство и распределение отдельных партий расплавленного чугуна, который затвердевает в виде ЧКГ, после чего необязательно проводят аналогичную периодическую обработку; "полунепрерывный процесс" здесь означает процесс в целом, содержащий и периодический субпроцесс, и непрерывный субпроцесс, например, процесс, включающий периодическую обработку и подачу сырья в реактор, из которого конечные продукты можно получать на непрерывной основе, т. е. - без какого бы то ни было прерывания; в настоящем случае это означает, что процесс дает возможность выбора производства непрерывного ручья ЧКГ, хотя остается и возможность производства независимых отливок из ЧКГ, которое, по выбору, может происходить в технологической линии непрерывного литьевого формования.
Одно важное различие между периодическим процессом, с одной стороны, и непрерывным или полунепрерывным процессом, с другой стороны, состоит в том, что в периодическом процессе свойства продукта в принципе нельзя изменять или регулировать от одной производственной позиции к другой, а можно делать это только при подготовке новой партии материала, тогда как в процессе, который включает по меньшей мере один управляемый субпроцесс, такие изменения или регулировки в принципе можно осуществлять в любой момент времени; в настоящем случае это осуществляют путем последовательного управления содержанием затравочных веществ (а также, необязательно, модифицирующих форму графита веществ) в расплавленном чугуне на самой последней возможной стадии технологического процесса перед литьем, как будет подробно указано ниже. Из соображений простоты, а также руководствуясь вышеуказанной разницей, и понятие "непрерывного", процесса, и понятие "полунепрерывного процесса" в этом описании будут входить в термин "непрерывный процесс".
Тот факт, что для получения экономических выгод крупносерийное производство металлов или сплавов при литье изделий, близких по форме к готовому продукту, рано или поздно потребует непрерывного процесса производства, должен быть очевиден тем, кто работает в данной области техники. Непрерывный процесс должен обладать рядом преимуществ по отношению к периодическому процессу, что должно быть очевидно для специалистов в данной области техники. С точки зрения логики, например, непрерывные процессы производства могут дать преимущества, заключающиеся в том, что потенциальная опасность "перегруженных участков" или "узких мест" в производственной цепочке была бы значительно меньше, давая возможность оптимизированного экономичного использования производственной установки.
Как упоминалось во вводной части описания, одна из основных причин того, что ЧКГ по-прежнему получают посредством периодических процессов, а не непрерывных процессов, состоит в том, что проблемы управления процессом, присущие старым способам, не позволяют получить надежные процессы непрерывного производства ЧКГ.
Все техническое развитие любой степени практической важности в этой области было направлено на решение проблемы периодических процессов производства. Поэтому в вышеуказанных описаниях к патентам раскрыты способы, которые направлены на управление и регулирование состава заданного расплава ограниченного объема, т.е. партии. Из этой партии берут пробу и, если результат термического анализа показывает отклонения от заданных значений, корректируют состав всей партии, т.е. - в случае, если такая коррекция вообще возможна; если нельзя осуществить коррекцию состава партии, всю партию бракуют.
После отбора пробы и коррекции постава расплава расплавленный чугун как можно быстрее льют в соответствии с известными способами, как правило - в течение 5 - 20 минут. Многие присадки в расплаве вступают в химическую реакцию и становятся инертными в жидком чугуне, поддерживая температуру, когда время ожидания слишком велико. Таким образом, условия периодического процесса производства не дают больше одной возможности отбора проб в каждой партии, и прерывания процесса недопустимы. Пробу берут из передаточного ковша, и требуется такое время на удаление шлака из расплава и передачу расплава на позицию окончательной обработки, чтобы можно было их проводить в течение анализа пробы, за счет чего результаты анализа потом используют для осуществления любой необходимой регулировки расплава до литья. Стесняющий во времени термический анализ непригоден, поскольку это уменьшило бы резерв времени литья. Таким образом, хотя они обладают многими преимуществами, известные процессы нельзя считать надежной основой для какого бы то ни было непрерывного процесса производства, поскольку они не дают возможностей непрерывного управления свойствами продукта в соответствии с известным уровнем техники, а позволяют проводить только регулировку одной партии за один раз.
При периодических способах производства вводят большое количество затравочных и модифицирующих форму графита веществ в расплав на ранней стадии процесса, после чего выполняют процесс отбора проб для термического анализа и проводят коррекции непосредственно перед литьем. Это большое количество затравочного вещества должно быть значительно больше, чем количество, соответствующее его необходимому содержанию в отливаемом чугуне, поскольку затравочное вещество оказывает ограниченное воздействие; затравочное вещество стимулирует образование кристаллов графита, но если литье, а вместе с ним - и охлаждение расплава не происходит в заметном объеме, то большое количество центров кристаллизации, полученных таким образом, повторно растворяются в расплаве или физически устраняются из расплава, например, за счет флотации. Конечно, было бы желательно уменьшить используемое количество затравочного вещества до количества, которое соответствует требуемому содержанию в отливаемом чугуне.
Количество серы, присутствующей в расплаве литейного чугуна, вводимом в процесс, следует поддерживать на низком уровне; сера сама по себе нежелательна в ЧКГ, и потому ее во всех случаях нужно извлекать в ходе процесса. Высокое содержание серы также будет уменьшать точность термического анализа. Любое количество присутствующей серы будет реагировать с магнием, который является модифицирующим форму графита веществом, обычно используемым в таких процессах. Как недвусмысленно следует из SE-B-469712, только растворенный магний в элементарной форме оказывает модифицирующее форму графита воздействие. При анализе измеренного результата выяснилось, что высокое содержание серы вызывает неопределенность в том, прореагировала полностью или нет большая часть магния, введенного в систему, с серой, имевшейся в наличии в момент отбора пробы, а значит - вызывает неопределенность и в той степени, до которой необходима коррекция расплава.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является способ производства предварительно обработанного расплавленного чугуна с компактной формой графита, известного из патента WO N 92/08609 Al, B 22 D 2/00, C 21 C 1/10, 30.04.92.
Известному способу присущи недостатки вышеописанных в преамбуле способов.
В основу изобретения положена задача разработать непрерывный способ производства ЧКГ, обладающего вышеуказанными желательными свойствами за счет улучшенного управления производственным процессом.
Поставленная задача решается тем, что способ непрерывного получения предварительно обработанного расплавленного чугуна для отливки заготовок, который затвердевает в виде чугуна с компактным графитом, согласно изобретению, включает:
a) непрерывное получение ванны десульфурированного расплавленного чугуна;
b) регулирование, на основе результатов, полученных на этапе g), углеродного эквивалента расплава в ванне, полученной на этапе a), посредством добавления в расплав углерода и/или кремния и/или стали и регулирования содержания модифицирующих агентов, определяющих форму графита;
c) перемещение расплавленного чугуна в печь кондиционирования, в которой количество расплавленного чугуна поддерживают в предварительно заданных пределах для компенсации расхода чугуна, который периодически сливают в отдельные литейные формы на этапе d);
d) введение, на основе результатов, полученных на этапе g), затравочных агентов непосредственно перед разливкой чугуна в литейные формы;
e) отбор проб расплавленного чугуна из расплава в литейной форме;
f) затвердевание пробы в состоянии, при котором проба и вмещающая ее емкость находятся по существу в термическом равновесии при температуре выше температуры кристаллизации, с регистрацией при этом изменения температуры в зависимости от времени для определения свойств структуры и углеродного эквивалента чугуна по известной методике; и
g) если углеродный эквивалент и/или установленные свойства структуры чугуна в пробе отклоняются от соответствующих известных значений углеродного эквивалента и свойств структуры больше, чем предварительно заданные значения, то I) регулируют углеродный эквивалент в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, II) регулируют количество модифицирующего агента, определяющего форму графита, в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, или, если это необходимо, непосредственно в печи кондиционирования, и/или III) вводят затравочный агент на этапе d).
a) непрерывное получение ванны десульфурированного расплавленного чугуна;
b) регулирование, на основе результатов, полученных на этапе g), углеродного эквивалента расплава в ванне, полученной на этапе a), посредством добавления в расплав углерода и/или кремния и/или стали и регулирования содержания модифицирующих агентов, определяющих форму графита;
c) перемещение расплавленного чугуна в печь кондиционирования, в которой количество расплавленного чугуна поддерживают в предварительно заданных пределах для компенсации расхода чугуна, который периодически сливают в отдельные литейные формы на этапе d);
d) введение, на основе результатов, полученных на этапе g), затравочных агентов непосредственно перед разливкой чугуна в литейные формы;
e) отбор проб расплавленного чугуна из расплава в литейной форме;
f) затвердевание пробы в состоянии, при котором проба и вмещающая ее емкость находятся по существу в термическом равновесии при температуре выше температуры кристаллизации, с регистрацией при этом изменения температуры в зависимости от времени для определения свойств структуры и углеродного эквивалента чугуна по известной методике; и
g) если углеродный эквивалент и/или установленные свойства структуры чугуна в пробе отклоняются от соответствующих известных значений углеродного эквивалента и свойств структуры больше, чем предварительно заданные значения, то I) регулируют углеродный эквивалент в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, II) регулируют количество модифицирующего агента, определяющего форму графита, в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, или, если это необходимо, непосредственно в печи кондиционирования, и/или III) вводят затравочный агент на этапе d).
Поставленная задача решается также тем, что предложен альтернативный способ непрерывного получения предварительно обработанного расплавленного чугуна для отливки заготовок, который затвердевает в виде чугуна с компактным графитом и включает:
a) непрерывное получение десульфурированной ванны расплавленного чугуна;
b) регулирование, на основе результатов, полученных на этапе i), углеродного эквивалента расплава в ванне, полученной на этапе a), посредством добавления в расплав углерода и/или кремния и/или стали:
c) перемещение расплавленного чугуна в печь кондиционирования, в которой количество расплавленного чугуна поддерживают в предварительно заданных пределах компенсации расхода чугуна, который периодически сливают в ковши на этапе d);
d) разливку расплавленного чугуна в ковши;
e) регулирование на основе результатов, полученных на этапе i), содержания модифицирующих агентов, определяющих форму графита, и/или затравочных агентов;
f) разливку расплавленного чугуна из ковша в, по меньшей мере, одну литейную форму;
g) отбор пробы расплавленного чугуна из литейной формы;
h) затвердевание пробы в состоянии, при котором проба и вмещающая ее емкость находятся по существу в термическом равновесии при температуре выше температуры кристаллизации, с регистрацией при этом изменения температуры в зависимости от времени для определения свойств структуры и углеродного эквивалента чугуна по известной методике; и
i) если углеродный эквивалент и/или установленные свойства структуры чугуна в пробе, отклоняются от соответствующих известных значений углеродного эквивалента и свойств структуры больше, чем предварительно заданные значения, то I) регулируют углеродный эквивалент в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, II) регулируют количество модифицирующего агента, определяющего форму графита, в полученной на этапе e) ванне расплавленного чугуна, и/или III) вводят затравочный агент на этапе e).
a) непрерывное получение десульфурированной ванны расплавленного чугуна;
b) регулирование, на основе результатов, полученных на этапе i), углеродного эквивалента расплава в ванне, полученной на этапе a), посредством добавления в расплав углерода и/или кремния и/или стали:
c) перемещение расплавленного чугуна в печь кондиционирования, в которой количество расплавленного чугуна поддерживают в предварительно заданных пределах компенсации расхода чугуна, который периодически сливают в ковши на этапе d);
d) разливку расплавленного чугуна в ковши;
e) регулирование на основе результатов, полученных на этапе i), содержания модифицирующих агентов, определяющих форму графита, и/или затравочных агентов;
f) разливку расплавленного чугуна из ковша в, по меньшей мере, одну литейную форму;
g) отбор пробы расплавленного чугуна из литейной формы;
h) затвердевание пробы в состоянии, при котором проба и вмещающая ее емкость находятся по существу в термическом равновесии при температуре выше температуры кристаллизации, с регистрацией при этом изменения температуры в зависимости от времени для определения свойств структуры и углеродного эквивалента чугуна по известной методике; и
i) если углеродный эквивалент и/или установленные свойства структуры чугуна в пробе, отклоняются от соответствующих известных значений углеродного эквивалента и свойств структуры больше, чем предварительно заданные значения, то I) регулируют углеродный эквивалент в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, II) регулируют количество модифицирующего агента, определяющего форму графита, в полученной на этапе e) ванне расплавленного чугуна, и/или III) вводят затравочный агент на этапе e).
Предпочтительные варианты воплощения предлагаемого способа охарактеризованы в также прилагаемых зависимых пунктах формулы изобретения.
Отклоняясь от направления, в котором развивалась эта область техники, и, найдя замену термическому анализу полностью обработанного чугуна, можно решить вышеупомянутые проблемы и получать ЧКГ непрерывным способом.
Согласно настоящему изобретению, затравочные вещества необходимо вводить только непосредственно перед литьем, т.е. в точно определенных количествах, что было невозможно при традиционных способах, когда затравочное вещество вводили на ранних стадиях процесса, но обязательно - в избыточных количествах. Вместе с тем, в случае настоящего изобретения замеряют способность полностью обработанного чугуна к кристаллизации, а результат этого измерения используют для управления, с обратной связью, подачей затравочного вещества, которую осуществляют на последней возможной стадии процесса обработки с тем, чтобы оптимизировать количество затравочного вещества, вводимого в систему. Поскольку затравочное вещество обычно включает в себя FesI, это также окажет влияние на значение У.Э., и этот результат тоже окажет обратное влияние на стадию II и будет использован для увеличения или уменьшения навески веществ для регулирования содержания углерода и/или кремния в чугуне, если это необходимо.
При воплощении настоящего изобретения его легче приспособить к расплавам чугуна с высоким содержанием серы, если приходится использовать таковые. Можно предусмотреть стадию десульфурации перед передачей расплавленного литейного чугуна в печь кондиционирования (conditioning furnace), или, вместе этого, можно ввести некоторое заданное количество модифицирующего форму графита вещества, которое, помимо количества, требуемого для модификации структурных свойств (расплава - прим.перев.), также включает в себя стехиометрическое количество, соответствующее содержанию серы в чугуне, так что, в принципе, к концу процесса вся сера вступает в химическую реакцию, и получаемый ЧКГ не будет содержать серу в растворе. Как упоминалось выше, эта реакция далеко не мгновенная и влияет на пробы, отбираемые в ходе процесса. Тем не менее, при воплощении настоящего изобретения на практике, пробу берут в конце процесса из расплава чугуна, который, в среднем, выдерживали в течение довольно длительного периода времени в печи кондиционирования. С каждой новой партией расплава, передаваемой в печь кондиционирования, концентрацию активной серы в этой новой партии уменьшают путем смешивания партии с расплавом с более низким содержанием активной серы, присутствующим в печи кондиционирования, и введенной сере дают время на вступление в реакцию в более полной степени до отбора пробы.
Получение расплавленного литейного чугуна на стадии I обычно осуществляют в плавильной печи, например - в вагранке или электрической печи, и может представлять собой дуплекс-процесс, включающий операции в плавильной печи и в печи обработки. Сырьем, используемым для получения расплава, может быть чугунный лом, сырье в виде свежего чугуна (virgin iron), литейный возврат и другие обычные материалы для загрузки при литье чугуна или их сочетания; хотя это и не предпочтительно, сырье может иметь относительно высокое содержание серы.
Значение У.Э. расплава регулируют на стадии II с помощью углеродистого и или кремнистого, или низкоуглеродистого чугуна, которые вводят в количествах, соответствующих результату термического анализа расплава, литье которого только что было осуществлено; таким образом, принцип, на основе которого регулируют У.Э., по существу соответствует способу, раскрытому в SE-B-470091.
Согласно одному варианту воплощения предлагаемого способа, именуемого ниже вариантом A, расплав затем транспортируют в реакционный сосуд, обычно - в виде ковша, в котором расплав подвергают основному процессу обработки, при котором модифицируют форму графита вещество, такое, как магний, вводят в количестве, диктуемом вышеуказанным результатом анализа, по существу - в соответствии со способами, раскрытыми в SE-B-444817 и SE-B-469712. Магний можно вводить в расплав в соответствии с любым подходящим обычным способом. Магнийсодержащие сплавы (например, сплав FeSiMg, содержащий 45 - 60% Fe, 40 - 70% Si и 1 - 12% Mg) можно использовать в так называемом сэндвич-процессе (т. е. сплав помещают на дно реакционного сосуда, а расплав заливают поверх сплава), хотя предпочтительной будет навеска чистого магния, поскольку это вызывает образование меньшего количества шлака. Чистый магний можно вводить, например, в виде проволоки, или в так называемом ГФ-преобразователе (ГФ (GF)= Георг Фишер АГ (Georg Fisher AG)). Как упоминалось выше, необязательно вводить затравочное вещество в основном процессе обработки, хотя никаких препятствий к введению затравочного вещества в основном процессе обработки нет.
По завершении необязательного основного процесса обработки шлак выводят из расплава, а расплав транспортируют в печь кондиционирования, которой может быть открытая печь (open furnace), когда, например, условия процесса таковы, что расплав защищен от воздействия атмосферного кислорода непрерывным слоем шлака, хотя предпочтительна закрытая печь, предпочтительно снабженная атмосферой инертного защитного газа. Это минимизирует нежелательное окисление составляющих расплава, а также, в частности, легко окисляемых модифицирующих форму графита веществ, таких как магний. При использовании защитного газа используемым газом может быть только неокисляющий газ, такой как азот или, например, благородный газ, или их смесь.
Согласно одному варианту воплощения изобретения, используют закрытую печь кондиционирования, которая также, предпочтительно, находится под давлением. Помимо нагнетания давления в печи и за счет этого дополнительного уменьшения доступа воздуха к расплаву в печи кондиционирования, в случае, когда печь кондиционирования сконструирована должным образом, давление в печи можно регулировать с тем, чтобы управлять розливом расплава в литейные формы предпочтительным образом; подробнее это будет описано ниже.
Печь может быть, например, типа ПРЕССПОР (PRESSPOUR), например - того типа, которые продает компания Эй Би Би (ABB). Партию, загружаемую в печь, смешивают в печи кондиционирования с уже имеющимся в ней расплавом.
Повторная загрузка содержимого расплава в печи обычно составляет примерно до 25%, поскольку было обнаружено, что этот уровень оборота обеспечивает хороший эффект коррекции содержимого.
Согласно варианту A, дополнительное модифицирующее форму графита вещество, например магний, можно вводить в расплав в печи кондиционирования, если это потребуется. Магний можно подавать в виде провода или прутка в стальной оплетке с сердечником из магния, причем его подают в печь через закрываемое отверстие в колпаке или крышке печи. Как и в случае присадок на ранней стадии, количество магния, вводимого в систему, определяется результатом термического анализа полностью обработанного ЧКГ, либо в литейной форме, либо с потока расплава непосредственно перед ней. Существует опасность образования газа в расплаве, когда в него вводят по меньшей мере некоторые модифицирующие форму графита вещества, такие как, например, магний, который легко испаряется при вводе в расплав. Когда в печи кондиционирования нагнетают давление, образующийся в результате этого газ вносит нарушение в работу системы управления нагнетанием давления. Поэтому давление в печи кондиционирования предпочтительно уменьшают при введении модифицирующего форму графита вещества в расплав, когда он находится в печи кондиционирования.
В другом варианте воплощения, именуемом ниже вариантом B, являющемся альтернативной варианту A, расплавленный литейный чугун транспортируют из печи кондиционирования в малый разливочный ковш перед разливкой в литейные формы, и вводят общее количество модифицирующего форму графита вещества в этот ковш в соответствии с вышеупомянутым принципом регулирования расплава, т. е. основной чугун, удерживаемый в печи кондиционирования, ранее не был обработан магнием.
Последовательность стадий производства оканчивается отбором пробы для термического анализа. Пробу предпочтительно отбирают в литниковой чаше или в литниковой системе, хотя ее можно брать и из потока литья или, например, из разливочного ковша, если он есть. Пробу можно брать вручную, например, с помощью ручного ковша, или полностью автоматически, или полуавтоматически; в этом контексте полуавтоматический отбор проб может означать, что фактически пробу отбирают автоматически, а пробники заменяют вручную. Устройства для отбора проб могут, например, быть того типа, который описан в SE-B-446775. Поскольку должен пройти заданный период времени, чтобы дать расплаву, уже присутствующему в печи кондиционирования, возможность перемещаться с каждой новой партией расплавленного чугуна, вводимого в печь перед тем, как расплав, изымаемый из печи, окажется способным дать результат анализа, отражающий содержимое печи, следует пропустить несколько форм, предпочтительно - примерно 4 - 5 форм, перед отбором пробы после каждого повторного наполнения печи кондиционирования. С другой стороны, в случае варианта A, необходимо брать пробу со скоростью, достаточно высокой для того, чтобы гарантировать, что результат анализа можно использовать для модификации следующего основного процесса обработки. При определении продолжительности этого времени перемещения в число важных параметров, которые следует учесть, входят продолжительность времени наполнения литейных форм, емкость форм, размеры печи кондиционирования и, если он применяется, размеры ковша, в котором осуществляют основную обработку.
Процедуры, выполняемые в начале процесса, большей частью зависят от начальных условий. Например, можно использовать установку для получения серого чугуна или чугуна с шаровидным графитом для запуска процесса, или можно в большей или меньшей степени наполнить печь кондиционирования расплавом. В любом случае, печь кондиционирования сначала наполняют расплавленным литейным чугуном, необязательно проводят основную обработку магнием до тех пор, пока концентрации серы и/или других присадок в расплаве не окажутся по существу в правильных диапазонах для производства ЧКГ. Наполнение печи производят, в основном, на базе опыта, необязательно - с помощью химического анализа проб, взятых в желобе.
Согласно варианту A, при пуске печь наполняют, грубо говоря, на три четверти ее емкости, после чего расплав выпускают до тех пор, пока не будет достигнут устойчивый и равномерный уровень затравочного вещества, как правило, соответствующий пропуску примерно 2 - 4 литейных форм, после чего литье временно прерывают и берут пробу для термического анализа. Результат этого анализа влияет на основную обработку следующей партии расплава в реакционном сосуде, причем этим расплавом позднее наполняют печь кондиционирования, а также указывает на возможную потребность введения магния в расплав в печи кондиционирования с целью быстрого регулирования системы, после чего можно начинать производство. В случае запланированных или нежелательных перерывов в работе давление в печи уменьшают после остановки производства, так что расплав в желобе печи будет возвращаться обратно в печь, предотвращая тем самым растворение или окисление магния. Поскольку скорость растворения магния в единицу времени в печи известна, можно рассчитать уменьшение активного магния в течение периода остановки. Затем можно ввести соответствующее количество магния в расплав после остановки, а потом повторно начать производство.
Процедуры запуска и остановка по существу те же, что указаны выше, когда их применяют при воплощении на практике варианта B. Ковши следует нагревать заранее. В случае остановок ковши следует опорожнять, если можно и каким-либо иным образом, обратно в печь кондиционирования в течение нескольких минут после остановки и, в случае любой более продолжительной остановки, их следует подогревать; при повторном запуске производства ковши просто снова наполняют.
Теперь предлагаемый способ будет описан подробнее со ссылкой на ряд примеров, а также - со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые цифровые позиции обозначают одинаковые объекты.
Фиг. 1 - принципиальная схема варианта A способа, соответствующего настоящему изобретению.
Фиг. 2 - пример диаграммы управления, посредством которой управляют содержанием модифицирующих форму графита веществ в расплаве при воплощении способа, соответствующего фиг. 1.
Фиг. 3 - пример диаграммы управления, аналогичной схеме, показанной на фиг. 2, но касающейся количества затравочного вещества в расплаве.
Фиг. 4 - принципиальная схема вариантов B способа, соответствующего настоящему изобретению.
В случае варианта воплощения, проиллюстрированного на фиг. 1, который является примером вышеописанного варианта A, сначала готовят расплав 1 чугуна в печи 2. В этом случае расплав получают из чугунного лома. У.Э. расплава регулируют в печи 2, вводя в расплав углерод и/или кремний и/или стали, например углеродистую и/или кремниевую сталь, как показано позицией 25. Затем расплав транспортируют в ковш 3, в котором расплав подвергают основному процессу обработки, заключающемуся во введении магния 11 в какой-либо приемлемой форме. После этой основной обработки удаляют шлак с поверхности расплава и транспортируют расплав и вводят его в закрытую печь кондиционирования 4, в которой поддерживают атмосферу инертного газа под давлением и которая относится к так называемому типу печи разливки под давлением, которые поставляет компания Эй Бм Би под торговым наименованием ПРЕССПОР. Расплав выпускают из печи в управляемом режиме, либо управляя избыточным давлением газа в пространстве 16 печи - с помощью заслонки 17 в нагнетательном газопроводе 18, - или стопорного стержня 12, который входит в выпускное отверстие 13 в желобе 9, или путем сочетания этих способов управления. Расплав 5 нагревают посредством блока 22 индукционного нагрева и за счет этого до некоторой степени повторно перемешивают. Партию расплава, вводимого в печь кондиционирования 4, смешивают с расплавом 5, который в ней уже есть. Когда процесс непрерывный, используют примерно 75% емкости печи. Кроме того, магний можно подавать в печь 4 при необходимости. Магний подают в виде провода или прутка 6 в стальной оплетке с сердечником из магния, причем его подают в печь 4 через закрываемое отверстие 7, предусмотренное в каркасе 8 печи. Как и в случае введения других присадок, введение магния в печь также определяется результатом термического анализа отливаемого ЧКГ. Отверстие 7 предусмотрено в заслонке или крышке 19. Конструкция также включает в себя вытяжную трубу 20 (которая, необязательно, может совпадать с отверстием 7), через которую происходит вентиляция конкретных паров MgO, Mo или других газов, имеющихся в среде печи и которая снабжена заслонкой или крышкой 19, установленной в каркасе 8. Заслонка 17 при работе открыта для непрерывной подачи газа, тогда как заслонки 19 и 21 закрыты. Когда необходимо ввести магниевый провод 6 в печь, давление в печи сначала уменьшают, в результате чего уровень расплава в желобе 9 падает до уровня, показанного пунктирными линиями. Эта операция занимает примерно 10 - 20 секунд. Заслонка 21 в вытяжной трубе 20 и клапана 19 подачи магния после этого открываются, что занимает примерно 5 секунд. Провод 6 с магниевым сердечником подают в печь в течение примерно 30 секунд. Затем заслонки 19 и 21 закрываются, что занимает еще 5 секунд. И наконец, заслонка 17 открывается и давление увеличивается до своего нормального рабочего уровня, что занимает примерно 20 секунд. Таким образом, время, затрачиваемое на подачу магниевого стержня 6 в печь кондиционирования, составляет в общем примерно 70 секунд. Затравочное вещество 10 подают в желоб 9 печи в соответствии с вышеупомянутым принципом регулирования - непосредственно перед выпуском расплава. Выпуском расплава из печи 47 управляют с помощью стопорного стержня 12. Последовательность операций способа завершают отбором пробы 14 для термического анализа с помощью устройства 23 для отбора проб, которое здесь подробно не описывается. В иллюстрируемом случае пробу берут в литниковой чаше или литниковой системе 15 литейной формы 14. Чтобы гарантировать, что результат анализа будет отражать содержимое печи, дают пройти 4 - 5 литейным формам после каждого повторного наполнения печи кондиционирования перед отбором пробы. Пробу анализируют с помощью ЭВМ 24, не описанной здесь подробно; пунктирные стрелки указывают направление потока информации в ЭВМ 24 и из ЭВМ 24.
Добавки модифицирующих форму графита веществ в систему регулируют должным образом в соответствии с принципами, изложенными ниже со ссылкой на диаграмму управления, показанную на фиг. 2, на которой величина параметра управления для содержания модифицирующего форму графита вещества отложена по оси "y" в функции времени, которое отложено по оси "x". Положительные значения координаты "y" показывают избытки относительно значения параметра управления модифицирующим форму графита веществом, тогда как отрицательные значения указывают на недостаток. Значение параметра управления совпадает с осью "x", т.е. - соответствует y = 0. Цифровые отметки имеют следующий смысл:
100 = верхний предел технических условий;
110 = верхний предел управления;
120 = нижний предел управления;
130 = нижний предел технических условий.
100 = верхний предел технических условий;
110 = верхний предел управления;
120 = нижний предел управления;
130 = нижний предел технических условий.
Когда действительное значение лежит в пределах управления (т.е. - между линиями 110 и 120), а его изменение не выходит из этой области, не требуется вносить изменения во введение магния; в следующем основном процессе обработки будет участвовать то же количество магния, что и в предыдущем процессе. Если фактическое значение лежит выше верхнего предела управления 110, но ниже верхнего предела 100 технических условий, в следующем основном процессе обработки добавку магния уменьшают. Если фактическое значение лежит в соответствующем нижнем диапазоне (между линиями 120 и 130), в следующем основном процессе обработки добавку магния увеличивают. Если фактическое значение лежит выше верхнего предела 100 технических условий, расплав больше не выпускают из печи кондиционирования до тех пор, пока не произойдет растворение (внутреннее) содержащегося в ней магния, или разбавляют содержащийся в печи расплав расплавом с более низким содержанием магния до тех пор, пока содержание магния не достигнет приемлемого уровня. В этот момент выдается резкий сигнал предупреждения. Если печь кондиционирования не заполнена до своей вместимости, в имеющийся расплав можно вводить загрузку, содержащую меньше магния. Выпуск расплава из печи также прерывают, когда фактическое значение падает ниже нижнего предела 130 технических условий, хотя в этом случае в печь подают магниевый провод до тех пор, пока не будет выдан резкий сигнал предупреждения.
Введением затравочного вещества в расплав управляют аналогичным образом. Цифровые отметки на фиг. 3 имеют тот же самый смысл, что и цифровые отметки, показанные на фиг. 2. Если фактическое значение лежит в пределах управления (между линиями 110 и 120), а его изменение не выходит из этой области, то не требуется вносить изменения в количество затравочного вещества, вводимого в систему. Если фактическое значение лежит вне пределов управления, количество затравочного вещества, вводимого в расплав по желобу печи кондиционирования, либо увеличивают, либо уменьшают; также выдается резкий сигнал предупреждения, когда фактическое значение лежит вне пределов технических условий (линии 100 и 130, соответственно).
В случае варианта, проиллюстрированного на фиг. 4, который является примером ранее указанного варианта B, расплав чугуна получают в печи 42. Затем расплав транспортируют в резервуар 43, в котором расплав десульфурируют в соответствии с любым подходящим известным процессом, достигая содержания серы 0,005 - 0,01 вес.%. Одновременно вводят углерод, достигая его содержания на уровне примерно 3,7 вес.%, чтобы отрегулировать значение У.Э. расплава. После этого выводят шлак с поверхности расплава, а сам расплав транспортируют и вводят в находящуюся под давлением печь кондиционирования 44 (аналогичную печи 4 в примере варианта A), имеющую емкость примерно 6 - 65 тонн, и из этой печи расплав выпускают в управляемом режиме в соответствии с любым из способов, указанных в примере варианта A. Партию расплава, вводимую в печь кондиционирования 44, смешивают с расплавом 45, который в ней уже есть, причем, необязательно, можно также вводить легирующие присадки, например Cu или Sn; такие легирующие присадки можно также, или вместо этого, вводить в некоторый другой момент процесса. Из печи кондиционирования расплавленный чугун разливают в малый ковш 60 обработки или разливки. Расплав в этих ковшах после этого обрабатывают проводом 46 с магниевым сердечником, а также затравочным веществом 50 - непосредственно перед литьем в формы 54. Последовательность операций способа завершают отбором пробы 63 для термического анализа из ковша 60 или из литниковой чаши или литниковой системы 55 литейных форм 54. Как и в случае других добавок, добавки магния, а также затравочного вещества, зависят от результата термического анализа отливаемого ЧКГ. Принципы управления и регулирования, изложенные в связи с фиг. 2 и 3, по существу, применимы также и в случае этого последнего варианта воплощения.
Должно быть очевидно, что изобретение не сводится к его раскрытым и проиллюстрированным примерами вариантам воплощения и что раскрытый способ можно модифицировать многими путями в рамках объема изобретения и в пределах компенсации специалистов в данной области техники. Например, можно проводить дополнительный термический анализ после необязательной основной обработки, чтобы гарантировать приемлемое качество загрузки в печь кондиционирования. Конечно, можно также использовать в рамках объема настоящего изобретения и другие принципы устройства, компоненты вещества и т.д. при воплощении способа.
Claims (13)
1. Способ непрерывного получения предварительно обработанного расплавленного чугуна для отливки заготовок, который затвердевает в виде чугуна с компактным графитом, включающий
a) непрерывное получение ванны десульфурированного расплавленного чугуна;
b) регулирование на основе результатов, полученных на этапе g), углеродного эквивалента расплава в ванне, полученной на этапе a), посредством добавления в расплав углерода, и/или кремния, и/или стали и регулирования содержания модифицирующих агентов, определяющих форму графита;
c) перемещение расплавленного чугуна в печь кондиционирования, в которой количество расплавленного чугуна поддерживают в предварительно заданных пределах для компенсации расхода чугуна, который периодически сливают в отдельные литейные формы на этапе d);
d) введение на основе результатов, полученных на этапе g), затравочных агентов непосредственно перед разливкой чугуна в литейные формы;
e) отбор пробы расплавленного чугуна из расплава в литейной форме;
f) затвердевание пробы в состоянии, при котором проба и вмещающая ее емкость находятся по существу в термическом равновесии при температуре выше температуры кристаллизации, с регистрацией при этом изменения температуры в зависимости от времени для определения свойств структуры и углеродного эквивалента чугуна по известной методике;
g) если углеродный эквивалент и/или установленные свойства структуры чугуна в пробе отклоняются от соответствующих известных значений углеродного эквивалента и свойств структуры больше, чем предварительно заданные значения, то I) регулируют углеродный эквивалент в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, II) регулируют количество модифицирующего агента, определяющего форму графита, в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, или, если это необходимо, непосредственно в печи кондиционирования, и/или III) вводят затравочный агент на этапе d).
a) непрерывное получение ванны десульфурированного расплавленного чугуна;
b) регулирование на основе результатов, полученных на этапе g), углеродного эквивалента расплава в ванне, полученной на этапе a), посредством добавления в расплав углерода, и/или кремния, и/или стали и регулирования содержания модифицирующих агентов, определяющих форму графита;
c) перемещение расплавленного чугуна в печь кондиционирования, в которой количество расплавленного чугуна поддерживают в предварительно заданных пределах для компенсации расхода чугуна, который периодически сливают в отдельные литейные формы на этапе d);
d) введение на основе результатов, полученных на этапе g), затравочных агентов непосредственно перед разливкой чугуна в литейные формы;
e) отбор пробы расплавленного чугуна из расплава в литейной форме;
f) затвердевание пробы в состоянии, при котором проба и вмещающая ее емкость находятся по существу в термическом равновесии при температуре выше температуры кристаллизации, с регистрацией при этом изменения температуры в зависимости от времени для определения свойств структуры и углеродного эквивалента чугуна по известной методике;
g) если углеродный эквивалент и/или установленные свойства структуры чугуна в пробе отклоняются от соответствующих известных значений углеродного эквивалента и свойств структуры больше, чем предварительно заданные значения, то I) регулируют углеродный эквивалент в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, II) регулируют количество модифицирующего агента, определяющего форму графита, в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, или, если это необходимо, непосредственно в печи кондиционирования, и/или III) вводят затравочный агент на этапе d).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе b) расплавленный чугун перемещают в реакционную емкость, в которой в расплавленный чугун вводят модифицирующие агенты, определяющие форму графита.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что используют, по существу, герметичную печь кондиционирования.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в печи кондиционирования устанавливают атмосферу защитного газа.
5. Способ по любому из пп.1 и 4, отличающийся тем, что в печи кондиционирования предусмотрено избыточное давление.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в печи кондиционирования предусмотренно снижают давление при введении модифицирующих агентов, определяющих форму графита, в расплавленный чугун, находящийся в печи кондиционирования.
7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что пробу расплавленного чугуна отбирают из питателя или литниковой системы литейной формы.
8. Способ непрерывного получения предварительно обработанного расплавленного чугуна для отливки заготовок, который затвердевает в виде чугуна с компактным графитом, включающий
a) непрерывное получение десульфурированной ванны расплавленного чугуна;
b) регулирование на основе результатов, полученных на этапе i), углеродного эквивалента расплава в ванне, полученной на этапе a), посредством добавления в расплав углерода, и/или кремния, и/или стали;
c) перемещение расплавленного чугуна в печь кондиционирования, в которой количество расплавленного чугуна поддерживают в предварительно заданных пределах для компенсации расхода чугуна, который периодически сливают в ковши на этапе d);
d) разливку расплавленного чугуна в ковши;
e) регулирование на основе результатов, полученных на этапе i), содержание модифицирующих агентов, определяющих форму графита, и/или затравочных агентов;
f) разливку расплавленного чугуна из ковша в, по меньшей мере, одну литейную форму;
g) отбор пробы расплавленного чугуна из литейной формы;
h) затвердевание пробы в состоянии, при котором проба и вмещающая ее емкость находятся, по существу, в термическом равновесии при температуре выше температуры кристаллизации, с регистрацией при этом изменения температуры в зависимости от времени для определения свойств структуры и углеродного эквивалента чугуна по известной методике;
i) если углеродный эквивалент и/или установленные свойства структуры чугуна в пробе отклоняются от соответствующих известных значений углеродного эквивалента и свойств структуры больше, чем предварительно заданные значения, то I) регулируют углеродный эквивалент в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, II) регулируют количество модифицирующего агента, определяющего форму графита, в полученной на этапе e) ванне расплавленного чугуна, и/или III) вводят затравочный агент на этапе e).
a) непрерывное получение десульфурированной ванны расплавленного чугуна;
b) регулирование на основе результатов, полученных на этапе i), углеродного эквивалента расплава в ванне, полученной на этапе a), посредством добавления в расплав углерода, и/или кремния, и/или стали;
c) перемещение расплавленного чугуна в печь кондиционирования, в которой количество расплавленного чугуна поддерживают в предварительно заданных пределах для компенсации расхода чугуна, который периодически сливают в ковши на этапе d);
d) разливку расплавленного чугуна в ковши;
e) регулирование на основе результатов, полученных на этапе i), содержание модифицирующих агентов, определяющих форму графита, и/или затравочных агентов;
f) разливку расплавленного чугуна из ковша в, по меньшей мере, одну литейную форму;
g) отбор пробы расплавленного чугуна из литейной формы;
h) затвердевание пробы в состоянии, при котором проба и вмещающая ее емкость находятся, по существу, в термическом равновесии при температуре выше температуры кристаллизации, с регистрацией при этом изменения температуры в зависимости от времени для определения свойств структуры и углеродного эквивалента чугуна по известной методике;
i) если углеродный эквивалент и/или установленные свойства структуры чугуна в пробе отклоняются от соответствующих известных значений углеродного эквивалента и свойств структуры больше, чем предварительно заданные значения, то I) регулируют углеродный эквивалент в полученной на этапе b) ванне расплавленного чугуна, II) регулируют количество модифицирующего агента, определяющего форму графита, в полученной на этапе e) ванне расплавленного чугуна, и/или III) вводят затравочный агент на этапе e).
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что используют, по существу, герметичную печь кондиционирования.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в печи кондиционирования устанавливают атмосферу защитного газа.
11. Способ по любому из пп.8 и 10, отличающийся тем, что в печи кондиционирования предусмотрено избыточное давление.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в печи кондиционирования предусмотренно снижают давление при введении модифицирующих агентов, определяющих форму графита, в расплавленный чугун, находящийся в печи кондиционирования.
13. Способ по любому из пп.8 - 12, отличающийся тем, что пробу расплавленного чугуна отбирают из питателя или литниковой системы литейной формы.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9304347A SE502227C2 (sv) | 1993-12-30 | 1993-12-30 | Förfarande för kontinuerligt tillhandahållande av förbehandlat smält järn för gjutning av föremål av kompaktgrafitjärn |
SE9304347-9 | 1994-01-04 | ||
PCT/SE1994/001177 WO1995018869A1 (en) | 1993-12-30 | 1994-12-07 | Process control of compacted graphite iron production in pouring furnaces |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96116154A RU96116154A (ru) | 1998-11-27 |
RU2145638C1 true RU2145638C1 (ru) | 2000-02-20 |
Family
ID=20392270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96116154/02A RU2145638C1 (ru) | 1993-12-30 | 1994-12-07 | Способ непрерывного получения предварительно обработанного расплавленного чугуна для отливки заготовок и его вариант |
Country Status (25)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5758706A (ru) |
EP (1) | EP0738333B1 (ru) |
JP (1) | JP3973168B2 (ru) |
KR (1) | KR100359377B1 (ru) |
CN (1) | CN1041329C (ru) |
AT (1) | ATE170223T1 (ru) |
AU (1) | AU684128B2 (ru) |
BR (1) | BR9408467A (ru) |
CA (1) | CA2177597A1 (ru) |
CZ (1) | CZ151996A3 (ru) |
DE (2) | DE69412861T2 (ru) |
DZ (1) | DZ1843A1 (ru) |
EE (1) | EE9600098A (ru) |
FI (1) | FI962737A (ru) |
HU (1) | HUT74217A (ru) |
LT (1) | LT4137B (ru) |
LV (1) | LV11749B (ru) |
MA (1) | MA23413A1 (ru) |
PL (1) | PL315175A1 (ru) |
RU (1) | RU2145638C1 (ru) |
SE (1) | SE502227C2 (ru) |
SI (1) | SI9420078A (ru) |
TN (1) | TNSN94142A1 (ru) |
WO (1) | WO1995018869A1 (ru) |
ZA (1) | ZA9410359B (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114247856A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-29 | 山东莱钢永锋钢铁有限公司 | 一种应用于铁水包内铁水保温的方法 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE509818C2 (sv) * | 1995-11-16 | 1999-03-08 | Sintercast Ab | Method för framställning av gjutna föremål av förbehandlad smälta |
SE512201C2 (sv) * | 1998-03-06 | 2000-02-14 | Sintercast Ab | Förfarande för framställning av Mg-behandlat järn med förbättrad bearbetbarhet |
DE60037753T2 (de) | 1999-10-13 | 2009-01-15 | Agc Ceramics Co., Ltd. | Sputtertarget, verfahren für dessen herstellung und verfahren zum bilden eines films |
DE502005000531D1 (de) * | 2005-08-05 | 2007-05-10 | Winter Fritz Eisengiesserei | Verfahren zum Herstellen von Vermikulargraphitguss |
DE102005058532B4 (de) * | 2005-12-08 | 2008-09-04 | Daimler Ag | Verfahren zur anpassungsfähigen Prozesssteuerung für die Herstellung von Gusseisen |
EP2060340A1 (de) * | 2007-11-06 | 2009-05-20 | Georg Fischer Automotive AG | Vorrichtung und Verfahren zum Niederdruckgiessen von Metallschmelzen |
US8056604B2 (en) * | 2009-09-04 | 2011-11-15 | Ask Chemicals L.P. | Process for preparing a test casting and test casting prepared by the process |
KR101605905B1 (ko) * | 2009-12-22 | 2016-03-23 | 두산인프라코어 주식회사 | Cgi 주철 및 그 제조방법 |
ES2537435T3 (es) * | 2010-01-05 | 2015-06-08 | Pedro Fernández Terán | Procedimiento de fabricación de fundición nodular |
EP2734651B1 (de) | 2011-07-22 | 2020-02-19 | Neue Halberg Guss GmbH | Verfahren zur herstellung von gusseisen mit vermiculargraphit |
US10844446B2 (en) * | 2013-05-09 | 2020-11-24 | Dresser-Rand Company | Physical property improvement of iron castings using carbon nanomaterials |
WO2018047134A1 (en) | 2016-09-12 | 2018-03-15 | Snam Alloys Pvt Ltd | A non-magnesium process to produce compacted graphite iron (cgi) |
EP3666415A1 (de) * | 2018-12-14 | 2020-06-17 | GF Casting Solutions Leipzig GmbH | Verfahren zur herstellung von gjs und gjv gusseisen |
CN114062418B (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-08 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种蠕墨铸铁铁液孕育多特征点双样杯热分析评价方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE350606B (ru) * | 1970-04-27 | 1972-10-30 | S Baeckerud | |
JPS5226039A (en) * | 1975-08-22 | 1977-02-26 | Mitsubishi Electric Corp | Glow dicharge heater |
RO71368A2 (ro) | 1979-02-16 | 1981-08-30 | Institutul De Cercetaresstiintifica,Inginerie Tehnologica Si Proiectare Pentru Sectoare Calde,Ro | Procedeu de elaborare a fontelor cu grafit vermicular prin dubla modificare |
DE3412024C1 (de) | 1984-03-31 | 1985-07-18 | Fritz Winter, Eisengießerei oHG, 3570 Stadtallendorf | Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Analyse von Gusseisen |
SE444817B (sv) * | 1984-09-12 | 1986-05-12 | Sintercast Ab | Forfarande for framstellning av gjutgods av gjutjern |
SE466059B (sv) * | 1990-02-26 | 1991-12-09 | Sintercast Ltd | Foerfarande foer kontroll och justering av primaer kaernbildningsfoermaaga hos jaernsmaeltor |
SE469712B (sv) | 1990-10-15 | 1993-08-30 | Sintercast Ltd | Foerfarande foer framstaellning av gjutjaern med kompakt grafit |
SE470091B (sv) * | 1992-04-09 | 1993-11-08 | Sintercast Ltd | Förfarande för bestämning av kolekvivalenten hos strukturmodifierade gjutjärnssmältor |
-
1993
- 1993-12-30 SE SE9304347A patent/SE502227C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-12-07 HU HU9601570A patent/HUT74217A/hu unknown
- 1994-12-07 BR BR9408467A patent/BR9408467A/pt not_active IP Right Cessation
- 1994-12-07 DE DE69412861T patent/DE69412861T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-07 CA CA002177597A patent/CA2177597A1/en not_active Abandoned
- 1994-12-07 CN CN94194407A patent/CN1041329C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-07 RU RU96116154/02A patent/RU2145638C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1994-12-07 KR KR1019960703582A patent/KR100359377B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-12-07 EE EE9600098A patent/EE9600098A/xx unknown
- 1994-12-07 US US08/676,107 patent/US5758706A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-07 SI SI9420078A patent/SI9420078A/sl unknown
- 1994-12-07 AU AU14286/95A patent/AU684128B2/en not_active Ceased
- 1994-12-07 DE DE4480476T patent/DE4480476T1/de not_active Withdrawn
- 1994-12-07 EP EP95905822A patent/EP0738333B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-07 CZ CZ961519A patent/CZ151996A3/cs unknown
- 1994-12-07 WO PCT/SE1994/001177 patent/WO1995018869A1/en not_active Application Discontinuation
- 1994-12-07 PL PL94315175A patent/PL315175A1/xx unknown
- 1994-12-07 JP JP51842995A patent/JP3973168B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-07 AT AT95905822T patent/ATE170223T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-12-27 MA MA23742A patent/MA23413A1/fr unknown
- 1994-12-27 TN TNTNSN94142A patent/TNSN94142A1/fr unknown
- 1994-12-28 ZA ZA9410359A patent/ZA9410359B/xx unknown
- 1994-12-28 DZ DZ940143A patent/DZ1843A1/fr active
-
1996
- 1996-05-31 LT LT96-076A patent/LT4137B/lt not_active IP Right Cessation
- 1996-07-03 FI FI962737A patent/FI962737A/fi not_active Application Discontinuation
- 1996-08-02 LV LVP-96-322A patent/LV11749B/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114247856A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-29 | 山东莱钢永锋钢铁有限公司 | 一种应用于铁水包内铁水保温的方法 |
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2145638C1 (ru) | Способ непрерывного получения предварительно обработанного расплавленного чугуна для отливки заготовок и его вариант | |
Dawson | Process control for the production of compacted graphite iron | |
US4396428A (en) | Processes for producing and casting ductile and compacted graphite cast irons | |
US5259442A (en) | Method of adding alloying materials and metallurgical additives to ingots and composite ingot | |
US20080302503A1 (en) | Method for Adaptively Controlling Processes for the Production of Cast Iron | |
US3814405A (en) | Steel making apparatus | |
EP2505282B1 (en) | Inoculation procedure and device | |
EP0861336B1 (en) | Method for producing pre-treated molten metal castings | |
EP0142585A1 (en) | Alloy and process for producing ductile and compacted graphite cast irons | |
JPH0760432A (ja) | ダクタイル溶湯の注湯装置およびダクタイル溶湯の注湯方法 | |
CA2409520C (en) | Method and apparatus for delivering metallurgically improved molten metal | |
JPH05507316A (ja) | 圧縮黒鉛鋳鉄の製造方法 | |
US7169349B1 (en) | Method and apparatus for delivering metallurgically improved molten metal | |
JPH09276996A (ja) | タンディッシュ再使用スタート時におけるデッケル防止方法 | |
JP2003533355A5 (ru) | ||
SU1479542A1 (ru) | Способ производства титансодержащих лигатур | |
RU2173235C2 (ru) | Способ получения отливок из предварительно обработанного расплава металла | |
JPS6241828B2 (ru) | ||
CS198768B1 (cs) | Způsob výroby ingotů a odlitků s vysokou chemickou stejnorodostí | |
CZ552689A3 (en) | process of final treatment of medium carbon and high-carbon steel | |
JPS60218581A (ja) | 溶融金属の流量制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031208 |