RU2315815C1 - Method for producing of vermiculate graphite cast-iron - Google Patents
Method for producing of vermiculate graphite cast-iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2315815C1 RU2315815C1 RU2006111432/02A RU2006111432A RU2315815C1 RU 2315815 C1 RU2315815 C1 RU 2315815C1 RU 2006111432/02 A RU2006111432/02 A RU 2006111432/02A RU 2006111432 A RU2006111432 A RU 2006111432A RU 2315815 C1 RU2315815 C1 RU 2315815C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- modifier
- iron
- cast iron
- graphitizing
- melt
- Prior art date
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N iron silicon Chemical compound [Si].[Fe] XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract description 3
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения высокопрочного чугуна, и может быть использовано при массовом производстве отливок из чугуна с вермикулярной формой графита.The invention relates to metallurgy, in particular to methods for producing high-strength cast iron, and can be used in the mass production of castings from cast iron with a vermicular form of graphite.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения чугуна с вермикулярным графитом, включающий нагрев расплава в электропечи, выпуск расплава в ковш, первичное модифицирование чугуна путем введения на его дно присадок, содержащих редкоземельные металлы, вторичное модифицирование расплава ферросилицием. Расплав чугуна нагревают в печи до 1500-1550°С, выдерживают в течение 10-20 минут. На дно ковша перед выпуском металла дополнительно присаживают стальную обрезь и ферротитан в количестве, обеспечивающем получение в чугуне остаточного содержания титана 0,07-0,1 мас.% (патент RU 2188240, С21С 1/10). К недостаткам данного способа производства чугуна относится высокий перегрев расплава в электропечи (до 1500-1550°С) и необходимость выдержки расплава при этой температуре в течение 10-20 минут, что ведет к повышенному угару углерода. Эффект модифицирования сохраняется не более 15-16 минут. Чугун, полученный данным способом, имеет низкие механические характеристики (предел прочности при растяжении, относительное удлинение и др.).Closest to the claimed is a method of producing cast iron with vermicular graphite, including heating the melt in an electric furnace, releasing the melt into the ladle, primary modification of cast iron by introducing additives containing rare earth metals to its bottom, secondary modification of the melt with ferrosilicon. The molten iron is heated in an oven to 1500-1550 ° C, maintained for 10-20 minutes. Before the release of the metal, steel trim and ferrotitanium are additionally planted on the bottom of the bucket in an amount that ensures that residual titanium content of 0.07-0.1 wt.% Is obtained in cast iron (patent RU 2188240, С21С 1/10). The disadvantages of this method for the production of cast iron include high overheating of the melt in an electric furnace (up to 1500-1550 ° C) and the necessity of holding the melt at this temperature for 10-20 minutes, which leads to increased carbon fumes. The effect of modification lasts no more than 15-16 minutes. Cast iron obtained by this method has low mechanical characteristics (tensile strength, elongation, etc.).
Предлагаемое изобретение направлено на создание способа получения чугуна, обладающего высокими физико-механическими свойствами, отличающегося повышенной устойчивостью процесса модифицирования, на увеличение времени сохранения эффекта модифицирования, снижение расходных характеристик модификаторов и температуры модифицирования.The present invention is directed to creating a method for producing cast iron with high physicomechanical properties, characterized by increased stability of the modification process, to increase the retention time of the modification effect, to reduce the expendable characteristics of the modifiers and the temperature of the modification.
Для решения поставленных задач предлагается способ получения чугуна с вермикулярным графитом, включающий нагрев расплава и выпуск расплава в ковш, на дно которого вводят модифицирующие добавки. Добавки помещают в карман днища ковша слоями, нижний из которых состоит из вермикуляризирующего комплексного быстроохлажденного («чипс») модификатора, средний - из графитизирующего модификатора, верхний - из рафинирующего материала, в качестве которого используют железо-кремниевые лигатуры, содержащие редкоземельные металлы, образующие при взаимодействии с металлом оксиды, причем модифицирующие добавки вводят в количестве: вермикуляризирующий модификатор 0,4-2,0%, графитизирующий модификатор 0,1-0,8%, рафинирующий материал 0,2-0,8% от массы металла.To solve the tasks, a method for producing cast iron with vermicular graphite is proposed, which includes heating the melt and releasing the melt into the ladle, to the bottom of which modifying additives are introduced. Additives are placed in the pocket of the bottom of the bucket in layers, the lower of which consists of a vermicularizing complex fast-cooled (“chip”) modifier, the middle of the graphitizing modifier, and the upper of refining material, which is used as silicon-iron alloys containing rare-earth metals forming oxides interacting with the metal, and the modifying additives are introduced in an amount: 0.4-2.0% vermicularizing modifier, 0.1-0.8% graphitizing modifier, 0.2-0.8% by weight of refining material talla.
Способ производства чугуна в вермикулярным графитом основан на применении комплексного быстроохлажденного («чипс») модификатора вермикуляризирующего действия совместно с графитизирующим модификатором и рафинирующим материалом. Предлагается метод модифицирования в ковше. Ковши могут использоваться емкостью от 50 кг до 30 тонн. Схема способа получения чугуна с вермикулярным графитом представлена на чертеже. Очередность введения материалов в ковш: вермикуляризирующий комплексный модификатор, графитизирующий модификатор, рафинирующий материал. При наполнении ковша жидким чугуном, вначале взаимодействие происходит с верхним слоем введенных добавок. В качестве рафинирующего материала используют лигатуры на железо-кремниевой основе, содержащие редкоземельные материалы (типа ФСЗ0РЗМ30, ФСЗ0РЗМ20 и т.д.) фракцией 0,5-20 мм в количестве 0,2-0,8% от массы металла. В результате взаимодействия их с металлом в объеме расплава образуются комплексы оксидов редкоземельных металлов, которые осаждаются на подложках растущей графитной фазы. Ввод рафинирующего материала ниже нижнего уровня (менее 0,2%) не обеспечивает образования достаточного количества оксидов редкоземельных металлов, которые являются инициаторами формирования вермикулярного графита. Ввод рафинирующего материала выше верхнего уровня (более 0,8%) создает повышенное переохлаждение расплава, что приводит к образованию сложных карбидов.The method for producing cast iron in vermicular graphite is based on the use of a complex rapidly cooled (“chips”) modifier of vermicularizing action together with a graphitizing modifier and refining material. A modification method in the bucket is proposed. Buckets can be used with capacities from 50 kg to 30 tons. A diagram of a method for producing cast iron with vermicular graphite is shown in the drawing. The order of introduction of materials into the bucket: vermicularizing complex modifier, graphitizing modifier, refining material. When filling the bucket with liquid cast iron, initially the interaction occurs with the top layer of the added additives. As the refining material, iron-silicon-based ligatures are used containing rare-earth materials (of the type FSZ0RZM30, FSZ0RZM20, etc.) with a fraction of 0.5-20 mm in an amount of 0.2-0.8% by weight of the metal. As a result of their interaction with the metal, complexes of rare-earth metal oxides are formed in the melt volume, which are deposited on the substrates of the growing graphite phase. Entering refining material below the lower level (less than 0.2%) does not ensure the formation of a sufficient amount of rare earth metal oxides, which are the initiators of the formation of vermicular graphite. Entering refining material above the upper level (more than 0.8%) creates increased melt subcooling, which leads to the formation of complex carbides.
Дальнейшее растворение графитизирующего модификатора обеспечивает создание необходимого количества центров графитизации, что снижает переохлаждение, создаваемое вермикуляризирующим модификатором. Расход графитизирующего модификатора в пределах 0,1-0,8%. Ниже нижнего уровня (0,1%), при колебаниях химического состава исходного чугуна и возрастающих добавках вермикуляризирующего модификатора, возможно образование карбидов. Выше верхнего уровня (0,8%) эффект графитизирующей обработки не усиливается.Further dissolution of the graphitizing modifier ensures the creation of the required number of graphitization centers, which reduces the supercooling created by the vermicularizing modifier. The consumption of graphitizing modifier in the range of 0.1-0.8%. Below the lower level (0.1%), with fluctuations in the chemical composition of the original cast iron and increasing additives of a vermicularizing modifier, carbides may form. Above the upper level (0.8%), the effect of graphitizing treatment is not enhanced.
Вермикуляризирующий модификатор в количестве 0,4-2,0%, растворяясь в чугуне, формирует вермикулярный графитный каркас на основе центров графитизации с оксидными комплексами редкоземельных металлов, что обеспечивает стабильность процесса. Ввод вермикуляризирующего модификатора ниже нижнего уровня (0,4%) не обеспечивает формирования вермикулярного графитного каркаса во всем объеме чугуна, что недопустимо. Количество вермикуляризирующего модификатора выше верхнего уровня (2,0%) способствует формированию графита в виде шаровидных включений и вызывает склонность к образованию карбидов.A vermicularizing modifier in an amount of 0.4-2.0%, dissolving in cast iron, forms a vermicular graphite skeleton based on graphitization centers with oxide complexes of rare-earth metals, which ensures the stability of the process. Entering a vermicularizing modifier below the lower level (0.4%) does not ensure the formation of a vermicular graphite skeleton in the entire volume of cast iron, which is unacceptable. The amount of vermicularizing modifier above the upper level (2.0%) promotes the formation of graphite in the form of spherical inclusions and causes a tendency to form carbides.
Очередность растворения вводимых добавок обеспечивает устойчивое формирование вермикулярного графита в широком интервале температур исходного чугуна: от 1170 до 1600°С.The sequence of dissolution of the introduced additives ensures the stable formation of vermicular graphite in a wide temperature range of the initial cast iron: from 1170 to 1600 ° C.
Отличие предлагаемого способа производства отливок из ЧВГ заключается в создании в объеме обрабатываемого жидкого чугуна оксидных соединений (оксиды и оксисульфиды) редкоземельных металлов, которые, осаждаясь на графитных включениях при действии вермикуляризирующего модификатора, создают условия стабильного формирования вермикулярного графита в чугуне.The difference of the proposed method for the production of castings from iron ore is to create in the volume of processed liquid iron oxide compounds (oxides and oxysulfides) of rare-earth metals, which, precipitating on graphite inclusions under the action of a vermicularizing modifier, create conditions for the stable formation of vermicular graphite in cast iron.
Предлагаемый способ производства отливок из чугуна с вермикуляризирующим графитом может быть использован при плавке исходного (базового) чугуна в дуговых, индукционных электропечах, вагранках (коксовых и газовых), а также в любых сочетаниях дуплекс-процессов.The proposed method for the production of castings from cast iron with vermicularizing graphite can be used in the melting of the original (base) cast iron in arc, induction furnaces, cupola furnaces (coke oven and gas), as well as in any combination of duplex processes.
Расходные характеристики используемых материалов (вермикуляризирующий модификатор, рафинирующий материал, графитизирующий модификатор) определяются исходя из содержания примесей (сера, кислород) в исходном (базовом) чугуне. Время сохранения эффекта вермикуляризирующего модифицирования при данном способе обеспечивается в течение 30 минут с момента наполнения ковша до момента окончания заливки форм. В таблице 1 представлены оптимальные расходные характеристики модификаторов.The consumable characteristics of the materials used (vermicularizing modifier, refining material, graphitizing modifier) are determined based on the content of impurities (sulfur, oxygen) in the source (base) cast iron. The time to save the effect of vermicularizing modification with this method is provided for 30 minutes from the time of filling the bucket until the end of pouring forms. Table 1 presents the optimal flow characteristics of the modifiers.
Реагенты укладываются в «карман» ковша, сформированного поперечной перегородкой из огнеупорного материала (кирпича). Выпуск металла (исходного чугуна) производится таким образом, чтобы «карман» с реагентами находился ближе к плавильному агрегату, тогда струя металла попадет на стенку ковша, и столб жидкого чугуна плавно «накроет» модификаторы.Reagents are placed in the “pocket” of the bucket, formed by a transverse partition of refractory material (brick). The release of metal (cast iron) is carried out in such a way that the "pocket" with the reagents is closer to the melting unit, then a stream of metal will fall on the wall of the ladle, and a column of molten iron will smoothly "cover" the modifiers.
Предлагаемый способ характеризуется отсутствием пироэффекта, выплеска металла, стабильностью результатов, простотой и надежностью. В таблице 2 представлены результаты проведения экспериментальных плавок по предлагаемому способу и по прототипу.The proposed method is characterized by the absence of pyroelectric effect, metal splash, stable results, simplicity and reliability. Table 2 presents the results of experimental swimming trunks of the proposed method and the prototype.
п/пNo.
p / p
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006111432/02A RU2315815C1 (en) | 2006-04-07 | 2006-04-07 | Method for producing of vermiculate graphite cast-iron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006111432/02A RU2315815C1 (en) | 2006-04-07 | 2006-04-07 | Method for producing of vermiculate graphite cast-iron |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2315815C1 true RU2315815C1 (en) | 2008-01-27 |
Family
ID=39110010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006111432/02A RU2315815C1 (en) | 2006-04-07 | 2006-04-07 | Method for producing of vermiculate graphite cast-iron |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2315815C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103421927A (en) * | 2013-03-04 | 2013-12-04 | 天津市万路科技有限公司 | External molten iron desulfurization treatment method |
RU2834662C1 (en) * | 2024-07-24 | 2025-02-12 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Method for spheroidizing inoculation of high-strength cast irons in drum ladle |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1037518A (en) * | 1962-04-16 | 1966-07-27 | Combustion Eng | Method for producing cast iron resistant to heat growth |
RU2156809C1 (en) * | 2000-01-21 | 2000-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Экономист" | Method for making high strength cast iron |
RU2188240C1 (en) * | 2001-04-19 | 2002-08-27 | Рушаник Борис Авсеевич | Method of high-strength cast iron production |
-
2006
- 2006-04-07 RU RU2006111432/02A patent/RU2315815C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1037518A (en) * | 1962-04-16 | 1966-07-27 | Combustion Eng | Method for producing cast iron resistant to heat growth |
RU2156809C1 (en) * | 2000-01-21 | 2000-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Экономист" | Method for making high strength cast iron |
RU2188240C1 (en) * | 2001-04-19 | 2002-08-27 | Рушаник Борис Авсеевич | Method of high-strength cast iron production |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103421927A (en) * | 2013-03-04 | 2013-12-04 | 天津市万路科技有限公司 | External molten iron desulfurization treatment method |
RU2834662C1 (en) * | 2024-07-24 | 2025-02-12 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Method for spheroidizing inoculation of high-strength cast irons in drum ladle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU1813113C (en) | Cast iron modifier | |
KR101402581B1 (en) | Improved method of producing ductile iron | |
RU2197536C2 (en) | Method of making rail steel | |
RU2380428C2 (en) | Carburiser | |
JP2005525988A (en) | Calcium silicate slag for the treatment of molten silicon | |
RU2315815C1 (en) | Method for producing of vermiculate graphite cast-iron | |
JP2006063396A (en) | Method for producing thin spheroidal graphite cast iron product | |
JP3643313B2 (en) | Magnesium injection for ferrous metals | |
US4245691A (en) | In situ furnace metal desulfurization/nodularization by high purity magnesium | |
RU2376101C1 (en) | Complex exothermal mixture | |
Dutta et al. | Secondary steelmaking | |
Kiss | Comparative Study on the In-Ladle Treatment Techniques for Nodulizing the Iron’s Graphite | |
JP6947374B2 (en) | Cast iron refining method | |
RU2831573C2 (en) | Alloy of ferrosilicon with vanadium and/or niobium, production of alloy of ferrosilicon with vanadium and/or niobium and its application | |
RU2092576C1 (en) | Method of treating steel in teeming ladle | |
JP4718739B2 (en) | Demanganese treatment method for cast iron | |
RU2270266C2 (en) | Addition alloy for inoculation and doping of alloys | |
AU2022250998B2 (en) | Ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, production of a ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, and the use thereof | |
RU2495133C2 (en) | Production method of high-strength cast-irons with ball-shaped or compacted graphite based on nanostructured recarburising agent | |
SU1553558A1 (en) | Method of melting medium-carbon steel in open-hearth furnace | |
SU1239150A1 (en) | Method of producing high-strength cast iron with globular graphite | |
RU2002831C1 (en) | Method for reprocessing slags of aluminum and aluminum-base alloy manufacture | |
RU2277589C2 (en) | Modifying master alloy for cast iron producing method | |
RU2181775C1 (en) | Method for making cast iron with different type of graphite | |
JP3465801B2 (en) | Method for refining molten Fe-Ni alloy |