RU2337973C2 - Способ управления технологическим процессом производства серого и высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом для получения отливок - Google Patents
Способ управления технологическим процессом производства серого и высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом для получения отливок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2337973C2 RU2337973C2 RU2006132592/02A RU2006132592A RU2337973C2 RU 2337973 C2 RU2337973 C2 RU 2337973C2 RU 2006132592/02 A RU2006132592/02 A RU 2006132592/02A RU 2006132592 A RU2006132592 A RU 2006132592A RU 2337973 C2 RU2337973 C2 RU 2337973C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- modifying
- effect
- alloying
- graphite
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, к литейному производству, в частности к способам производства серого и высокопрочного чугуна, и может быть использовано при единичном, серийном, и массовом производстве отливок из чугуна. В способе получают базовый расплав чугуна с использованием легирующих, модифицирующих и графитизирующих добавок, контролируют и корректируют параметры процесса, включая управление эффектом сфероидизирующего и вермикуляризирующего модифицирования на участке заливки литейных форм. Осуществляют одноразовую ковшевую обработку чугуна, производя предварительный расчет количества легирующих, модифицирующих и графитизирующих добавок в зависимости от веса жидкого металла, содержания серы и кислорода, основных элементов и легирующих в базовом расплаве чугуна и времени сохранения модифицирующего эффекта, причем контроль всех параметров технологического процесса обеспечивают комплексной системой видеонаблюдения технологических операций с регистрацией и передачей полученных результатов в компьютерную базу данных и на световое табло. Об окончании модифицирующего эффекта извещают звуковой сигнализацией. Изобретение направлено на создание стабильного, устойчивого и надежного производства литейного серого и высокопрочного чугуна при минимальных расходных характеристиках модификатора или лигатуры, обеспечивающего производство чугунных отливок с заданными металлографическими и физико-механическими свойствами. 1 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, к литейному производству, в частности к способам производства высокопрочного чугуна, и может быть использовано при единичном, мелкосерийном, среднесерийном, крупносерийном и массовом производстве отливок из серого и высокопрочного чугуна с шаровидной, вермикулярной формой графита.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ производства высокопрочного чугуна (патент RU 2121511), включающий получение основного расплава с использованием модифицирующего вещества, контроль и корректировку состава расплава взятием от основного расплава проб пробоотборником, один термодатчик которого расположен в его центре, а другой - у его стенки. После взятия пробы в расплав пробоотборника добавляют необходимое количество оксидов, сульфидов или оксисульфидов, способных окислять содержащееся в пробе модифицирующее вещество и обеспечивающих быструю кристаллизацию пробы. В процессе кристаллизации пробы определяют зависимость снижения температуры от времени, по которой определяют степень сфероидизации в процентах, которая, в свою очередь, зависит от введения активных элементов в расплав. При необходимости для увеличения степени сфероидизации графита дополнительно вводят модифицирующее вещество. К недостаткам данного способа производства чугуна относится некорректный масштабный фактор взятия проб на термоанализ, так как масса пробы мала (около 100...200 га), и, следовательно, создается высокая скорость кристаллизации, в том числе специальными разделительными красками в пробоотборнике, в результате создаются условия, которые увеличивают степень сфероидизации графита по сравнению с условиями реальной кристаллизации расплава в формах, что искажает зависимость количества введенного модифицирующего вещества в расплав, а следовательно, снижает стабильность и надежность способа производства высокопрочного чугуна. Кроме того, данный способ длителен во времени, так как на проведение термоанализа основного расплава уходит 5...7 минут. Корректировка и введение дополнительного количества модифицирующего вещества требует еще 5...6 минут, далее необходимое проведение скачивания шлака с зеркала металла требует еще 3 минуты, а также проведение окончательного химического анализа - еще 5 минут, что приводит к общим временным потерям от 18 до 20 минут. Это недопустимо при общем сохранении устойчивого эффекта сфероидизирующего и вермикуляризирующего модифицирования расплава не более 15 минут. Чугун, изготовленный данным способом, не обеспечивает стабильное качество отливок, имеет большой разброс значений по структуре и, как следствие, физико-механических свойств (предел прочности при растяжении, относительное удлинение и др.).
Предлагаемое изобретение направлено на создание стабильного, устойчивого и надежного производства литейного серого и высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом, при минимальных расходных характеристиках модификатора или лигатуры, обеспечивающего производство чугунных отливок с заданными металлографическими и физико-механическими свойствами.
Для решения поставленных задач предлагается способ управления технологическим процессом производства серого и высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом для получения отливок, включающий получение базового расплава чугуна с использованием легирующих, модифицирующих и графитизирующих добавок, контроль и корректировку параметров процесса, включая управление эффектом сфероидизирующего и вермикуляризирующего модифицирования на участке заливки литейных форм. Осуществляют одноразовую ковшевую обработку чугуна, производя предварительный расчет количества легирующих, модифицирующих и графитизирующих добавок в зависимости от веса жидкого металла, содержания серы и кислорода, основных элементов и легирующих в базовом расплаве чугуна и времени сохранения модифицирующего эффекта. Контроль всех параметров технологического процесса обеспечивают комплексной системой видеонаблюдения технологических операций с регистрацией и передачей полученных результатов в компьютерную базу данных и на световое табло, при этом производят идентификацию, регистрацию каждого ковша и управление движением в технологическом цикле разливочных ковшей, а об окончании модифицирующего эффекта извещают звуковой сигнализацией.
Процесс производства осуществляется на основе мониторинга всего процесса пооперационно, в соответствии с алгоритмом способа производства.
Для обеспечения процесса проводится: подготовка шихты и ковшей, плавка и доводка исходного расплава чугуна по требуемому химическому составу, выдержка исходного расплава чугуна, расчет требуемого количества вводимых активных сфероидизирующих, вермикуляризирующих (магний, РЗМ), легирующих (олово, медь, молибден, никель) и графитизирующих (кремний, алюминий, щелочно-земельные металлы) элементов на основе содержания в исходном расплаве чугуна основных элементов (углерода, кремния и др.), серы и кислорода, взвешивание лигатуры, модификатора, обработка металла, химический анализ, температурный и временной отсчет, транспортировка чугуна, скачивание шлака, отбор проб на физико-механические свойства, заливка форм, информация о каждом работающем ковше в реальном режиме времени «on-lain». Для осуществления контроля в контрольных точках движения ковша с металлом устанавливается система видеонаблюдения и производится идентификация и регистрация каждого ковша. Время транспортировки каждого ковша к участку скачивания шлака и участку заливки металла фиксируется системой АСУ и выводится на дисплей компьютера диспетчера и на световое табло каждого участка. Участок заливки металла дополнительно оснащен звуковой сигнализацией, включающейся за пять минут до окончания сохранения эффекта модифицирования, а после истечения времени, обеспечивающего сохранение этого эффекта, блокируется ковш, прекращается заливка металла в формы, и ковш направляется на слив оставшегося металла, а затем на исходную позицию. Далее приводится алгоритм предлагаемого способа производства серого и высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом.
На чертеже показан алгоритм способа управления технологическим процессом производства серого и высоко прочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом.
Способ управления технологическим процессом производства отливок из серого и высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом основан на применении различных лигатур и модификаторов, как комплексных фракционных: кусковых, проволочных, смесевых, так и быстроохлажденных («чипс») модификаторов и других материалов. В зависимости от наличия конкретного модификатора или комплекса модификаторов (сфероидизирующих, вермикуляризирующих, графитизирующих) в программу автоматизированного управления производством вводятся значения:
- минимального времени сохранения эффекта модифицирования;
- оптимальных интервалов остаточного содержания активных элементов (магний, РЗМ);
- максимально допустимых интервалов остаточного содержания десфероидизирующих элементов (сера, кислород, титан);
- минимально допустимого количества легирующих элементов.
Рассчитываются оптимальные расходные характеристики данных легирующих и модифицирующих добавок, температурного интервала расплава на каждой стадии процесса с учетом металлоемкости ковшей, литейных форм и необходимой скорости заливки конкретной номенклатуры отливок.
Предлагаемый способ обеспечивает изготовление отливок по всей гамме сложности - (I-IV) класс точности в единичном, мелкосерийном, серийном, крупносерийном и массовом производстве, учитывая особенности однолинейного производства (один плавильный комплекс - один формовочный комплекс), так полинейном производстве (один плавильный комплекс - несколько формовочных комплексов или несколько плавильных комплексов - несколько формовочных комплексов и т.д.), работающих одновременно.
Предлагаемый способ характеризуется прослеживаемостью, управляемостью, надежностью, стабильностью, обеспечением технических требований производимых отливок. В таблице представлены результаты проведения экспериментальных плавок по предлагаемому способу и по прототипу.
Таблица 1 | ||||||||||
(высокопрочный чугун с шаровидным графитом) | ||||||||||
Вариант | Содержание остаточной серы в ЧШГ, %, после | Содержание активных элементов в ЧШГ, %, после | Степень сфероидизации графита в ЧШГ, %, после | Физико-механические свойства | ||||||
Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | |||||||||
15 минут | 25 минут | 15 минут | 25 минут | 15 минут | 25 минут | 15 минут | 25 минут | 15 минут | 25 минут | |
Дуплекс-процесс (дуговая-дуговая) кусковой модификатор | 0,008 | 0,008 | 0,050 | 0,045 | 95 | 90 | 550 | 530 | 12,0 | 8,0 |
Индукционная печь кусковой модификатор | 0,012 | 0,012 | 0,050 | 0,045 | 90 | 85 | 530 | 520 | 15,0 | 10,0 |
Дуплекс-процесс (дуговая-дуговая) прототип | 0,008 | 0,008 | 0,050 | 0,025 | 95 | 60 | 550 | 300 | 12,0 | 3,0 |
Индукционная печь - прототип | 0,015 | 0,015 | 0,045 | 0,021 | 90 | 60 | 520 | 300 | 12,0 | 3,0 |
Дуплекс-процесс (дуговая-дуговая). Проволочный модификатор | 0,008 | 0,008 | 0,050 | 0,048 | 95 | 95 | 550 | 550 | 12,0 | 12,0 |
Таблица 2 | ||||||||||
(высокопрочный чугун с вермикулярным графитом) | ||||||||||
Вариант | Содержание остаточной серы в ЧВГ, %, после | Содержание активных элементов в ЧВГ, %, после | Степень сфероидизации графита в ЧВГ, %, после | Физико-механические свойства | ||||||
Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | |||||||||
15 минут | 25 минут | 15 минут | 25 минут | 15 минут | 25 минут | 15 минут | 25 минут | 15 минут | 25 минут | |
Дуплекс-процесс (дуговая-дуговая) кусковой модификатор | 0,008 | 0,008 | 0,025 | 0,020 | 75 | 60 | 420 | 370 | 3,0 | 1,8 |
Дуплекс-процесс (дуговая-дуговая) «чипс» модификатор | 0,009 | 0,009 | 0,030 | 0,027 | 75 | 75 | 400 | 400 | 4,0 | 3,8 |
Индукционная печь «чипс» модификатор | 0,012 | 0,012 | 0,029 | 0,026 | 75 | 75 | 390 | 380 | 3,6 | 3,0 |
Дуплекс-процесс (дуговая-дуговая) - прототип | 0,008 | 0,008 | 0,025 | 0,018 | 50 | 10 | 350 | 180 | 1,5 | - |
Индукционная печь (прототип) | 0,015 | 0,015 | 0,022 | 0,011 | 45 | 5 | 300 | 140 | 1,2 | - |
Таблица 3 | ||||||
(серый чугун) | ||||||
Вариант | Содержание основных элементов в СЧ, после | Температура чугуна в ковше, после | Склонность к отбелу по «клину», после | |||
15 минут | 25 минут | 15 минут | 25 минут | 15 минут | 25 минут | |
Дуплекс-процесс (дуговая-дуговая) кусковой модификатор | 0,008 | 0,008 | 0,025 | 0,020 | 75 | 60 |
Дуплекс-процесс (дуговая-дуговая) «чипс» модификатор | 0,009 | 0,009 | 0,030 | 0,027 | 75 | 75 |
Индукционная печь «чипс» модификатор | 0,012 | 0,012 | 0,029 | 0,026 | 75 | 75 |
Дуплекс-процесс (дуговая-дуговая) прототип | 0,008 | 0,008 | 0,025 | 0,018 | 50 | 10 |
Индукционная печь (прототип) | 0,015 | 0,015 | 0,022 | 0,011 | 45 | 5 |
Claims (1)
- Способ управления технологическим процессом производства серого и высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом для получения отливок, включающий получение базового расплава чугуна с использованием легирующих, модифицирующих и графитизирующих добавок, контроль и корректировку параметров технологического процесса, включающего управление эффектом сфероидизирующего и вермикуляризирующего модифицирования чугуна на участке заливки литейных форм, отличающийся тем, что производят предварительный расчет количества легирующих, модифицирующих и графитизирующих добавок в зависимости от веса жидкого металла, содержания серы и кислорода, основных элементов и легирующих в базовом расплаве чугуна и времени сохранения модифицирующего эффекта, и осуществляют одноразовую ковшевую обработку чугуна, причем контроль всех параметров технологического процесса обеспечивают комплексной системой видеонаблюдения технологических операций с регистрацией и передачей полученных результатов в компьютерную базу данных и на световое табло, при этом производят идентификацию, регистрацию и управление движением в технологическом цикле каждого разливочного ковша, а об окончании модифицирующего эффекта извещают звуковой сигнализацией.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006132592/02A RU2337973C2 (ru) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | Способ управления технологическим процессом производства серого и высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом для получения отливок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006132592/02A RU2337973C2 (ru) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | Способ управления технологическим процессом производства серого и высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом для получения отливок |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006132592A RU2006132592A (ru) | 2008-03-20 |
RU2337973C2 true RU2337973C2 (ru) | 2008-11-10 |
Family
ID=39279449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006132592/02A RU2337973C2 (ru) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | Способ управления технологическим процессом производства серого и высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом для получения отливок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2337973C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2547069C2 (ru) * | 2012-08-28 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Способ графитизирующего модифицирования серого чугуна в процессе заполнения литейных форм из ковша |
-
2006
- 2006-09-11 RU RU2006132592/02A patent/RU2337973C2/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2547069C2 (ru) * | 2012-08-28 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Способ графитизирующего модифицирования серого чугуна в процессе заполнения литейных форм из ковша |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006132592A (ru) | 2008-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102206780B (zh) | 具备优秀的金属溶液流动性和耐热裂性的镁类合金及其制造方法 | |
RU2720273C1 (ru) | Модификатор серого литейного чугуна | |
JP5355398B2 (ja) | 延性鉄の改良された製造方法 | |
CN100572785C (zh) | 内燃机部件及其制造方法 | |
CN103131942A (zh) | 内燃机汽缸体、汽缸盖的高蠕化率蠕墨铸铁及制法 | |
KR100359377B1 (ko) | 주입노에서컴팩트흑연철제조의공정제어방법 | |
CN108707813A (zh) | 铸态高强度球铁及其制造工艺 | |
RU2337973C2 (ru) | Способ управления технологическим процессом производства серого и высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом для получения отливок | |
CN108950120A (zh) | 一种铸铁用硅-镧-锶孕育剂及其制备方法 | |
SE529445C2 (sv) | Process för framställning av kompaktgrafitjärn | |
CN110205433A (zh) | 一种无稀土球化包芯线及其在球墨铸件中的应用 | |
CN108998617A (zh) | 一种控制球墨铸铁球化率的方法 | |
Górny et al. | Thin-wall ductile iron castings | |
CN108220753A (zh) | 一种强韧性球墨铸铁的生产方法 | |
JP2626417B2 (ja) | 鋳型内黒鉛球状化処理合金及び黒鉛球状化処理方法 | |
RU2341562C2 (ru) | Способ получения высокопрочного чугуна | |
Kopyciński et al. | The influence of iron powder and disintegrated steel scrap additives on the solidification of cast iron | |
RU2241574C1 (ru) | Способ отливки изделий из чугуна с шаровидным графитом | |
CN107245642A (zh) | 一种平衡悬挂铸件用球墨铸铁新材质以及其制备方法 | |
JP2000212631A (ja) | 高窒素鋼の製造方法 | |
RU2177041C1 (ru) | Способ получения серого чугуна | |
RU2652932C1 (ru) | Способ внепечного модифицирования чугунов и сталей | |
Mędoń et al. | The Melting Process and its Impact on the Properties of High-Chromium Cast Iron and the Economic Calculation | |
JP6823311B2 (ja) | チルを含まない球状黒鉛鋳鉄の半凝固金型鋳造品 | |
SU1097680A1 (ru) | Способ получени модифицированного серого чугуна |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140324 |