RU2422546C2 - Способ модифицирования чугуна - Google Patents
Способ модифицирования чугуна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422546C2 RU2422546C2 RU2009135453/02A RU2009135453A RU2422546C2 RU 2422546 C2 RU2422546 C2 RU 2422546C2 RU 2009135453/02 A RU2009135453/02 A RU 2009135453/02A RU 2009135453 A RU2009135453 A RU 2009135453A RU 2422546 C2 RU2422546 C2 RU 2422546C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- magnesium
- iron
- cerium
- melt
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способу модифицирования жидкого чугуна в ковше. Способ включает обработку чугуна твердым модификатором и засыпку на зеркало чугуна покрывного материала, в качестве которого используют порошок флюсперлита «Барьер-200», а твердый модификатор в виде дробленных цериевой присадки и магнийсодержащей лигатуры вводят в расплав между футеровкой ковша и покрывным материалом. Уменьшается брак литья по неметаллическим включениям в 10 раз, а прочность легированного чугуна с шаровидным графитом в литом состоянии увеличивается с 730 до 940 МПа. Способ обеспечивает получение мелющих элементов с высокими эксплуатационными свойствами в литом состоянии. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к способу получения отливок из легированного чугуна с шаровидным графитом, которые могут использоваться в качестве быстроизнашивающихся деталей, например, мелющих элементов рудо- и углеразмольных мельниц.
Известен способ модифицирования жидкого чугуна под слоем жидкого флюса [1], включающий раздельную выплавку чугуна и флюса, загрузку дробленных магнийсодержащих лигатур на дно открытого ковша, одновременный слив в ковш расплава чугуна и жидкого флюса из силикатной глыбы, модифицирование расплава магнийсодержащим модификатором под жидким слоем флюса, который частично предохраняет металл и модификатор от контакта с атмосферой. Благодаря этому усвоение магния в расплаве увеличивается до 25%, при этом наблюдается незначительный пироэффект и дымовыделение.
Недостатками данного способа являются: реакция модифицирования сопровождается световым излучением и выделением тонкодисперсных окислов магния, способных загрязнять большой объем воздуха; низкий процент усвоения магния, что влечет за собой повышенный расход модификатора; необходимость использования специального устройства для расплавления флюса. Указанные недостатки способствуют увеличению стоимости литья.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ модифицирования жидкого чугуна под сыпучим покрывным материалом [2], заключающийся в выплавке чугуна заданного состава, последовательного размещения слоя твердого измельченного магнийсодержащего модификатора на дне ковша до заполнения его расплавом чугуна и нанесение на поверхность модификатора слоя покровного материала, сливе из плавильной печи расплава в ковш, засыпке зеркала жидкого чугуна тем же покровным материалом, который состоит из углеродного пассиватора (измельченный кокс) и теплоизолирующей добавки (вспученный перлит). Усвоение магния при этом процессе достигает 55-65%.
Недостатками данного способа являются: низкий процент усвоения магния в расплаве и сложность удаления сыпучего покровного материала с поверхности жидкого чугуна, находящегося в ковше, что увеличивает вероятность засорения частицами покровного материала тело отливок и, соответственно, возникновения брака литья по неметаллическим включениям.
Задачей изобретения является повышение степени усвоения церия и магния в расплаве и снижение количества неметаллических включений в отливках из легированного чугуна с шаровидным графитом.
Для решения указанной задачи выплавляют чугун в электропечи из железоуглеродистой шихты с одновременным легированием его на заданный состав, сливают его в ковш и осуществляют модифицирование расплава под плотным вязким покровом твердым тяжелым модификатором в виде цериевой присадки и магнийсодержащей лигатуры. Благодаря плотному вязкому покрову жидкий чугун и модификатор в процессе модифицирования не с атмосферой. Усвоение церия и магния при таком процессе достигает 95%, при этом пироэффект и дымовыделение отсутствуют.
Эффективность модифицирования зависит от величины соотношения силы сцепления частиц защитного покрова с шлаком и уровня парциального давления паров церия и магния. Если уровень парциального давления паров церия и магния меньше силы сцепления частиц защитного покрова с шлаком, то последний не разрушается и модифицирование протекает без пироэффекта и дымовыделения, так как расплав и модификатор в этом случае с атмосферой не контактируют. Если наоборот, то защитный покров в процессе модифицирования разрушается, в результате чего происходит контакт расплава и модификатора с атмосферой. Реакция модифицирования протекает с пироэффектом и дымовыделением. При этом степень усвоения церия и магния в расплаве резко снижается. Чтобы процесс модифицирования протекал по первому варианту необходимо выполнить следующие условия:
- применять только тяжелые лигатуры, изготовленные на основе церия, никеля, меди, плотность которых больше или равна плотности жидкого чугуна;
- расход магнийсодержащей лигатуры (4-8% Mg) не должен превышать 1,5% от массы обрабатываемого расплава;
- расход без магниевой цериевой присадки (20-90% Се) не должен превышать 0,1-0,35% от массы обрабатываемого расплава:
- расход флюсперлита «Барьер-200» должен составлять более 0,4% от массы обрабатываемого расплава.
Необходимость применения тяжелых модификаторов объясняется тем, что при вводе в расплав чугуна они не плавают на его поверхности, а опускаются на дно ковша. Пузырьки паров церия и магния, образующиеся из твердых частиц модификатора при контакте с жидким металлом, как правило, большей частью успевают исчезнуть за время своего образования и всплывания в чугуне, при этом уровень парциального давления их паров стремиться к нулю. Кроме этого применение модификаторов с пониженным содержанием магния (4-8%) способствует более спокойному течению процесса модифицирования. При применении магнийсодержащей лигатуры (4-8% Mg) в количестве более 1,5% защитный покров в процессе модифицирования разрушается, при этом степень усвоения церия и магния в расплаве снижается, а реакция модифицирования протекает с пироэффектом и дымовыделением.
При использовании цериевой присадки (20-90% Се) в количестве свыше 0,35% от массы обрабатываемого расплава в структуре легированного чугуна образует большое количество хрупких карбидов церия, которые отрицательно влияют на прочностные свойства отливок. Уменьшение количества цериевой присадки менее 0,1% от массы выплавляемого чугуна не позволит получать графит шаровидной формы, что понизит прочностные характеристики чугуна.
Применение флюсперлита «Барьер-200» в количестве менее 0,4% от массы обрабатываемого расплава не позволяет защитить металл и модификатор от контакта с атмосферой, так как он под воздействием парциального давления паров церия и магния разрушается. Флюсперлитный коагулятор «Барьер-200» содержит, %: диоксид кремния 65-77, оксид алюминия 11-16, оксид железа 0,5-6,0, оксид кальция 0,1-3,5, оксид калия и натрия 3-11, глина не более 0,5. Размер частиц флюсперлита находится в пределах 0,63-2,5 мм (ТУ 5717-001-11035757-2006).
Пример
В электропечи расплавляли железоуглеродистые шихтовые материалы и получали легированный чугун заданного состава. При температуре 1440°С расплав сливали в открытый ковш. После чего его зеркало покрывали порошком флюсперлита «Барьер-200» в количестве 0,5% от массы обрабатываемого расплава. После образования плотного вязкого покрова в жидкий чугун вводили между футеровкой ковша и покровным материалом дробленные цериевую присадку в виде МЦ40 (40% Се) и никель-магниевую (8% Mg) лигатуру в количествах 0,18 и 0,8% от массы обрабатываемого расплава. После модифицирования чугун имел следующее содержание элементов, мас.%:
Углерод | 3,5 |
Кремний | 1,8 |
Хром | 8,0 |
Марганец | 1,0 |
Никель | 4,5 |
Бор | 0,3 |
Ванадий | 0,6 |
Медь | 0,4 |
Алюминий | 0,3 |
Церий | 0,03 |
Магний | 0,03 |
Кальций | 0,1 |
Железо | остальное |
Результаты сравнительного анализа известного и предлагаемого способов модифицирования легированного чугуна приведены в таблице.
Приведенные данные в таблице свидетельствуют о том, что переход с прототипа на предлагаемый новый способ получения отливок из легированного чугуна с шаровидным графитом обеспечило повышение степени усвоения церия и магния с 50-65 до 92-95%, а также прочности легированного чугуна с шаровидным графитом в литом состоянии в 1,2 раза. Обработка расплава чугуна одной без магниевой цериевой присадкой в количестве 0,35% позволяет увеличить твердость отливок в литом состоянии с 60 до 70 HRC, но при этом их прочность снижается с 940 до 600 МПа.
Использование флюсперлитного коагулятора «Барьер-200» вместо покровной теплоизолирующей смеси позволило в 10 раз уменьшить брак литья по неметаллическим включениям.
Уменьшение расхода модификатора и снижение брака литья способствуют сокращению затрат производства отливок из легированного чугуна с шаровидным графитом и повышению их конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках.
Источники информации
1. Авторское свидетельство. СССР №326221, М.Кл. С21С 1/10, 1972 БИ №4.
2. Авторское свидетельство. СССР №1077929, М. Кл. С21С 1/10 1984 БИ №9.
Claims (4)
1. Способ модифицирования чугуна, включающий обработку жидкого чугуна в ковше твердым модификатором и засыпку на зеркало чугуна покрывного материала, отличающийся тем, что в качестве покрывного материала используют порошок флюсперлита «Барьер-200», а в качестве твердого модификатора - дробленные цериевую присадку и магнийсодержащую лигатуру, которые вводят в расплав между футеровкой ковша и покрывным материалом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что цериевая присадка содержит 20-90% церия, а ее расход составляет 0,1-0,35% от массы обрабатываемого чугуна.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что магнийсодержащая лигатура содержит 4-8% магния, плотность которой больше или равна плотности чугуна, а ее расход составляет не более 1,5% от массы обрабатываемого чугуна.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход флюсперлита «Барьер-200» составляет более 0,4% от массы обрабатываемого чугуна.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009135453/02A RU2422546C2 (ru) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Способ модифицирования чугуна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009135453/02A RU2422546C2 (ru) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Способ модифицирования чугуна |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009135453A RU2009135453A (ru) | 2011-03-27 |
RU2422546C2 true RU2422546C2 (ru) | 2011-06-27 |
Family
ID=44052603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009135453/02A RU2422546C2 (ru) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Способ модифицирования чугуна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2422546C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2500824C1 (ru) * | 2012-08-22 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") | Способ модифицирования чугуна с шаровидным графитом |
RU2515158C1 (ru) * | 2012-12-25 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Способ модифицирования чугуна |
RU2515160C1 (ru) * | 2012-12-25 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Способ получения модифицированного чугуна |
RU2542041C1 (ru) * | 2013-10-31 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Способ модифицирования чугуна |
-
2009
- 2009-09-24 RU RU2009135453/02A patent/RU2422546C2/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2500824C1 (ru) * | 2012-08-22 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") | Способ модифицирования чугуна с шаровидным графитом |
RU2515158C1 (ru) * | 2012-12-25 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Способ модифицирования чугуна |
RU2515160C1 (ru) * | 2012-12-25 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Способ получения модифицированного чугуна |
RU2542041C1 (ru) * | 2013-10-31 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Способ модифицирования чугуна |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009135453A (ru) | 2011-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3443130B1 (en) | Gray cast iron inoculant | |
CN109957631B (zh) | 一种高镍奥氏体球墨铸铁熔体的处理方法 | |
RU2422546C2 (ru) | Способ модифицирования чугуна | |
Kopyciński et al. | Analysis of the structure and abrasive wear resistance of white cast iron with precipitates of carbides | |
CN111961954A (zh) | 一种铸态混合基体qt500-14球墨铸铁的制备方法 | |
Wu et al. | Effect of magnesium addition on inclusions in H13 die steel | |
CN104651729B (zh) | 工程机械斗齿用钢及斗齿的制备方法 | |
Ihm et al. | Introduction to gray cast iron brake rotor metallurgy | |
JPH10237528A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄用球状化処理剤及び球状化処理方法 | |
GB1569551A (en) | Process for producing cast iron | |
GB2081623A (en) | Casting mould and method of casting iron | |
RU2620206C2 (ru) | Способ графитизирующего модифицирования чугуна | |
Chisamera et al. | Iron casting skin management in No-Bake mould–effects of magnesium residual level and mould coating | |
RU2380194C2 (ru) | Теплоизолирующая шлакообразующая смесь | |
CN114657451A (zh) | 一种过共晶高铬铸铁及其悬浮、变质复合处理方法 | |
RU2376101C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
RU2500824C1 (ru) | Способ модифицирования чугуна с шаровидным графитом | |
RU2704678C1 (ru) | Способ модифицирования чугуна и модификатор для осуществления способа | |
RU2515158C1 (ru) | Способ модифицирования чугуна | |
Elsayed et al. | Effect of melt cleanliness on the mechanical properties and microstructure on AZ91E Mg alloy castings | |
RU2222604C2 (ru) | Порошковая проволока для десульфурации чугуна | |
RU2588965C1 (ru) | Способ модифицирования чугуна | |
RU2124566C1 (ru) | Брикетированная смесь для модифицирования серого чугуна | |
Oyetunji et al. | EFFECTS OF VARYING WEIGHT PERCENT MAGNESIUM IN RICE HUSK PARTICULATE CAPSULE ON HARDNESS AND MICROSTRUCTURAL PROPERTIES OF PRODUCED COMPACTED GRAPHITE IRON | |
KR101493551B1 (ko) | 강의 환원 및 도핑을 위한 합금 "카자흐스탄스키" |