RU2510306C1 - Method of making thin-wall casts of cast iron with ball-like graphite - Google Patents

Method of making thin-wall casts of cast iron with ball-like graphite Download PDF

Info

Publication number
RU2510306C1
RU2510306C1 RU2012147088/02A RU2012147088A RU2510306C1 RU 2510306 C1 RU2510306 C1 RU 2510306C1 RU 2012147088/02 A RU2012147088/02 A RU 2012147088/02A RU 2012147088 A RU2012147088 A RU 2012147088A RU 2510306 C1 RU2510306 C1 RU 2510306C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casting
alloy
iron
cast iron
ladle
Prior art date
Application number
RU2012147088/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Вячеславович Андреев
Дмитрий Михайлович Богданов
Алексей Сергеевич Васильев
Александр Натанович Капилевич
Евгений Владимирович Ковалевич
Фейзулла Алибаллаевич Нуралиев
Валерий Викторович Тренихин
Сергей Михайлович Сачек
Михаил Иванович Яковлев
Илья Романович Шегельман
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петрозаводский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петрозаводский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петрозаводский государственный университет"
Priority to RU2012147088/02A priority Critical patent/RU2510306C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510306C1 publication Critical patent/RU2510306C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy and can be used for production of containers for transportation of used nuclear fuel and other radioactive wastes. Proposed method comprises smelting of iron, spheroidising it in teeming ladle and graphitising modification in the mould injection bowl. Said spheroidising is performed in teeming ladle reaction chamber wherein alloys Si-Ba, Ni-Mg and Si-Mg in amount of 1.8-2.2 wt % of initial iron weight are laid in layers and coated with the layer of iron-carbon chips. Modification is made by quick-dissolving moulded inserts and mix of foundry alloys in amount of 0.4-0.7 wt % composed of Si-Mg and Si-Ba at 1:1 ratio.
EFFECT: higher quality of microstructure and its isotropy, better mechanical properties.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам изготовления крупнотоннажных и толстостенных отливок из чугуна с шаровидным графитом преимущественно корпусов контейнеров для транспортировки отработавшего ядерного топлива и других радиоактивных отходов.The invention relates to foundry, in particular to methods for the manufacture of large-capacity and thick-walled castings from spheroidal graphite mainly of container bodies for transporting spent nuclear fuel and other radioactive waste.

Известен способ изготовления толстостенных корпусов контейнеров из чугуна с шаровидным графитом [1], включающий выплавку исходного расплава, сфероидизирующую обработку магнием, модифицирование в литниковой чаше путем растворения в расплаве зернистого модификатора и заливку жидкого чугуна в литейную форму, состоящую из внешнего бокового кокиля, верхней (перекрывающей) и нижней (опорной) полуформ и центрального стержня, образующих полость для отливки, литниково-питающую систему и заливочную чашу.A known method of manufacturing thick-walled cases of containers of cast iron with spherical graphite [1], including the smelting of the initial melt, spheroidizing treatment with magnesium, modification in the sprue bowl by dissolving the granular modifier in the melt and pouring molten iron into a casting mold, consisting of an external side chill mold, top ( overlapping) and the lower (supporting) half-molds and the central core forming the cavity for casting, the gate-feeding system and the filling bowl.

Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:

- получение в толстостенной отливке значительной доли включений графита неправильной шаровидной и компактной формы из-за существенного снижения сфероидизирующего эффекта магния, за большой период времени, проходящий от момента сфероидизирующей обработки в ковше до начала кристаллизации металла в форме;- obtaining in a thick-walled casting a significant proportion of inclusions of graphite of irregular spherical and compact shape due to a significant reduction in the spheroidizing effect of magnesium, over a long period of time from the moment of spheroidizing treatment in the ladle to the start of crystallization of the metal in the mold;

- повышенное количество неметаллических включений в металле, являющихся продуктами взаимодействия модификатора с компонентами чугуна и поступающих вместе с металлом непосредственно в литейную форму.- an increased number of non-metallic inclusions in the metal, which are the products of the interaction of the modifier with the components of cast iron and coming directly with the metal into the mold.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ изготовления толстостенных отливок из чугуна с шаровидным графитом [2], включающий выплавку исходного расплава, сфероидизирующую обработку магнием, модифицирование в литниковой чаше путем растворения в расплаве зернистого модификатора и заливку жидкого чугуна в литейную форму, состоящую из внешнего бокового кокиля, верхней (перекрывающей) и нижней (опорной) полуформ и центрального стержня, образующих полость для отливки, литниково-питающую систему и заливочную чашу, вмещающую весь необходимый для заливки в форму жидкий чугун и снабженную питателями, перекрываемыми стопорными устройствами, при этом модифицирование производят одновременно смесью микрокристаллических лигатур в количестве 0,21…0,6%, состоящей из сплавов Si-Mg, Si-Ba и Si-РЗМ в соотношении 1:1:(0,5…1,0), а заливку чугуна в полость литейной формы производят одновременно через все питатели после гомогенизирующей выдержки в заливочной чаше в течение 1…5 минут.The closest adopted for the prototype is a method of manufacturing thick-walled castings of spheroidal graphite iron [2], including the smelting of the initial melt, spheroidizing treatment with magnesium, modification in the sprue bowl by dissolving granular modifier in the melt and pouring molten iron into a casting mold consisting of external lateral chill mold, the upper (overlapping) and lower (supporting) half-molds and the central rod, which form the cavity for casting, the gate-feeding system and the filling cup, which holds the entire liquid cast iron necessary for pouring into the mold and equipped with feeders overlapped by locking devices, while the modification is carried out simultaneously with a mixture of microcrystalline ligatures in an amount of 0.21 ... 0.6%, consisting of Si-Mg, Si-Ba and Si-REM alloys in the ratio 1: 1: (0.5 ... 1.0), and cast iron is poured into the mold cavity at the same time through all feeders after homogenizing exposure in the casting bowl for 1 ... 5 minutes.

В качестве микрокристаллических лигатур используют преимущественно сплавы Si-Mg с содержанием 5…9% Mg, Si-Ba с содержанием 22…30% Ba и Si-РЗМ с содержанием 25…35% РЗМ.As microcrystalline ligatures, mainly Si-Mg alloys with a content of 5 ... 9% Mg, Si-Ba with a content of 22 ... 30% Ba and Si-REM with a content of 25 ... 35% REM are mainly used.

Заливочную чашу перегораживают пластинами, выполненными из растворяемого в жидком чугуне материала, например из стального листа, и образующими полости, в которые засыпают модифицирующую смесь.The filling cup is partitioned with plates made of material dissolved in liquid iron, for example, from a steel sheet, and forming cavities into which the modifying mixture is filled.

Недостатками известного способа является получение в толстостенной отливке значительной доли включений шаровидного графита неправильной и компактной формы из-за большого периода времени, проходящего от момента сфероидизирующей обработки в ковше до начала заливки формы и кристаллизации чугуна в литейной форме, в результате чего существенно снижается сфероидизирующий эффект магния и уменьшается количество эффективных центров кристаллизации графита, обусловленное недостаточно эффективным графитизирующим модифицированием в чаше при требуемых пониженных температурах жидкого чугуна.The disadvantages of this method is to obtain in a thick-walled casting a significant proportion of inclusions of spherical graphite of irregular and compact shape due to the long period of time elapsing from the moment of spheroidizing treatment in the ladle to the start of casting and crystallization of cast iron in the mold, which substantially reduces the spheroidizing effect of magnesium and the number of effective centers of crystallization of graphite decreases due to insufficiently effective graphitizing modification in a bowl and the required reduced temperatures of molten iron.

Технический результат предлагаемого способа изготовления толстостенных отливок из чугуна с шаровидным графитом заключается в устранении дефектов микроструктуры, получении преимущественно ферритной металлической основы высокопрочного чугуна в литом состоянии и повышении изотропности структуры и механических свойств металла по сечению толстостенной отливки.The technical result of the proposed method for the manufacture of thick-walled castings from nodular cast iron is to eliminate microstructure defects, to obtain a predominantly ferritic metal base of high-strength cast iron in a cast state, and to increase the isotropy of the structure and mechanical properties of the metal over the cross-section of a thick-walled casting.

Достигается технический результат тем, что сфероидизирующую обработку в разливочном ковше проводят смесью дробленых лигатур в количестве 1,8…2,2%, состоящей из сплавов 0,30…0,45% Si-Ba, 0,2…0,3% Ni-Mg и 1,4…1,6% Si-Mg, которые размещают последовательно ровными слоями в реакционной камере на дне разливочного ковша, образованной огнеупорной перегородкой между стенками, при этом первый слой на дно камеры засыпают из сплава Si-Mg, второй слой - из сплава Ni-Mg, третий слой - из сплава Si-Ba и накрывают защитным слоем из стружки железоуглеродистого сплава, а графитизирующее модифицирование производят при сливе металла из разливочного ковша в заливочную чашу одновременно быстро растворимыми модифицирующими литыми вставками, равномерно распределенными и закрепленными на дне заливочной чаши, и смесью лигатур в количестве 0,4...0,7%, состоящей из сплавов, Si-Mg и Si-Ba в соотношении 1:1.The technical result is achieved in that the spheroidizing treatment in the casting ladle is carried out with a mixture of crushed ligatures in an amount of 1.8 ... 2.2%, consisting of alloys 0.30 ... 0.45% Si-Ba, 0.2 ... 0.3% Ni -Mg and 1.4 ... 1.6% Si-Mg, which are placed sequentially in even layers in the reaction chamber at the bottom of the casting ladle, formed by a refractory wall between the walls, while the first layer is filled with Si-Mg alloy to the bottom of the chamber, the second layer - from a Ni-Mg alloy, the third layer is from an Si-Ba alloy and is covered with a protective layer of shavings of an iron-carbon alloy, and graphitized The modification is performed when the metal is drained from the casting ladle into the pouring bowl with simultaneously rapidly soluble modifying casting inserts uniformly distributed and fixed at the bottom of the pouring bowl, and a mixture of ligatures in an amount of 0.4 ... 0.7%, consisting of alloys, Si- Mg and Si-Ba in a 1: 1 ratio.

Предложенная комбинация технологии сфероидизирующей обработки и графитизирующего модифицирования, соотношения компонентов модифицирующих сплавов и техники литья обеспечивают усиление сфероидизирующего и графитизирующего эффекта в период затвердевания отливки и в конечном результате повышение изотропности свойств металла по сечению литой толстостенной заготовки.The proposed combination of spheroidizing treatment technology and graphitizing modification, the ratio of the components of the modifying alloys and casting technique enhance the spheroidizing and graphitizing effect during the casting solidification period and ultimately increase the isotropy of the metal properties over the cross section of the cast thick-walled workpiece.

Сфероидизирующая обработка в разливочном ковше смесью дробленых лигатур, состоящей из сплавов Si-Ba, Ni-Mg и Si-Mg, размещаемых последовательно ровными слоями в реакционной камере на дне ковша и покрытых защитным слоем из стружки железоуглеродистого сплава, обеспечивает необходимую задержку по времени начала взаимодействия магния с жидким чугуном при последовательном заполнении ковша расплавом из нескольких печей и последующее более спокойное и эффективное протекание процесса растворения магнийсодержащих сплавов с получением более высокого содержания магния в расплаве. При этом каждый слой сплава в реакционной камере выполняет свою роль.Spheroidizing treatment in the casting ladle with a mixture of crushed ligatures, consisting of Si-Ba, Ni-Mg and Si-Mg alloys, placed sequentially in even layers in the reaction chamber at the bottom of the ladle and coated with a protective layer of shavings of the iron-carbon alloy, provides the necessary delay in the interaction start time magnesium with molten iron during the sequential filling of the ladle with a melt from several furnaces and the subsequent calmer and more efficient process of dissolving magnesium-containing alloys to obtain higher magnesium content of the melt. Moreover, each layer of the alloy in the reaction chamber performs its role.

После растворения защитного слоя стружки железоуглеродистого сплава первым в контакт с расплавом, поступившим из первой печи, вступает слой из сплава Si-Ba, который еще на определенное время задерживает контакт расплава чугуна с магнийсодержащими сплавами, выполняя функцию защитного слоя и одновременно активного раскислителя и десульфоратора. Затем уже практически при полном заполнении ковша из других печей вступает в контакт слой из сплава Ni-Mg, который кратковременно активизирует выделение магния в расплав без всплытия частиц сплава на зеркало металла. Далее постепенно послойно реагирует с жидким чугуном сплав Si-Mg, обеспечивая высокую степень усвоения магния при прохождении его паров в столбе жидкого чугуна максимальной высоты.After the protective layer of the iron-carbon alloy shavings is dissolved, the Si-Ba alloy layer comes into contact with the melt from the first furnace first, which retains the contact of the molten iron with magnesium-containing alloys for a certain time, acting as a protective layer and at the same time as an active deoxidizer and desulfurizer. Then, when the ladle is completely completely filled from other furnaces, the Ni-Mg alloy layer comes into contact, which briefly activates the release of magnesium into the melt without the alloy particles floating up onto the metal mirror. Then, the Si-Mg alloy gradually reacts layer-by-layer with liquid iron, providing a high degree of absorption of magnesium during the passage of its vapor in a column of liquid iron of maximum height.

При этом предпочтительным является использование сплавов Si-Ba с содержанием 22…30% Ba, Ni-Mg с содержанием 14…17% Mg и Si-Mg с содержанием 5…7% Mg.It is preferable to use Si-Ba alloys with a content of 22 ... 30% Ba, Ni-Mg with a content of 14 ... 17% Mg and Si-Mg with a content of 5 ... 7% Mg.

Для достижения максимального эффекта при сфероидизирующей обработке в разливочном ковше магниевые лигатуры следует засыпать в количестве, обеспечивающем введение в чугун не менее 0,12% Mg.To achieve maximum effect during spheroidizing treatment in a casting ladle, magnesium ligatures should be filled in an amount ensuring the introduction of at least 0.12% Mg into the cast iron.

В процессе графитизирующего модифицирования в разливочной чаше быстро растворимые модифицирующие литые вставки обеспечивают дополнительные центры кристаллизации графита, а в модифицирующей смеси сплав Si-Mg усиливает сфероидизирующий эффект и сплав Si-Ba обеспечивает более длительный графитизирующий эффект.During the graphitizing modification in the casting bowl, rapidly soluble modifying alloy inserts provide additional centers of graphite crystallization, and in the modifying mixture, the Si-Mg alloy enhances the spheroidizing effect and the Si-Ba alloy provides a longer graphitizing effect.

На фиг.1 показана схема разливочного ковша с реакционной камерой и размещенными в ней слоями дробленых модифицирующих сплавов и защитного слоя из стружки железоуглеродистого сплава. На фиг.2 представлена схема используемой в заявленном способе литейной формы.Figure 1 shows a diagram of a casting ladle with a reaction chamber and layers of crushed modifying alloys and a protective layer made of shavings of an iron-carbon alloy placed therein. Figure 2 presents a diagram used in the inventive method of the mold.

При сфероидизирущей обработке, проводимой в разливочном ковше, представленном на фиг.1, имеющем реакционную камеру 1, образованную дном 2, огнеупорной перегородкой 3 и стенками 4, в которой размещены слой 5 из сплава Si-Mg, слой 6 из сплава Ni-Mg, слой 7 из сплава Si-Ba, накрываемые защитным слоем 8 из стружки железоуглеродистого сплава, после растворения которого в результате контакта с расплавом, поступившим из первой печи, первым в контакт с расплавом вступает слой из сплава Si-Ba, который еще на определенное время задерживает контакт расплава чугуна с магнийсодержащими сплавами, выполняя функцию защитного слоя и одновременно активного раскислителя и десульфоратора. Затем уже практически при полном заполнении ковша из других печей вступает в контакт слой из сплава Ni-Mg, который кратковременно активизирует выделение магния в расплав без всплытия частиц сплава на зеркало металла. Далее постепенно послойно реагирует с жидким чугуном сплав Si-Mg, обеспечивая высокую степень усвоения магния при прохождении его паров в столбе жидкого чугуна максимальной высоты.When a spheroidizing treatment is carried out in the casting ladle shown in FIG. 1, having a reaction chamber 1 formed by a bottom 2, a refractory wall 3 and walls 4, in which a layer 5 of a Si-Mg alloy, a layer 6 of a Ni-Mg alloy, are placed, a layer of Si-Ba alloy covered by a protective layer 8 of shavings of the iron-carbon alloy, after dissolution of which, as a result of contact with the melt coming from the first furnace, the first layer of contact with the melt comes into contact with the melt, the Si-Ba alloy, which holds for a certain time cast iron melt contact with magnesium-containing alloys, acting as a protective layer and at the same time an active deoxidizer and desulfurizer. Then, when the ladle is completely completely filled from other furnaces, the Ni-Mg alloy layer comes into contact, which briefly activates the release of magnesium into the melt without the alloy particles floating up onto the metal mirror. Then, the Si-Mg alloy gradually reacts layer-by-layer with liquid iron, providing a high degree of absorption of magnesium during the passage of its vapor in a column of liquid iron of maximum height.

Затем расплав из разливочного ковша поступает в литейную форму, представленную на фиг.2. Литейная форма содержит металлический поддон 9, установленные на нем нижнюю полуформу 10, формирующую боковую поверхность отливки, центральный стержень 11 из высокотеплоаккумулирующей формовочной смеси со знаковой частью и полым каркасом в виде перфорированной трубы 12 с отверстиями для выхода газов, верхнюю песчаную полуформу 13 с элементами литниково-питающей системы 14 и размещенный в ней верхний металлический холодильник 15, формирующий наружную поверхность днища отливки, а также установленную на верхней полуформе заливочную чашу 16 с литниковыми каналами, перекрываемыми стопорными устройствами 17, и вмещающая весь необходимый для отливки объем жидкого чугуна. В заливочной чаше 16 со стороны слива металла из ковша с помощью растворимой в чугуне перегораживающей пластины 18 отделена полость для размещения модифицирующей смеси 19 и быстро растворимых модифицирующих литых вставок 20. Стенка нижней полуформы выполнена в виде бокового металлического холодильника 21 с наружным теплоизолирующим песчаным слоем 22. Литейная форма устанавливается на металлических опорах 23 для удобства монтажа и обслуживания. Предложенный способ осуществляется следующим образом. Выплавленный одновременно в разных печах жидкий исходный чугун последовательно из каждой печи сливают в разливочный ковш, на дне которого в реакционной камере размещают смесь дробленых лигатур, состоящую из сплавов Si-Ba, Ni-Mg и Si-Mg, засыпаемых последовательно ровными слоями и покрытых защитным слоем, например, из чугунной стружки. Обработанный таким образом магниевый жидкий чугун из разливочного ковша переливается в заливочную чащу 16 собранной и подготовленной к заливке литейной формы (см. фиг.2). По мере поступления в заливочную чашу 8 жидкий чугун протекает над быстро растворимыми модифицирующими литыми вставками 20 и модифицирующей смесью 19, послойно растворяя и взаимодействуя с ними.Then the melt from the casting ladle enters the casting mold shown in figure 2. The mold contains a metal pan 9, a lower half-mold 10 mounted on it, forming the side surface of the casting, a central rod 11 of a high-heat-forming molding mixture with an iconic part and a hollow frame in the form of a perforated pipe 12 with gas outlets, an upper sand mold 13 with gating elements -the feed system 14 and the upper metal refrigerator 15 located therein, forming the outer surface of the bottom of the casting, as well as a pouring bowl 16 with l mounted on the upper half-mold tnikovymi channels overlapping the locking device 17 and accommodating the entire volume required for casting the molten iron. In the pouring bowl 16, on the side of the metal drain from the ladle, using a soluble partition wall plate 18, a cavity is separated for accommodating the modifying mixture 19 and quickly soluble modifying cast inserts 20. The wall of the lower half-mold is made in the form of a side metal refrigerator 21 with an external heat-insulating sand layer 22. The mold is mounted on metal supports 23 for ease of installation and maintenance. The proposed method is as follows. The initial molten iron smelted simultaneously in different furnaces is successively poured from each furnace into a casting ladle, at the bottom of which a mixture of crushed alloys consisting of Si-Ba, Ni-Mg, and Si-Mg alloys, which are filled in series with even layers and coated with protective coating, is placed in the reaction chamber a layer, for example, of cast iron shavings. The magnesium cast iron thus treated from the casting ladle is poured into the casting thicket 16 of the assembled and prepared for casting mold (see figure 2). As it enters the casting bowl 8, molten iron flows over the rapidly soluble modifying cast inserts 20 and the modifying mixture 19, dissolving in layers and interacting with them.

К концу процесса заполнения заливочной чаши 8 жидким чугуном перегораживающая пластина 18 полностью растворяется. Далее производят выдержку жидкого чугуна в заливочной чаше 16, при которой наиболее полно протекают все реакции взаимодействия модифицирующей присадки с компонентами жидкого чугуна, происходит гомогенизация расплава во всем объеме и всплытие в шлак продуктов реакции. После достижения заданной температуры заливки стопорные устройства 17 одновременно поднимают, и жидкий чугун через литниковые каналы заполняет полость формы. При таком способе заливки обеспечивается последующая направленная кристаллизация отливки снизу вверх за счет поступления последних горячих порций металла непосредственно в прибыли и эффективное питание кристаллизующегося металла, исключающее образование усадочных дефектов.By the end of the filling process of the filling bowl 8 with molten iron, the partition plate 18 is completely dissolved. Next, the molten iron is held in the pouring bowl 16, in which all reactions of the interaction of the modifying additive with the components of molten cast iron proceed most fully, the melt is homogenized in its entirety and the reaction products float to the slag. After reaching the set pouring temperature, the locking devices 17 are simultaneously lifted, and molten iron fills the mold cavity through the gate channels. With this casting method, subsequent directional crystallization of the casting is provided from the bottom up due to the receipt of the last hot portions of the metal directly in profit and efficient feeding of the crystallizing metal, eliminating the formation of shrink defects.

В процессе графитизирующего модифицирования в разливочной чаше быстро растворимые модифицирующие литые вставки обеспечивают дополнительные центры кристаллизации графита, а в модифицирующей смеси сплав Si-Mg усиливает сфероидизирующий эффект и сплав Si-Ba обеспечивает более длительный графитизирующий эффект.During the graphitizing modification in the casting bowl, rapidly soluble modifying alloy inserts provide additional centers of graphite crystallization, and in the modifying mixture, the Si-Mg alloy enhances the spheroidizing effect and the Si-Ba alloy provides a longer graphitizing effect.

После охлаждения отливки до заданной температуры форму разбирают, извлекают отливку и направляют на проведение финишных операций.After cooling the casting to a predetermined temperature, the mold is taken apart, the casting is removed and sent for finishing operations.

Предлагаемый способ использовали для изготовления отливки корпуса контейнера из чугуна с шаровидным графитом марки ВЧ40 для транспортного упаковочного комплекта.The proposed method was used for the manufacture of castings of the container body of cast iron with spherical graphite grade VCh40 for transport packaging.

Корпус контейнера имел следующие размеры (мм):The container body had the following dimensions (mm):

наружный диаметр - 1920,outer diameter - 1920,

внутренний диаметр - 1210,inner diameter - 1210,

высота (длина) - 4100,height (length) - 4100,

толщина стенки - 405.wall thickness - 405.

Масса отливки 55 тонн, масса требуемого жидкого чугуна для отливки ≈70 тонн.The casting mass is 55 tons, the mass of the required molten iron for casting is ≈70 tons.

Плавку чугуна для изготовления опытной отливки проводили одновременно в трех печах ИЧТ-25, с емкостью тигля 25 т. В качестве шихтовых материалов применяли чугун, популярный по ТУ 0812-042-50254094-2001 марки ЛН, следующего состава (мас.%): углерод 4,15; кремний 1,2; марганец не более 0,04; фосфор 0,03; сера 0,015 и стальной лом марки 1А.Cast iron was melted for the production of pilot casting simultaneously in three IChT-25 furnaces, with a crucible capacity of 25 tons. Cast iron, popular in accordance with TU 0812-042-50254094-2001 of the LN grade, of the following composition (wt.%) Was used as charge materials: carbon 4.15; silicon 1,2; manganese not more than 0.04; phosphorus 0.03; sulfur 0.015 and steel scrap grade 1A.

Сфероидизирующую обработку проводили в разливочном ковше емкостью 75 т при сливе в него исходного жидкого чугуна поочередно из 3-х печей. В качестве сфероидизирующей присадки использовали смесь дробленых лигатур в количестве 2,1% от общей массы исходного жидкого чугуна, состоящей из сплавов 0,40% Si-Ba (22% Ba), 0,3% Ni-Mg (15% Mg) и 1,4% Si-Mg (6% Mg), размещенных последовательно ровными слоями в реакционной камере на дне ковша и покрытых защитным слоем из чугунной стружки.Spheroidizing treatment was carried out in a casting ladle with a capacity of 75 tons by pouring the initial molten iron into it from 3 ovens in turn. As a spheroidizing additive, a mixture of crushed ligatures was used in an amount of 2.1% of the total mass of the original molten iron, consisting of 0.40% Si-Ba (22% Ba), 0.3% Ni-Mg (15% Mg) alloys, and 1.4% Si-Mg (6% Mg) placed sequentially in even layers in the reaction chamber at the bottom of the ladle and coated with a protective layer of cast iron chips.

После окончания процесса сфероидизирующей обработки в ковше и удаления образовавшегося шлака магниевый жидкий чугун переливали в заливочную чашу собранной и подготовленной к заливке литейной формы. Заливочную чашу со стороны падения из ковша струи металла перегораживали стальной пластиной и в образованной полости размещали литые модифицирующие вставки из сплава Germalloy и модифицирующую смесь из лигатур фракций 1…3 мм в количестве ~0,5%, состоящую из 6%-ной Si-Mg лигатуры (0,25%) и лигатуры SiBaR22 (0,25%). Процесс модифицирования проходил спокойно, без пирроэфекта и дымовыделения и заканчивался практически к моменту полного опорожнения разливочного ковша. После гомогенизирующей выдержки в течение 3 минут и достижения температуры расплава в заливочной чаше ~1320°C производили заливку формы через прибыльные полости путем одновременного поднятия 2-х стопоров. Общая продолжительность процесса от момента слива металла из первой печи в разливочный ковш и до заливки жидкого чугуна в литейную форму составила ~30 мин.After the end of the spheroidizing treatment in the ladle and removal of the resulting slag, magnesium molten iron was poured into the casting pan of the assembled and prepared for casting mold. The pouring cup from the falling side of the bucket of metal stream was blocked with a steel plate and cast modifying inserts from Germalloy alloy and a modifying mixture of ligatures of fractions 1 ... 3 mm in an amount of ~ 0.5%, consisting of 6% Si-Mg, were placed in the cavity formed ligatures (0.25%) and SiBaR22 ligatures (0.25%). The modification process took place calmly, without pyroeffect and smoke emission and ended almost by the time the casting ladle was completely emptied. After homogenizing for 3 minutes and reaching the melt temperature in the pouring bowl of ~ 1320 ° C, the mold was cast through profitable cavities by simultaneously raising 2 stoppers. The total duration of the process from the moment of pouring the metal from the first furnace into the casting ladle and to pouring molten iron into the mold was ~ 30 min.

Содержание магния в чугуне на разных этапах отбора проб составило (мас.%):The magnesium content in cast iron at different stages of sampling was (wt.%):

- в разливочном ковше после сфероидизирующей обработки - 0,10;- in the casting ladle after spheroidizing treatment - 0.10;

- в заливочной чаше перед заливкой чугуна в форму - 0,08;- in the pouring bowl before pouring cast iron into the mold - 0.08;

- в приливной пробе - 0,07;- in a tidal sample - 0.07;

- в теле отливки 0,05…0,055.- in the body of the casting 0.05 ... 0.055.

Механические свойства чугуна с шаровидным графитом в стенке отливки имеют следующие значения:The mechanical properties of nodular cast iron in the wall of the casting have the following meanings:

- временное сопротивление разрыву при растяжении (Km) - 385…410 МПа,- temporary tensile strength in tension (Km) - 385 ... 410 MPa,

- относительное удлинение (А5) - 19…23%.- elongation (A5) - 19 ... 23%.

БИБЛИОГРАФИЯBIBLIOGRAPHY

1. Описание изобретения к патенту DE 3324929, опубл. 17.01.1985.1. Description of the invention to patent DE 3324929, publ. 01/17/1985.

2. Описание изобретения к патенту RU 2440214 С1, опубл. 20.01.2012.2. Description of the invention to patent RU 2440214 C1, publ. 01/20/2012.

Claims (3)

1. Способ изготовления толстостенных отливок из чугуна с шаровидным графитом, включающий выплавку исходного расплава, сфероидизирующую обработку расплава в разливочном ковше, графитизирующее модифицирование в заливочной чаше литейной формы путем растворения в расплаве модификатора и заливку жидкого чугуна в литейную форму, содержащую внешний боковой кокиль, верхнюю перекрывающую и нижнюю опорную полуформы и центральный стержень, образующие полость для отливки и литниково-питающей системы, и заливочную чашу с питателями, перекрываемыми стопорными устройствами, вмещающую весь необходимый для заливки в форму жидкий чугун, отличающийся тем, что сфероидизирующую обработку расплава в разливочном ковше проводят смесью дробленых лигатур в количестве 1,8…2,2% от массы исходного чугуна, содержащей сплав Si-Ba 0,30…0,45%, сплав Ni-Mg 0,2…0,3% и сплав Si-Mg 4…1,6%, которые размещают последовательно ровными слоями в реакционной камере на дне разливочного ковша, образованной огнеупорной перегородкой между стенками ковша, при этом первым на дно камеры засыпают слой из сплава Si-Mg, вторым - слой из сплава Ni-Mg, третьим - слой из сплава Si-Ba и накрывают защитным слоем из стружки железоуглеродистого сплава, а графитизирующее модифицирование производят при сливе металла из разливочного ковша в заливочную чашу с одновременным использованием быстрорастворимых модифицирующих литых вставок, равномерно распределенных и закрепленных на дне заливочной чаши, и смесью дробленых лигатур в количестве 0,4…0,7%, состоящей из сплавов Si-Mg и Si-Ba в соотношении 1:1.1. A method of manufacturing thick-walled castings of nodular cast iron, comprising smelting the initial melt, spheroidizing the treatment of the melt in the casting ladle, graphitizing the modification in the casting mold bowl by dissolving the modifier in the melt, and pouring molten iron into the casting mold containing the outer side chill, the upper the overlapping and lower supporting half-molds and the central rod forming the cavity for casting and the gate-feeding system, and the filling cup with feeders, locking devices containing all the liquid cast iron necessary for pouring into the mold, characterized in that the spheroidizing treatment of the melt in the casting ladle is carried out with a mixture of crushed ligatures in an amount of 1.8 ... 2.2% of the mass of the original cast iron containing Si-Ba 0 alloy 30 ... 0.45%, Ni-Mg alloy 0.2 ... 0.3% and Si-Mg alloy 4 ... 1.6%, which are placed successively in even layers in the reaction chamber at the bottom of the casting ladle, formed by a refractory partition between the walls of the ladle while the first layer of Si-Mg alloy is poured onto the bottom of the chamber, the second is the layer and Ni-Mg alloy, the third is a layer of Si-Ba alloy and covered with a protective layer of shavings of the iron-carbon alloy, and the graphitizing modification is performed when the metal is poured from the casting ladle into the casting bowl with the simultaneous use of instant modifying casting inserts evenly distributed and fixed to the bottom of the casting bowl, and a mixture of crushed ligatures in an amount of 0.4 ... 0.7%, consisting of Si-Mg and Si-Ba alloys in a ratio of 1: 1. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют сплавы Si-Ba с содержанием 22…30% Ba, Ni-Mg с содержанием 14…17% Mg и Si-Mg с содержанием 5…7% Mg.2. The method according to claim 1, characterized in that Si-Ba alloys with a content of 22 ... 30% Ba, Ni-Mg with a content of 14 ... 17% Mg and Si-Mg with a content of 5 ... 7% Mg are used. 3. Способ по п.1 или п.2, отличающийся тем, что при сфероидизирующей обработке в разливочном ковше магниевые лигатуры засыпают в количестве, обеспечивающем введение в чугун не менее 0,12% Mg. 3. The method according to claim 1 or claim 2, characterized in that during the spheroidizing treatment in the casting ladle, magnesium ligatures are poured in an amount ensuring introduction of not less than 0.12% Mg into the cast iron.
RU2012147088/02A 2012-11-06 2012-11-06 Method of making thin-wall casts of cast iron with ball-like graphite RU2510306C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147088/02A RU2510306C1 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Method of making thin-wall casts of cast iron with ball-like graphite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147088/02A RU2510306C1 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Method of making thin-wall casts of cast iron with ball-like graphite

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2510306C1 true RU2510306C1 (en) 2014-03-27

Family

ID=50343041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012147088/02A RU2510306C1 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Method of making thin-wall casts of cast iron with ball-like graphite

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510306C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2599588C2 (en) * 2015-02-25 2016-10-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method of making castings from cast iron with differentiated structure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1069944A1 (en) * 1982-03-12 1984-01-30 Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения Apparatus for modifying liquid metal
DE3324929A1 (en) * 1983-07-09 1985-01-17 Buderus Ag, 6330 Wetzlar Process for the production of a thick-walled container base of high notch toughness
SU1502624A1 (en) * 1987-03-30 1989-08-23 Белорусский Политехнический Институт Method of producing cast iron with globular graphite
RU2007267C1 (en) * 1990-10-15 1994-02-15 Пензенский Политехнический Институт Pouring cup for intramold modifying of melt
RU2440214C1 (en) * 2011-01-11 2012-01-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") Method of producing thick-wall castings from cast iron with spherical graphite

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1069944A1 (en) * 1982-03-12 1984-01-30 Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения Apparatus for modifying liquid metal
DE3324929A1 (en) * 1983-07-09 1985-01-17 Buderus Ag, 6330 Wetzlar Process for the production of a thick-walled container base of high notch toughness
SU1502624A1 (en) * 1987-03-30 1989-08-23 Белорусский Политехнический Институт Method of producing cast iron with globular graphite
RU2007267C1 (en) * 1990-10-15 1994-02-15 Пензенский Политехнический Институт Pouring cup for intramold modifying of melt
RU2440214C1 (en) * 2011-01-11 2012-01-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") Method of producing thick-wall castings from cast iron with spherical graphite

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2599588C2 (en) * 2015-02-25 2016-10-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method of making castings from cast iron with differentiated structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2440214C1 (en) Method of producing thick-wall castings from cast iron with spherical graphite
CN101274356B (en) Dead-melted steel ingot
CN102310187B (en) Elevator traction sheave casting method
CN104174819B (en) The climb casting technique of machine third-level planetary frame of a kind of ocean platform
CN101559478B (en) Alloy ingot casting mould with cooling device and ingot casting method thereof
RU2510306C1 (en) Method of making thin-wall casts of cast iron with ball-like graphite
CN103962517A (en) Pouring device and method for mold casting of large electrode bars
US4605055A (en) Method and apparatus for casting ferroalloys and slags in moulds having a large ratio of mould mass to cavity size
CN101284305B (en) High manganese steel casting grain refinement casting technique
US5817164A (en) Method and apparatus for making feedstock for steel making
CN107326258B (en) A kind of following minor diameter Ductile iron bar of diameter 25mm and preparation method thereof
US4003424A (en) Method of making ductile iron treating agents
RU2007101384A (en) METHOD FOR CASTING AND INSTALLATION FOR CASTING OF ALUMINUM OR ALUMINUM ALLOYS
RU2637459C2 (en) Method of producing large-scale castings of high-strength cast iron with spherical graphite
RU2311257C1 (en) Ingot producing method and apparatus for performing the same
JP7425949B2 (en) Remaining water storage container
CN102166635B (en) Method for re-pouring and eliminating central contraction cavity and looseness of continuous casting steel ingot through long water gap
KR101280384B1 (en) Method for removing molten metal in slag pot
CN101987348B (en) Method for casting road roller bracket casting
CN106493295A (en) A kind of casting technique of large scale magnesium alloy flat structure part
RU2114918C1 (en) Method for production of magnesium-containing unit from iron-carbon alloys
RU2394664C1 (en) Method of modification of continuously cast steel
RU2058397C1 (en) Method for production of complex modifier in coreless induction furnace with quartzite lining
RU2586730C1 (en) Method of producing high-strength cast iron
RU2151661C1 (en) Apparatus for producing ingots from metals and alloys

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151107