RU2515160C1 - Способ получения модифицированного чугуна - Google Patents
Способ получения модифицированного чугуна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515160C1 RU2515160C1 RU2012156385/02A RU2012156385A RU2515160C1 RU 2515160 C1 RU2515160 C1 RU 2515160C1 RU 2012156385/02 A RU2012156385/02 A RU 2012156385/02A RU 2012156385 A RU2012156385 A RU 2012156385A RU 2515160 C1 RU2515160 C1 RU 2515160C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- modifier
- coating material
- inductor
- melt
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к способу получения модифицированного чугуна с шаровидным графитом для изготовления деталей машин и оборудования. Осуществляют выплавку чугуна заданного состава, засыпку на зеркало чугуна покровного материала, выдержку его до образования плотного вязкого покрова и введение в расплав твердого модификатора на основе церия, магния и никеля. Перед введением в расплав твердый модификатор выдерживают в воде, а выплавку и модифицирование чугуна ведут в тигле индукционной печи при уровне расплава чугуна не выше уровня верхнего витка индуктора печи и при частоте тока индуктора 50-2400 Гц, причем перед засыпкой на зеркало чугуна покровного материала величину номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, уменьшают на 5-50%, после чего полученный чугун сливают в ковш. Изобретение позволяет повысить коэффициент распределения магния и церия по объему жидкого чугуна для заливки литейной формы. 8 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к способу получения модифицированного чугуна с шаровидным графитом, который может использоваться для изготовления деталей машин и оборудования.
Известен способ модифицирования жидкого чугуна под сыпучим покровным материалом, включающий выплавку чугуна заданного состава, размещение слоя твердого измельченного модификатора на дне ковша, нанесение на поверхность модификатора слоя покровного материала, заполнение ковша расплавом чугуна и засыпку зеркала жидкого чугуна тем же покровным материалом, который состоит из углеродного пассиватора (измельченный кокс) и теплоизолирующей добавки (вспученный перлит).
(SU 1077929, С21С 1/10, опубликовано 07.03.1984)
В процессе модифицирования жидкого чугуна в нижних его слоях, находящихся в донной части ковша, образуются пузырьки паров магния из твердых частиц лигатуры при ее контакте с расплавом. Во время их всплытия на поверхность расплава происходит усвоение магния чугуном. При таком процессе модифицирования коэффициент распределения магния по объему чугуна составляет 0,8.
Однако недостатками данного способа являются низкий процент усвоения магния расплавом (55-65%).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ модифицирования жидкого чугуна, включающий выплавку в плавильной печи чугуна заданного состава, слив из плавильной печи расплава в ковш, засыпку зеркала жидкого чугуна покрывным материалом - порошком флюсперлита «Барьер», который, коагулируя шлак, образует с ним плотный вязкий покров, введение через зазор между футеровкой ковша и покровным материалом в расплав чугуна твердого тяжелого модификатора на основе церия, магния и никеля и засыпку зазора покрывным материалом. При таком процессе усвоение магния и церия достигает 95%.
(RU 2422546, С22С 1/10, опубликовано 27.06.2011)
Модифицирование расплава чугуна идет в процессе опускания модификатора в донную часть ковша. Поэтому недостатком данного способа модифицирования являются низкий коэффициент распределения магния и церия по объему жидкого чугуна (до 0,6), находящегося в ковше. Усвоение магния и церия верхними слоями расплава в ковше происходит в большей степени, чем нижними. Поэтому отливки, полученные из металла верхних слоев ковша, содержат 95% графита правильной формы, а отливки, полученные из металла нижних слоев ковша, - 55%, что отрицательно сказывается на прочностных характеристики этих отливок.
Задачей изобретения и его техническим результатом является повышение коэффициента распределения магния и церия по объему жидкого чугуна, которым будут заливать литейные формы.
Технический результат достигается тем, что способ получения модифицированного чугуна включает выплавку чугуна заданного состава, засыпку на зеркало чугуна покровного материала, выдержку его до образования плотного вязкого покрова и введение в расплав твердого модификатора на основе церия, магния и никеля, причем перед введением в расплав модификатор выдерживают в воде, а выплавку и модифицирование чугуна ведут в тигле индукционной печи с частотой тока 50-2400 Гц при уровне расплава чугуна не выше уровня верхнего витка индуктора печи, перед засыпкой покровного материала на 5-50% уменьшают величину номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, после чего модифицированный чугун сливают в ковш.
Технический результат также достигают тем, что при частоте тока индуктора 2400 Гц засыпку покровного материала и введение модификатора осуществляют после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 5-15%; при частоте тока индуктора 500 Гц засыпку покровного материала и введение модификатора осуществляют после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 15-25%; при частоте тока индуктора 50 Гц засыпку покровного материала и введение модификатора осуществляют после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 40-50%; твердый модификатор вводят между футеровкой тигля и покрывным материалом; время введения в расплав твердого модификатора составляет менее 5 секунд; твердый модификатор вводят в количестве 1,0-1,5% от массы модифицируемого жидкого чугуна; место введения твердого модификатора в расплав чугуна засыпали покровным материалом; в качестве покровного материала используют порошок флюсперлита «Барьер».
Способ по изобретению можно проиллюстрировать следующим примером.
Для расплавления железоуглеродистых шихтовых материалов и выплавки легированного чугуна заданного состава использовали среднечастотную (500 Гц) индукционную печь. При ведении процесса при номинальной мощности на индукторе идет процесс интенсивного перемешивания расплава, что не дает возможности сформировать на поверхности расплава защитного покрова.
При достижении температуры жидкого чугуна 1440°С уменьшали величину номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 20-21% и засыпали зеркало расплава покрывным материалом - порошком флюсперлита «Барьер» в количестве 0,5% от массы обрабатываемого расплава. При уровне расплава в тигле не выше уровня верхнего витка индуктора электропечи и появления выпуклого мениска расплава при снижении мощности создаются условия быстрого затягивания твердого модификатора в донную часть тигля электропечи, где происходило его растворение, что обеспечивало повышение коэффициента распределения магния и церия по объему жидкого металла. При этом образующийся после выдержки порошка флюсперлита плотный вязкий покров не разрушается.
Затем в жидкий чугун между футеровкой тигля индукционной печи и покровным материалом вводили известный твердый сфероидизирующий модификатор на основе церия, магния и никеля в количестве 1,0% от массы обрабатываемого расплава. Модификатор содержал магний, церий, железо и никель при следующем соотношении компонентов, мас. %: магний 7,0-8,0, церий 8,0-10,0, железо ≤ 1,5, Ni - остальное. Перед введением в расплав твердый модификатор предварительно выдерживали в воде в течение времени (несколько минут), достаточного для пропитки его водой и окисления наружной поверхности компонентов. Благодаря этому в сочетании с уменьшением интенсивности перемешивания расплава от снижения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору, начало взаимодействия модификатора с расплавом происходило с задержкой, т.е. через 5 секунд после введения модификатора в расплав, и протекало менее интенсивно. Время введения модификатора в расплав составило 4 сек, после чего место введение засыпали порошком флюсперлита «Барьер».
Задержка интенсивного взаимодействия модификатора и расплава происходило, за счет образования вокруг частиц модификатора паровой подушки и окисленности ее наружной поверхности. Благодаря этому горение магния и церия на начальной стадии взаимодействия компонентов модификатора и расплава не происходило, что уменьшало их угар.
Дополнительно к этому при сливе жидкого чугуна из тигля индукционной печи в ковш его нижние слои перемешиваются с верхними слоями за счет чего коэффициент распределения магния и церия по объему расплава еще больше выравнивается и достигает 0,96.
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, церий 0,03, магний 0,03, железо остальное.
Аналогичные результаты были получены при осуществлении способа по изобретению на других индукционных печах с иными частотными характеристиками. При этом для высокочастотной индукционной печи с частотой тока индуктора 2400 Гц достижение технического результата обеспечивается при засыпке покровного материала и введении модификатора после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 5-15%, а для низкочастотной индукционной печи с частотой тока индуктора 50 Гц - после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 40-50%.
Результаты сравнительного анализа известного способа и способа по изобретению для получения модифицирования чугуна с шаровидном графитом приведены в таблице.
Приведенные данные в таблице свидетельствуют о том, что модифицирование расплава в тигле работающей индукционной печи способствует повышению коэффициента распределения магния и церия по объему расплава, находящегося в ковше с 0,6 до 0,88-0,98, а количество (усредненное) шаровидного графита увеличивается с 65 до 86-95%.
Таблица | ||||||||
№ | Емкость тигля, т | Масса чугуна, т | Уменьшение номинальной мощности, % | Место модифицирования чугуна | Количество шаровидного графита, % | |||
Ковш | Индукционная печь с частотой тока, Гц | |||||||
50 | 500 | 2400 | ||||||
Коэффициент распределения магния и церия по объему расплава, К | ||||||||
Известный | ||||||||
1 | 1,0 | 1,0 | - | 0,6 | - | - | - | 65 |
2 | - | - | - | - | ||||
3 | - | - | - | - | ||||
По изобретению | ||||||||
4 | 1,0 | 0,85 | 50 | - | 0,95 | - | - | 90 |
5 | 45 | - | 0,96 | - | - | 93 | ||
6 | 40 | - | 0,98 | - | - | 95 | ||
7 | 1,0 | 0,85 | 25 | - | - | 0,92 | - | 89 |
8 | 20 | - | - | 0,93 | - | 92 | ||
9 | 15 | - | - | 0,95 | - | 94 | ||
10 | 1,0 | 0,85 | 15 | - | - | - | 0,88 | 86 |
11 | 10 | - | - | - | 0,90 | 88 | ||
12 | 5 | - | - | - | 0,92 | 90 |
Claims (9)
1. Способ получения модифицированного чугуна с шаровидным графитом, включающий выплавку чугуна заданного состава, засыпку на зеркало чугуна покровного материала, выдержку его до образования плотного вязкого покрова и введение в расплав твердого модификатора на основе церия, магния и никеля, отличающийся тем, что перед введением в расплав твердый модификатор выдерживают в воде, а выплавку и модифицирование чугуна ведут в тигле индукционной печи при уровне расплава чугуна не выше уровня верхнего витка индуктора печи и при частоте тока индуктора 50-2400 Гц, причем перед засыпкой на зеркало чугуна покровного материала величину номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, уменьшают на 5-50%, после чего полученный чугун сливают в ковш.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что засыпку покровного материала и введение модификатора осуществляют при частоте тока индуктора 2400 Гц после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 5-15%.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что засыпку покровного материала и введение модификатора осуществляют при частоте тока индуктора 500 Гц после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 15-25%.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что засыпку покровного материала и введение модификатора осуществляют при частоте тока индуктора 50 Гц после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 40-50%.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердый модификатор вводят между футеровкой тигля и покрывным материалом.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что время введения в расплав твердого модификатора составляет менее 5 секунд.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердый модификатор вводят в количестве 1,0-1,5% от массы модифицируемого жидкого чугуна.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что место введения твердого модификатора в расплав чугуна засыпают покровным материалом.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве покровного материала используют порошок флюсперлита «Барьер».
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012156385/02A RU2515160C1 (ru) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Способ получения модифицированного чугуна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012156385/02A RU2515160C1 (ru) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Способ получения модифицированного чугуна |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2515160C1 true RU2515160C1 (ru) | 2014-05-10 |
Family
ID=50629715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012156385/02A RU2515160C1 (ru) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Способ получения модифицированного чугуна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2515160C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1077929A1 (ru) * | 1981-09-07 | 1984-03-07 | Институт проблем литья АН УССР | Способ ввода легкоиспар ющихс модификаторов в жидкий чугун "алазен |
GB2131050A (en) * | 1982-12-01 | 1984-06-13 | Stanton & Staveley Ltd | Production of nodular or modified graphite cast iron |
DE3603277C1 (de) * | 1986-02-04 | 1991-05-08 | Gesellschaft für Metallurgie Hafner und Polte mbH, 4000 Düsseldorf | Verfahren zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit |
RU2074894C1 (ru) * | 1993-06-21 | 1997-03-10 | Владислав Васильевич Венгер | Способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом |
RU2422546C2 (ru) * | 2009-09-24 | 2011-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") | Способ модифицирования чугуна |
-
2012
- 2012-12-25 RU RU2012156385/02A patent/RU2515160C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1077929A1 (ru) * | 1981-09-07 | 1984-03-07 | Институт проблем литья АН УССР | Способ ввода легкоиспар ющихс модификаторов в жидкий чугун "алазен |
GB2131050A (en) * | 1982-12-01 | 1984-06-13 | Stanton & Staveley Ltd | Production of nodular or modified graphite cast iron |
DE3603277C1 (de) * | 1986-02-04 | 1991-05-08 | Gesellschaft für Metallurgie Hafner und Polte mbH, 4000 Düsseldorf | Verfahren zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit |
RU2074894C1 (ru) * | 1993-06-21 | 1997-03-10 | Владислав Васильевич Венгер | Способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом |
RU2422546C2 (ru) * | 2009-09-24 | 2011-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") | Способ модифицирования чугуна |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6131322B2 (ja) | 高強度高減衰能鋳鉄の製造方法 | |
EP3443130B1 (en) | Gray cast iron inoculant | |
CZ298966B6 (cs) | Zpusob rafinace struktury oceli, slitina pro rafinaci struktury oceli a zpusob výroby slitiny pro rafinaci struktury oceli | |
CN101928872B (zh) | 一种低磁性铸铁件的生产方法 | |
CN103882341A (zh) | 一种耐磨耐热合金材料及其制备方法 | |
CN109750131A (zh) | 超声波辅助改善球墨铸铁孕育效果的方法 | |
RU2515160C1 (ru) | Способ получения модифицированного чугуна | |
US20050180876A1 (en) | Inoculation alloy against micro-shrinkage cracking for treating cast iron castings | |
RU2422546C2 (ru) | Способ модифицирования чугуна | |
EP3510394A1 (en) | A non-magnesium process to produce compacted graphite iron (cgi) | |
CN110484810A (zh) | 一种高负载性能的球墨铸铁、制作方法、用途及刹车盘 | |
JP5773891B2 (ja) | 下注ぎ造塊方法 | |
JP2010149129A (ja) | ダイカスト金型用ホルダー及びその製造方法 | |
RU2542041C1 (ru) | Способ модифицирования чугуна | |
JP2634707B2 (ja) | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 | |
CN110394424A (zh) | 一种利用生铁进行熔炼提高球墨铸铁检查井盖强度的方法 | |
RU2590772C1 (ru) | Способ получения алюминиевого чугуна | |
CN113046624A (zh) | 一种高基体硬度gm241合金灰铁铸造方法 | |
RU2704678C1 (ru) | Способ модифицирования чугуна и модификатор для осуществления способа | |
RU2515158C1 (ru) | Способ модифицирования чугуна | |
JP4323607B2 (ja) | 球状黒鉛鋳鉄用接種剤及びその製造方法 | |
JP2015209553A (ja) | フェロニッケルの製造方法 | |
CN114086057B (zh) | 一种热处理吊具用抗变形cnre稀土耐热钢及其制备方法 | |
SU1224349A1 (ru) | Брикет дл модифицировани чугуна | |
JPS645082B2 (ru) |