RU2525870C2 - Method of ladle spheroidising modification of high-strength cast irons - Google Patents

Method of ladle spheroidising modification of high-strength cast irons Download PDF

Info

Publication number
RU2525870C2
RU2525870C2 RU2012120474/02A RU2012120474A RU2525870C2 RU 2525870 C2 RU2525870 C2 RU 2525870C2 RU 2012120474/02 A RU2012120474/02 A RU 2012120474/02A RU 2012120474 A RU2012120474 A RU 2012120474A RU 2525870 C2 RU2525870 C2 RU 2525870C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bucket
ladle
iron
filling
molten iron
Prior art date
Application number
RU2012120474/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012120474A (en
Inventor
Денис Алексеевич Болдырев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
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 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" filed Critical Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority to RU2012120474/02A priority Critical patent/RU2525870C2/en
Publication of RU2012120474A publication Critical patent/RU2012120474A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2525870C2 publication Critical patent/RU2525870C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention can be used in machine building and automotive industry for productions of casts of high-strength cast iron with spherical and vermicular shape of graphite. Spheroidising modifier as ferromagnesium silicon foundry alloy is placed at ladle bottom rear, opposite the tip, so that coverage of ladle bottom does not exceed the radius of bottom circle. Then, ladle is filled with iron melt for 30-60 s. Note here that at teeming, iron melt jet is fed closer to ladle tip.
EFFECT: higher efficiency.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу ковшевого сфероидизирующего модифицирования расплава чугуна для получения высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом.The invention relates to metallurgy, in particular to a method for bucket spheroidizing modification of molten iron to produce high-strength cast iron with spherical and vermicular graphite.

Широко известно, что для получения высокопрочных чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом легкими лигатурами (удельный вес меньше удельного веса расплава чугуна) применяют такие способы ковшевого сфероидизирующего модифицирования, как «сэндвич-процесс», «ковш с крышкой» и др. (Knustad, О. Проблемы, возникающие при производстве высокопрочных чугунов. Обзор существующих способов получения ВЧ и используемых модификаторов [Текст] / О. Knustad // Литейщик России. - 2011. - №4. - С.19-26; Косников, Г.А. Основы литейного производства [Текст] / Г.А. Косников. - СПб: СПбГПУ, 2002. - 204 с.; Александров, Н. Н. Высококачественные чугуны для отливок [Текст] / Н.Н. Александров. - М: Машиностроение, 1982. - 222 с.; патент РФ №2074894; авторское свидетельство №1786086).It is widely known that to obtain high-strength cast irons with spherical and vermicular graphite by light alloys (the specific gravity is less than the specific gravity of the molten iron), such bucket spheroidizing modifications are used as the “sandwich process”, “ladle with a lid”, etc. (Knustad, О Problems encountered in the production of high-strength cast irons. Overview of existing methods for producing high-frequency cast iron and modifiers used [Text] / O. Knustad // Foundry worker of Russia. - 2011. - No. 4. - P.19-26; Kosnikov, GA. foundry [Text] / GA Kosnikov. - C St. Petersburg: SPbSPU, 2002. - 204 p .; Alexandrov, N. N. High-quality cast iron for castings [Text] / NN Aleksandrov. - M: Engineering, 1982. - 222 p .; RF patent No. 2074894; copyright certificate No. 1786086).

Однако все существующие способы ковшевого сфероидизирующего модифицирования предполагают использование специальных технологических схем для размещения модификатора, например, таких как реакционный карман для модификатора на днище ковша, и/или дополнительного оборудования для наполнения ковша расплавом чугуна из печи, таких как крышка-резервуар с отверстием для накопления расплава чугуна из печи и дозированной его подачи в ковш, вилочный погрузчик для снятия и одевания крышки на ковш и др.However, all existing methods of bucket spheroidizing modification involve the use of special technological schemes for placing a modifier, for example, such as a reaction pocket for a modifier on the bottom of the bucket, and / or additional equipment for filling the bucket with molten iron from the furnace, such as a tank lid with a storage hole molten iron from the furnace and dosed to the ladle, forklift to remove and put on the lid on the ladle, etc.

Недостатками всех известных способов ковшевого сфероидизирующего модифицирования чугуна являются: повышенная трудоемкость, необходимость применения дополнительного оборудования и техники, снижение производительности труда.The disadvantages of all known methods of bucket spheroidizing modification of cast iron are: increased complexity, the need for additional equipment and machinery, reduced productivity.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости, отказ от применения дополнительного оборудования и техники, повышение производительности труда.The objective of the invention is to reduce the complexity, the rejection of the use of additional equipment and technology, increasing productivity.

Технический результат при осуществлении изобретения заключается в создании упрощенного по сравнению с «сэндвич-процессом» способа ковшевого модифицирования высокопрочного чугуна, не требующего использования дополнительного оборудования и техники и позволяющего стабильно получать необходимое качество чугуна в отливках.The technical result in the implementation of the invention is to create a simplified compared to the "sandwich process" method of ladle modification of ductile iron, which does not require the use of additional equipment and technology and allows you to stably obtain the required quality of cast iron in castings.

Из известного уровня техники аналоги не выявлены.No prior art analogues have been identified.

Поставленная задача решается тем, что разработан способ ковшевого сфероидизирующего модифицирования «заливка сверху» (фиг.1), в соответствии с которым в заднюю часть днища ковша (напротив носка) с помощью специальной засыпной воронки (фиг.1а) или путем поворота ковша назад на 45° (по часовой стрелке) (фиг.1б,) помещают сфероидизирующий модификатор («легкая» лигатура типа ФСМг) таким образом, чтобы величина перекрытия им донной части ковша не превышала длину радиуса ее окружности, при этом существенно уменьшается размывание навески модификатора и его угар. После этого за время 30…60 с наполняют ковш расплавом чугуна из печи.The problem is solved in that a method of bucket spheroidizing modification “pouring from above” was developed (Fig. 1), according to which, in the back of the bottom of the bucket (opposite the toe) using a special filling funnel (Fig. 1a) or by turning the bucket back on 45 ° (clockwise) (fig. 1b,) a spheroidizing modifier (“light” alloy type FSMg) is placed so that the overlap of the bottom of the bucket does not exceed the radius of its circumference, while the erosion of the hitch ra and his fumes. After that, over a period of 30 ... 60 s, the bucket is filled with molten iron from the furnace.

При заполнении ковша металлом струю расплава подавать ближе к носку ковша во избежание размывания и преждевременной реакции модификатора с расплавом чугуна. Струю металла из печи ожидания подают непрерывно, а время заполнения ковша жидким чугуном оценивают из выражения:When filling the bucket with metal, the melt stream should be fed closer to the bucket nose to avoid erosion and premature reaction of the modifier with cast iron melt. The metal jet from the waiting furnace is fed continuously, and the time of filling the ladle with molten iron is estimated from the expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

где tk - время заполнения ковша расплавом чугуна, с; Vк - объем ковша, м3; D э к в н

Figure 00000002
- эквивалентный диаметр носка печи, м; vч -кинематическая вязкость расплава чугуна при температуре заливки, м2/с; Sч - живое сечение потока чугуна, м2; Re - число Рейнольдса.where t k is the time of filling the bucket with a molten iron, s; V to - the volume of the bucket, m 3 ; D uh to at n
Figure 00000002
- equivalent diameter of the toe of the furnace, m; v h - kinematic viscosity of the molten iron at pouring temperature, m 2 / s; S h - live section of the flow of cast iron, m 2 ; Re is the Reynolds number.

При заполнении ковша с засыпкой «легкого» сфероидизатора в соответствии с технологией «заливка сверху» необходимо, чтобы режим движения расплава чугуна из печи ожидания в ковш был неустановившимся, то есть Re≈3000…6000.When filling the ladle with filling of the “light” spheroidizer in accordance with the “top-down” technology, it is necessary that the mode of motion of the molten iron from the waiting furnace into the ladle be unsteady, that is, Re≈3000 ... 6000.

При турбулентном режиме движения расплава чугуна из печи в ковш (при сильной струе Re>6000) из-за быстрого наполнения ковша имеет место выплеск металла и выброс частиц непрореагировавшего модификатора. Все это делает процесс модифицирования нестабильным, ухудшает экологическую ситуацию и накладывает ограничение на работу по данной технологии в открытом ковше.In the turbulent mode of motion of the molten iron from the furnace to the ladle (with a strong jet Re> 6000), due to the fast filling of the ladle, there is a splash of metal and emission of particles of unreacted modifier. All this makes the modification process unstable, worsens the environmental situation and imposes a restriction on the operation of this technology in an open bucket.

При ламинарном режиме движения расплава чугуна из печи в ковш (при слабой струе Re<3000) из-за медленного наполнения ковша большая часть модификатора всплывает на зеркало и реагирует с кислородом воздуха, что ведет к ускоренному угасанию модифицирующего эффекта из-за преждевременного угара магния.In the laminar mode of motion of the molten iron from the furnace to the ladle (with a weak jet Re <3000), due to the slow filling of the ladle, most of the modifier floats on the mirror and reacts with atmospheric oxygen, which leads to an accelerated extinction of the modifying effect due to premature magnesium fumes.

Следовательно, время заполнения ковша обратно пропорционально числу Рейнольдса и должно укладываться в рекомендуемый диапазон. В частности, принимая, что металлоемкость ковша - 0,17 м3, эквивалентный диаметр носка печи - 0,367 м, живое сечение потока принято равным 2/3 от сечения носка печи - 0,0176 м2 и кинематическая вязкость расплава чугуна - 2·10-5 м2/с есть величины известные и постоянные, при подстановке в формулу диапазона чисел Рейнольдса 3000…6000 рассчитывают оптимальный диапазон времени заполнения ковша с наилучшим усвоением магния из модификатора: t=30…60 с.Therefore, the bucket filling time is inversely proportional to the Reynolds number and should fall within the recommended range. In particular, assuming that the metal consumption of the ladle is 0.17 m 3 , the equivalent diameter of the furnace toe is 0.367 m, the living flow cross section is assumed to be 2/3 of the furnace toe section is 0.0176 m 2, and the kinematic viscosity of the molten iron is 2 · 10 -5 m 2 / s there are known and constant values, when substituting the range of Reynolds numbers 3000 ... 6000 into the formula, they calculate the optimal range of bucket filling time with the best absorption of magnesium from the modifier: t = 30 ... 60 s.

Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемый способ получения высокопрочных чугунов с шаровидной и вермикулярной формой графита ковшевым модифицированием легкими лигатурами неизвестен и явным образом не следует из изученного уровня техники, то есть соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».Studies conducted on the sources of patent and scientific and technical information showed that the claimed method for producing high-strength cast iron with spherical and vermicular form of graphite by ladle modification with light alloys is unknown and does not explicitly follow from the studied prior art, that is, meets the criteria of "novelty" and " inventive step ".

Заявляемый способ модифицирования может быть использован в условиях чугунолитейного производства и соответствует критерию «промышленная применимость».The inventive method of modification can be used in the conditions of iron production and meets the criterion of "industrial applicability".

Claims (2)

1. Способ ковшевого сфероидизирующего модифицирования высокопрочных чугунов, включающий размещение сфероидизирующего модификатора на днище ковша и заполнение ковша расплавом чугуна, отличающийся тем, что сфероидизирующий модификатор в виде ферросиликомагниевой лигатуры помещают в заднюю часть днища ковша, напротив носка, таким образом, чтобы величина перекрытия им донной части ковша не превышала длину радиуса ее окружности, после этого за время 30…60 с наполняют ковш расплавом чугуна, причем при заполнении ковша металлом струю расплава чугуна подают ближе к носку ковша.1. The method of bucket spheroidizing modification of high-strength cast irons, including placing a spheroidizing modifier on the bottom of the bucket and filling the bucket with molten cast iron, characterized in that the spheroidizing modifier in the form of a ferrosilicomagnesium ligature is placed in the back of the bottom of the bucket, opposite the toe, so that part of the bucket did not exceed the length of the radius of its circumference, after that within 30 ... 60 s the bucket is filled with molten iron, and when the bucket is filled with metal, the melt stream and cast iron is served closer to the toe of the bucket. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время заполнения ковша жидким чугуном определяют по формуле:
Figure 00000003

где tk - время заполнения ковша расплавом чугуна, с; Vк - объем ковша, м3; Dнэкв - эквивалентный диаметр носка печи, м; vч - кинематическая вязкость расплава чугуна при температуре заливки, м2/с; Sч - живое сечение потока чугуна, м2; Re=3000…6000 - число Рейнольдса, характеризующее режим движения расплава из печи в ковш.
2. The method according to claim 1, characterized in that the time of filling the bucket with molten iron is determined by the formula:
Figure 00000003

where t k is the time of filling the bucket with a molten iron, s; V to - the volume of the bucket, m 3 ; D n equiv - equivalent toe diameter of the furnace, m; v h - kinematic viscosity of the molten iron at pouring temperature, m 2 / s; S h - live section of the flow of cast iron, m 2 ; Re = 3000 ... 6000 is the Reynolds number characterizing the mode of motion of the melt from the furnace to the ladle.
RU2012120474/02A 2012-05-17 2012-05-17 Method of ladle spheroidising modification of high-strength cast irons RU2525870C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120474/02A RU2525870C2 (en) 2012-05-17 2012-05-17 Method of ladle spheroidising modification of high-strength cast irons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120474/02A RU2525870C2 (en) 2012-05-17 2012-05-17 Method of ladle spheroidising modification of high-strength cast irons

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012120474A RU2012120474A (en) 2013-11-27
RU2525870C2 true RU2525870C2 (en) 2014-08-20

Family

ID=49624877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012120474/02A RU2525870C2 (en) 2012-05-17 2012-05-17 Method of ladle spheroidising modification of high-strength cast irons

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2525870C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2131050A (en) * 1982-12-01 1984-06-13 Stanton & Staveley Ltd Production of nodular or modified graphite cast iron
DE3603277C1 (en) * 1986-02-04 1991-05-08 Gesellschaft für Metallurgie Hafner und Polte mbH, 4000 Düsseldorf Method of producing cast iron using spheroidal graphite
RU2074894C1 (en) * 1993-06-21 1997-03-10 Владислав Васильевич Венгер Method to produce high-strength pig-iron with ball-shaped graphite
RU2114918C1 (en) * 1997-04-22 1998-07-10 Василий Иванович Бедарев Method for production of magnesium-containing unit from iron-carbon alloys

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2131050A (en) * 1982-12-01 1984-06-13 Stanton & Staveley Ltd Production of nodular or modified graphite cast iron
DE3603277C1 (en) * 1986-02-04 1991-05-08 Gesellschaft für Metallurgie Hafner und Polte mbH, 4000 Düsseldorf Method of producing cast iron using spheroidal graphite
RU2074894C1 (en) * 1993-06-21 1997-03-10 Владислав Васильевич Венгер Method to produce high-strength pig-iron with ball-shaped graphite
RU2114918C1 (en) * 1997-04-22 1998-07-10 Василий Иванович Бедарев Method for production of magnesium-containing unit from iron-carbon alloys

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012120474A (en) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang Nucleation, growth, transport, and entrapment of inclusions during steel casting
JP5345647B2 (en) Magnesium-based alloy having excellent melt fluidity and hot cracking resistance and method for producing the same
JP2011206847A (en) Magnesium alloy for high temperature and method for manufacturing the same
RU2525870C2 (en) Method of ladle spheroidising modification of high-strength cast irons
CN104212940B (en) Prevent the method blocking the mouth of a river containing sulphur Pinion Steel SAE8620H
US10675676B2 (en) Process for preparing molten metals for casting at a low to zero superheat temperature
RU2578273C1 (en) Magnesium-based alloy
US9657376B2 (en) Aluminum alloy and production method thereof
Safronov et al. Aluminum-Alloyed Cast Iron with Compact Graphite Inclusions from Fine Production Wastes
US10369619B2 (en) Method of dressing a forge die in the implementation of parts obtained by two successive operations of foundry casting followed by forging
Górny et al. The effects of the metal temperature and wall thickness on flake graphite layer in ductile iron
RU2337973C2 (en) Control mode of process for manufacturing graphite and high-duty cast iron with globular and vermicular graphite for casting receiving
RU2564205C1 (en) Method of producing especially-low-carbon steel
JP2021050368A (en) Method for removing aluminium phosphide cluster in molten metal of aluminum alloy
UA120296C2 (en) METHOD OF CASTING ROLLING ROLLS FROM CAST IRON WITH VERMICULAR GRAPHITE
EP2744612B1 (en) Method for producing investment castings
RU2610579C1 (en) Method for modification of magnesium alloys
RU2315814C2 (en) Method for ladle treatment of cast-iron
RU2348719C2 (en) Method of obtaining of composite material aluminium-carbide silicon (ai-sic)
Ahmad et al. The Effect of Metallic Addition on Mechanical Property of Aluminum (LM6) Alloy
Molchanov et al. Research of Non-metallic Inclusions Removal in Teeming Ladles of Various Design
RU2578879C1 (en) Method for production of titanium-corrosion-resistant steel by electroslag remelting
Seydametov et al. TECHNOLOGY DEVELOPMENT REMOVAL OF NON-METALLIC INCLUSIONS IN OUT-OF-FURNACE STEEL PROCESSING
Pezda Effect of modifying process on mechanical properties of EN AC-43300 silumin cast into sand moulds
UA125708U (en) METHOD OF MODIFICATION OF IRON

Legal Events

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

Effective date: 20141020

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20161020