RU2618294C1 - Способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах - Google Patents
Способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618294C1 RU2618294C1 RU2015157470A RU2015157470A RU2618294C1 RU 2618294 C1 RU2618294 C1 RU 2618294C1 RU 2015157470 A RU2015157470 A RU 2015157470A RU 2015157470 A RU2015157470 A RU 2015157470A RU 2618294 C1 RU2618294 C1 RU 2618294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- melt
- mixture
- melting
- charge
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/08—Making cast-iron alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к литейному производству, и может быть использовано при производстве чугунов различного функционального назначения в индукционных печах. В способе осуществляют завалку металлической части шихты, плавление и легирование расплава комплексной смесью. Комплексную смесь готовят путем перемешивания оксида магния, карбида кальция и отходов возвратной шихты электродного производства, состоящей из карбида кремния и графита, затем засыпают подготовленную просушенную смесь на дно индукционной печи, присыпают ее чугунной дробью и производят завалку металлической шихты, расплавляют ее и доводят температуру расплава до 1390…1420°C, при которой его вакуумируют до остаточного давления 3…13 Па. Изобретение позволяет выплавлять синтетический высокопрочный чугун для обеспечения комплексного легирующего, рафинирующего, графитизирующего и модифицирующего воздействия на расплав, что позволяет повысить физико-механические и литейные свойства выплавляемого чугуна. 1 прим., 1 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к литейному производству, и может быть использовано при производстве чугунов различного функционального назначения.
Из уровня техники известен способ выплавки чугуна с применением карбюризатора для науглероживания (Авторское свидетельство СССР №1018976, опубл. 23.05.1983. Карбюризатор для науглероживания синтетического чугуна / Г.О. Нейгебауэр, В.И. Андреев, А.А. Тюменцев, Н.В. Мельничук), который предполагает использовать в качестве науглероживателя синтетического чугуна обезвоженных «хвостов» от флотации угольной «пены». Указанное изобретение позволяет только повысить содержание углерода в расплаве.
Известен также способ выплавки чугуна (Авторское свидетельство СССР №697568, опубл. 12.06.1979. Раскислитель для чугуна / В.П. Кутузов, B.C. Шумихин, Ю.Т. Соколюк и др.), согласно которому раскислитель для чугуна состоит из смеси карбида кремния или его шлама и извести, а также дополнительно содержит шунгит. Указанная смесь позволяет только повысить степень восстановления железа и увеличить в чугуне концентрацию углерода и кремния.
Известен способ выплавки чугуна с применением брикетов (Пат. РФ №2247155, 27.02.2005. Брикет, используемый при производстве чугуна (варианты) / А.Д. Подольчук, М.И. Гасик, В.В. Сербин и др.), содержащих карбид кремния металлургический, углеродкремнистую смесь и связующее - цемент. Применение указанного брикета предполагает использование его при завалке в составе шихты, что повышает требования к стабильности химического состава шихтовых материалов. В результате необходима последующая доводка расплава по кремнию и углероду. При этом в техническом решении по данному патенту не учитываются начальные и заданные концентрации кремния и углерода в расплаве, что очень важно при выплавке железоуглеродистых сплавов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки железоуглеродистых сплавов в индукционных печах, включающий завалку металлической части шихты, плавление и легирование расплава комплексной смесью, содержащей кремний и углерод (Пат. РФ №2395589, 27.07.2010. Способ выплавки железоуглеродистых сплавов в индукционных печах / А.Д. Подольчук, М.И. Гасик, В.В. Сербин и др.). Известное техническое решение позволяет улучшить технологический процесс производства отливок из синтетических чугунов за счет одновременного донауглероживания и графитизирующего модифицирования.
Вместе с тем прототип имеет следующие существенные недостатки:
- комплексная смесь прототипа имеет плотность, значительно меньшую, чем у чугуна, и при ее введении на зеркало расплава существенно снижает коэффициент усвоения кремния и углерода;
- способ выплавки прототипа не обеспечивает сфероидизирующее модифицирующее воздействие на расплав чугуна;
- не создаются условия для эффективного рафинирования расплава от неметаллических включений;
- выплавленные по способу прототипа чугуны не обладают сочетанием повышенных физико-механических и литейных свойств.
В основу изобретения положена техническая задача - создание способа выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах, который обеспечил бы комплексное легирующее, рафинирующее, графитизирующее, модифицирующее (сфероидизирующее) воздействие на расплав и за счет этого повышение физико-механических и литейных свойств высокопрочного чугуна.
Указанная задача решается таким образом, что в способе выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах, включающем завалку металлической части шихты, плавление и легирование расплава комплексной смесью, содержащей кремний и углерод, согласно изобретению комплексную смесь готовят путем перемешивания оксида магния, карбида кальция и отходов возвратной шихты электродного производства, состоящей из карбида кремния и графита, затем засыпают подготовленную просушенную смесь на дно индукционной печи, присыпают ее чугунной дробью и производят завалку металлической шихты, расплавляют ее и доводят температуру расплава до 1390…1420°C, при которой его вакуумируют до остаточного давления 3…13 Па.
Комплексная смесь из оксида магния, карбида кальция и отходов возвратной шихты электродного производства обеспечивает сфероидизирующее модифицирование чугуна магнием и кальцием, а также его легирование кремнием и углеродом до заданного состава.
Засыпка смеси на дно индукционной печи и присыпка ее чугунной дробью создают условия для максимального усвоения чугунами продуктов взаимодействия компонентов комплексной смеси.
Температура расплава 1390…1420°C и его вакуумирование с остаточным давлением 3…13 Па обеспечивают прохождение реакций между компонентами комплексной смеси с выделением атомарного магния, который вызывает образование глобулярного графита в чугуне, причем без пироэффекта. Кроме того, за счет вакуумирования удается максимально рафинировать расплав от неметаллических включений.
В результате комплексного рафинирования, легирования и сфероидизирующего модифицирования осуществляется выплавка синтетического высокопрочного чугуна, обладающего повышенными физико-механическими и литейными свойствами.
Способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах осуществляется следующим образом. Сначала готовится комплексная смесь путем перемешивания оксида магния, карбида кальция и отходов возвратной шихты электродного производства, состоящей из карбида кремния (50 мас. %) и графита (50 мас. %). Затем засыпают подготовленную просушенную смесь на дно вакуумной индукционной печи, присыпают ее чугунной дробью и производят завалку металлической части шихты (стальной лом, возврат, стальные отходы и т.д.). Далее шихту расплавляют и доводят температуру расплава до 1390…1420°C, при которой его вакуумируют до остаточного давления 3…13 Па.
Если температура расплава меньше чем 1390°C и остаточное давление при его вакуумировании более чем 13 Па, то восстановление магния из его оксида под действием карбида кальция и кремния комплексной смеси протекает крайне медленно и эффективность сфероидизирующего модифицирования снижается.
При температуре расплава больше чем 1420°C и его вакуумировании при остаточном давлении менее чем 3 Па значительно возрастают угар элементов и энергетические затраты на плавку.
Предлагаемый способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционной печи иллюстрируется следующим примером.
Пример. Выплавку чугуна осуществляли в вакуумной индукционной плавильной печи ТПЧ-120-2,4 с кислой футеровкой. В качестве металлической части шихты применяли лом стали 1А, 2А (ГОСТ 2787-75), обрезь трансформаторной стали. Сначала на дно тигля засыпали подготовленную просушенную при 300…400°C комплексную смесь (2% от массы шихты), состоящую из оксида магния, карбида кальция и отходов возвратной шихты электродного производства. Затем присыпали ее чугунной дробью и производили завалку металлической части шихты. Далее шихту расплавляли и доводили температуру расплава до 1400°C, при которой его вакуумировали до различных значений остаточного давления: 3, 8 или 13 Па. Обработанный расплав заливали для получения проб в формы, которые были изготовлены из песчано-глинистой смеси влажностью 3,5%.
Определены: химический состав чугуна (C=3,5%; Si=2,5%; Mn=0,6%; P=0,08%; S=0,01%; Mg=0,07%), форма графита - глобулярная, металлическая матрица - ферритоперлитная. Согласно ГОСТ 3443-87 «Отливки из чугуна с различной формой графита. Методы определения структуры» по форме включения графита соответствуют ШГф5, по размеру графита ШГд15, распределение графита ПГр1; структура металлической матрицы П45(Ф55). Для оценки структуры и механических испытаний были получены цилиндрические пробы диаметром 30 мм и длиной 200 мм. Испытания на прочность проводили на разрывной машине INSTRON при скорости растяжения 2 мм/мин. Отбел определяли по клиновидной пробе, жидкотекучесть - по спиральной пробе (ГОСТ 16438-70). Для сравнения осуществляли выплавку чугуна в индукционной печи согласно прототипу.
Влияние рассматриваемых способов выплавки на свойства чугуна представлено в таблице.
Таким образом, полученные результаты показывают, что разработанный способ обеспечивает улучшение физико-механических и литейных свойств чугуна за счет комплексного рафинирования, графитизирующего и модифицирующего (сфероидизирующего) воздействия на расплав смесью из оксида магния, карбида кальция и отходов возвратной шихты электродного производства при температуре 1390…1420°C и вакуумировании с остаточным давлением 3…13 Па.
Claims (1)
- Способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционной печи, включающий завалку металлической части шихты, плавление и легирование расплава комплексной смесью, содержащей кремний и углерод, отличающийся тем, что комплексную смесь готовят путем перемешивания оксида магния, карбида кальция и отходов возвратной шихты электродного производства, состоящей из карбида кремния и графита, затем засыпают подготовленную просушенную упомянутую смесь на дно индукционной печи, присыпают ее чугунной дробью и производят завалку металлической шихты, которую расплавляют, доводят температуру расплава до 1390…1420°C и вакуумируют до остаточного давления 3…13 Па.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157470A RU2618294C1 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157470A RU2618294C1 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2618294C1 true RU2618294C1 (ru) | 2017-05-03 |
Family
ID=58697613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015157470A RU2618294C1 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2618294C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220325390A1 (en) * | 2019-09-26 | 2022-10-13 | Tianrun Industry Technology Co., Ltd. | Method for controlling amount of silicon added to ductile cast iron, method for casting ductile cast iron, and cast product |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5623210A (en) * | 1979-07-31 | 1981-03-05 | Kawasaki Steel Corp | Adding method of volatile metal or the like into molten iron |
US4545817A (en) * | 1982-03-29 | 1985-10-08 | Elkem Metals Company | Alloy useful for producing ductile and compacted graphite cast irons |
DE3726053C2 (ru) * | 1986-08-13 | 1989-02-09 | Dr. Kuettner Gmbh & Co Kg, 4300 Essen, De | |
RU2247155C1 (ru) * | 2004-01-19 | 2005-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АМЮС" | Брикет, используемый при производстве чугуна (варианты) |
RU2395589C2 (ru) * | 2007-08-01 | 2010-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НЛАН" | Способ выплавки железоуглеродистых сплавов в индукционных печах |
-
2015
- 2015-12-31 RU RU2015157470A patent/RU2618294C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5623210A (en) * | 1979-07-31 | 1981-03-05 | Kawasaki Steel Corp | Adding method of volatile metal or the like into molten iron |
US4545817A (en) * | 1982-03-29 | 1985-10-08 | Elkem Metals Company | Alloy useful for producing ductile and compacted graphite cast irons |
DE3726053C2 (ru) * | 1986-08-13 | 1989-02-09 | Dr. Kuettner Gmbh & Co Kg, 4300 Essen, De | |
RU2247155C1 (ru) * | 2004-01-19 | 2005-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АМЮС" | Брикет, используемый при производстве чугуна (варианты) |
RU2395589C2 (ru) * | 2007-08-01 | 2010-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НЛАН" | Способ выплавки железоуглеродистых сплавов в индукционных печах |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220325390A1 (en) * | 2019-09-26 | 2022-10-13 | Tianrun Industry Technology Co., Ltd. | Method for controlling amount of silicon added to ductile cast iron, method for casting ductile cast iron, and cast product |
US11946120B2 (en) * | 2019-09-26 | 2024-04-02 | Tianrun Industry Technology Co., Ltd. | Method for controlling amount of silicon added to ductile cast iron, method for casting ductile cast iron, and cast product |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2283299A (en) | Manufacture of steel | |
RU2618294C1 (ru) | Способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах | |
RU2620206C2 (ru) | Способ графитизирующего модифицирования чугуна | |
RU2542157C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электропечи | |
RU2376101C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
RU2355803C2 (ru) | Лигатура для модифицирования высокопрочных чугунов, способ ее получения и использования | |
RU2040575C1 (ru) | Модификатор для чугуна | |
US2785970A (en) | Addition agents in manufacture of steel | |
RU2375461C2 (ru) | Способ получения чугуна с шаровидным графитом | |
RU2454294C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
RU2402617C2 (ru) | Способ измельчения графитных включений в высокопрочном чугуне | |
SU1211299A1 (ru) | Способ получени алюминиевого чугуна с компактным графитом | |
RU2704678C1 (ru) | Способ модифицирования чугуна и модификатор для осуществления способа | |
RU2315815C1 (ru) | Способ получения чугуна с вермикулярным графитом | |
SU1585372A1 (ru) | Высокопрочный чугун | |
SU1239150A1 (ru) | Способ получени высокопрочного чугуна с шаровидным графитом | |
SU1666544A1 (ru) | Способ получени алюминиевого чугуна с вермикул рным графитом | |
US3367772A (en) | Method for treating ferrous metals | |
RU2634103C1 (ru) | Способ модифицирования чугуна | |
SU1388433A1 (ru) | Способ получени серого модифицированного чугуна | |
RU2631930C1 (ru) | Модификатор | |
SU889714A1 (ru) | Способ получени железоуглеродистых сплавов | |
SU1097680A1 (ru) | Способ получени модифицированного серого чугуна | |
RU2139941C1 (ru) | Способ получения серого чугуна | |
SU1488341A1 (ru) | Лигатура для чугуна |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180101 |