RU2687521C1 - Способ внепечной обработки высоколегированного чугуна для валков - Google Patents
Способ внепечной обработки высоколегированного чугуна для валков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687521C1 RU2687521C1 RU2017141876A RU2017141876A RU2687521C1 RU 2687521 C1 RU2687521 C1 RU 2687521C1 RU 2017141876 A RU2017141876 A RU 2017141876A RU 2017141876 A RU2017141876 A RU 2017141876A RU 2687521 C1 RU2687521 C1 RU 2687521C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- cast iron
- magnesium
- calcium
- silicon
- Prior art date
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 12
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims abstract description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- KARQLFDESQCUJT-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Si].[Ca].[Fe] Chemical compound [Mg].[Si].[Ca].[Fe] KARQLFDESQCUJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 4
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009750 centrifugal casting Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- -1 magnesium nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
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
- C21C1/08—Manufacture of cast-iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке высоколегированного чугуна для рабочего слоя центробежнолитых валков весом до 20 тонн и более. Изобретение включает обработку высоколегированного чугуна, содержащего более 15% Cr, в разливочном ковше, в котором его предварительно очищают от неметаллических включений путем введения компактированного реагента, состоящего из карбида кальция 20-30%, кальцинированной соды 10-15%, плавикового шпата 15-30% и остальное магниевая лигатура в виде железо-кремний-кальций-магниевого сплава, содержащего 50% кремния, 10% кальция, 10% магния, железо - остальное, и проводят последующее усреднение упомянутого чугуна принудительным перемешиванием газообразным азотом. Изобретение позволяет снизить в чугуне показатели содержания серы в 3 раза и неметаллических включений в 1,45 раза, что гарантирует повышение эксплуатационных показателей валков в 1,77 раза. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам внепечной обработки высоколегированного чугуна, содержащего более 15% Cr, для рабочего слоя центробежнолитых валков весом до 20 тонн и более.
Известен способ модифицирования чугуна (SU 1271884 А1, 23.11.1986), используемого для получения крупных отливок весом до 40 тонн и более. Предлагаемый способ предназначен для повышения степени сфероидизации графитных включений и механических свойств чугуна.
Недостатком данного способа является то, что для приготовления чугуна используется пламенная печь, что неприемлемо для плавления высоколегированного сплава рабочего слоя.
Известен способ внутриформенного модифицирования чугуна (SU 1588790 A1, C1, С1/10, 30.08.1990), используемого для получения отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и повышенными показателями прочности и пластичности.
Недостатком предлагаемого способа является то, что он осуществляется загрузкой брикетированного модификатора внутрь формы, что затрудняет процесс обработки высоколегированного чугуна при центробежном литье, так как под действием сил вращения брикет, характеризующийся меньшей плотностью по сравнению с чугуном, будет всплывать на свободную поверхность движущегося расплава. Недостатком предлагаемого способа является то, что содержание плавикового шпата более 4% снижает прессуемость и механическую прочность брикетируемого модификатора, а, следовательно, способствует образованию засоров в отливке, наличие которых недопустимо в рабочем слое валков.
Известен способ продувки газами (аргон, азот) черных сплавов (Каблуковский А.Ф. Производство электростали и ферросплавов. - М: ИКЦ «АКАДЕМКНИГА», 2003, с. 423-424). Предлагаемый способ предназначен для дегазации расплава и доводки сталей по химическому составу, а также ее обработки оболочковой порошковой проволокой с разным составом наполнителей.
Недостатком предлагаемого способа является то, что обработка расплава в ковше осуществляется только путем продувки газом без предварительного его очищения от неметаллических включений, что неприемлемо для высоколегированного чугуна, содержащего более 15% Cr, характеризующегося по сравнению со сталями повышенной вязкостью, нетехнологичностью в литье, гетерогенностью и неоднородностью в структуре.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является способ обработки чугуна (SU 1360892 А1, 23.12.1987), используемого для литья прокатных валков. Обработку чугуна предлагается проводить вне печи, что способствует повышению степени его очищения от серы и усвоения модификатора.
Недостатком предлагаемого способа является то, что он осуществляется загрузкой гранулированного модификатора в полость литейной формы, что неприемлемо при центробежном литье крупногабаритных валков.
В основу изобретения поставлена задача разработки внепечной обработки высоколегированного чугуна, для валков, заключающаяся в предварительном очищении его расплава от неметаллических включений с помощью компактированного реагента и последующем его принудительном перемешивании газообразным азотом в разливочном ковше. Это обеспечит снижение неметаллических включений в высоколегированном чугуне для валков, однородность его состава и структуры, а, следовательно, повышение уровня механических и эксплуатационных свойств.
Решение поставленной задачи заключается в том, что высоколегированный чугун, содержащий более 15% Cr, в разливочном ковше предварительно очищают от неметаллических включений путем введения в него компактированного реагента, состоящего из карбида кальция (20-30%), кальцинированной соды (10-15%), плавикового шпата (15-30%) и магниевой лигатуры (остальное) в виде железо-кремний-кальций-магниевого сплава, содержащего 50% кремния, 10% кальция, 10% магния, остальное железо, и проводят последующее усреднение высоколегированного чугуна принудительным перемешиванием газообразным азотом. В результате коэффициент усвоения магния η достигает 0,8, снижается доля серы в составе высоколегированного чугуна, содержащего более 15% Cr, в 3 раза, загрязненность неметаллическими включениями в 1,45 раза, а эксплуатационные показатели возрастают в 1,77 раза.
Использование в качестве компактированного реагента смеси карбида кальция (20-30%), кальцинированной соды (10-15%), плавикового шпата (15-30%) и магниевой лигатуры (остальное) в виде железо-кремний-кальций-магниевого сплава, содержащего 50% кремния, 10% кальция, 10% магния, остальное железо, позволяет снизить содержание серы в составе высоколегированного чугуна, содержащего более 15% Cr, менее 0,02%, загрязненность неметаллическими включениями в 1,45 раза по сравнению с неочищенным расплавом (таблица 1-2).
Принудительное перемешивание в разливочном ковше газообразным азотом расплава, предварительно обработанного компактированным реагентом, позволяет усреднить состав высоколегированного чугуна, содержащего более 15% Cr, по всему объему рабочего слоя: разница в показаниях содержания химических компонентов составила 0,5-0,7%, что не превышает погрешности измерений (см. таблицу 1).
При перемешивании расплава газообразный азот, обладая повышенной химической активностью, растворяется в железе, что повышает стабильность карбидов, образуемых в высоколегированном чугуне, содержащем более 15% Cr. Вследствие этого рабочий слой характеризуется более стабильным уровнем твердости, что оказывает положительное влияние на эксплуатационные показатели центробежнолитых валков. С другой стороны, образуемые нитриды магния могут служить дополнительными центрами кристаллизации (см. таблицу 2).
Заявляемый способ внепечной обработки высоколегированного чугуна для центробежнолитых валков осуществляли следующим образом. В подогретый разливочный ковш с помещенным в специальное углубление компактированным реагентом выпускали из печи металл при температуре не ниже 1450°C. После окончания реакции растворения компактированного реагента в высоколегированном чугуне, содержащем более 15% Cr, счищали шлак с поверхности его расплава, контролировали его температуру контактной термопарой. Затем устанавливали над разливочным ковшом устройство, разработанное для внепечной обработки расплава газообразным азотом. С его помощью путем принудительного перемешивания проводили усреднение состава расплава в объеме разливочного ковша.
После продувки газообразным азотом счищали оставшийся шлак с поверхности расплава, отбирали пробы на химический анализ и замеряли его температуру. Затем заливали металл в песчано-глинистые формы, после кристаллизации которых изготавливали образцы для оценивания качества высоколегированного чугуна, содержащего более 15% Cr, для рабочего слоя центробежнолитых валков.
В результате использования заявляемого способа внепечной обработки высоколегированного чугуна, содержащего более 15% Cr, для рабочего слоя центробежнолитых валков снизилась доля серы в его составе в 3 раза, загрязненность неметаллическими включениями в 1,45 раза по сравнению с неочищенным чугуном, повысилась однородность его химического состава и структуры. Это гарантировало повышение эксплуатационных показателей центробежнолитых валков: наработки в 1,77 раза.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1271884 А1, опубликовано 23.11.1986.
2. Авторское свидетельство СССР №1360892 А1, опубликовано 23.12.1987.
3. Авторское свидетельство СССР №1588790 Al, C1, С1/10, опубликовано 30.08.1990.
4. Каблуковский А.Ф. Производство электростали и ферросплавов. М, ИКЦ «АКАДЕМКНИГА», 2003, с. 423-424.
Claims (4)
1. Способ внепечной обработки высоколегированного чугуна для центробежнолитого крупногабаритного валка, содержащего более 15% Сr, характеризующийся тем, что упомянутый чугун предварительно очищают от неметаллических включений в разливочном ковше путем введения в него компактированного реагента, содержащего, %:
и проводят последующее усреднение упомянутого чугуна принудительным перемешиванием газообразным азотом, при этом используют магниевую лигатуру в виде железо-кремний-кальций-магниевого сплава, содержащего 50% кремния, 10% кальция, 10% магния, железо - остальное.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что усреднение чугуна принудительным перемешиванием газообразным азотом осуществляют до снижения доли серы в 3 раза, неметаллических включений в 1,45 раза и достижения коэффициента усвоения магния η 0,8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017141876A RU2687521C1 (ru) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Способ внепечной обработки высоколегированного чугуна для валков |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017141876A RU2687521C1 (ru) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Способ внепечной обработки высоколегированного чугуна для валков |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016107867A Previously-Filed-Application RU2016107867A (ru) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | Способ внепечной обработки высоколегированного чугуна для валков |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2687521C1 true RU2687521C1 (ru) | 2019-05-14 |
Family
ID=66579071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017141876A RU2687521C1 (ru) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Способ внепечной обработки высоколегированного чугуна для валков |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2687521C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2852380A1 (de) * | 1978-12-04 | 1980-06-19 | Josef H Scherer | Brikett zur einbringung von legierungselementen in eisenschmelzen |
| DD226905A1 (de) * | 1984-08-24 | 1985-09-04 | Florin Stahl Walzwerk | Magnesium-formkoerper zur herstellung von gusseisen mit kugelgraphit |
| SU1360892A1 (ru) * | 1986-03-14 | 1987-12-23 | Украинский научно-исследовательский институт металлов | Способ обработки чугуна |
| SU1588790A1 (ru) * | 1987-07-22 | 1990-08-30 | Институт проблем литья АН УССР | Модификатор-брикет |
-
2017
- 2017-11-30 RU RU2017141876A patent/RU2687521C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2852380A1 (de) * | 1978-12-04 | 1980-06-19 | Josef H Scherer | Brikett zur einbringung von legierungselementen in eisenschmelzen |
| DD226905A1 (de) * | 1984-08-24 | 1985-09-04 | Florin Stahl Walzwerk | Magnesium-formkoerper zur herstellung von gusseisen mit kugelgraphit |
| SU1360892A1 (ru) * | 1986-03-14 | 1987-12-23 | Украинский научно-исследовательский институт металлов | Способ обработки чугуна |
| SU1588790A1 (ru) * | 1987-07-22 | 1990-08-30 | Институт проблем литья АН УССР | Модификатор-брикет |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КАБЛУКОВСКИЙ А.Ф. Производство электростали и ферросплавов. М., ИКЦ "АКАДЕМКНИГА", 2003, c.423-424. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU1813113C (ru) | Модификатор дл чугуна | |
| EP3443130B1 (en) | Gray cast iron inoculant | |
| RU2687521C1 (ru) | Способ внепечной обработки высоколегированного чугуна для валков | |
| Boldyrev et al. | Research and features of preliminary graphitizing processing of melt of iron with silicon carbide on the structure and properties of cast iron castings | |
| RU2376101C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
| RU2620206C2 (ru) | Способ графитизирующего модифицирования чугуна | |
| RU2625379C1 (ru) | Компактированный реагент для обработки валкового расплава | |
| RU2618294C1 (ru) | Способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах | |
| RU2590772C1 (ru) | Способ получения алюминиевого чугуна | |
| RU2454294C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
| JP2007327083A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法 | |
| RU2804742C1 (ru) | Способ производства высокоуглеродистой стали | |
| RU2040575C1 (ru) | Модификатор для чугуна | |
| JP4718739B2 (ja) | 鋳鉄の脱マンガン処理方法 | |
| RU2177041C1 (ru) | Способ получения серого чугуна | |
| UA121247C2 (uk) | Спосіб лиття прокатних валків з чавуну з вермикулярним графітом | |
| RU2652932C1 (ru) | Способ внепечного модифицирования чугунов и сталей | |
| SU1027267A1 (ru) | Чугун | |
| UA120531C2 (uk) | Спосіб лиття прокатних валків з чавуну з вермикулярним графітом | |
| RU2315815C1 (ru) | Способ получения чугуна с вермикулярным графитом | |
| SU1715856A1 (ru) | Способ получени чугуна с вермикул рным графитом | |
| SU1581770A1 (ru) | Высокопрочный чугун | |
| SU1275056A1 (ru) | Модифицирующа присадка дл чугуна | |
| UA120296C2 (uk) | Спосіб лиття прокатних валків з чавуну з вермикулярним графітом | |
| UA121059C2 (uk) | Спосіб лиття прокатних валків з чавуну з вермикулярним графітом |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191201 |