RU2701587C1 - Модификатор литейного чугуна и способ производства модификатора литейного чугуна - Google Patents

Модификатор литейного чугуна и способ производства модификатора литейного чугуна Download PDF

Info

Publication number
RU2701587C1
RU2701587C1 RU2019102411A RU2019102411A RU2701587C1 RU 2701587 C1 RU2701587 C1 RU 2701587C1 RU 2019102411 A RU2019102411 A RU 2019102411A RU 2019102411 A RU2019102411 A RU 2019102411A RU 2701587 C1 RU2701587 C1 RU 2701587C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
modifier
particles
cast iron
alloy
ferrosilicon
Prior art date
Application number
RU2019102411A
Other languages
English (en)
Inventor
Оддвар КНУСТАД
Original Assignee
Элкем Аса
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 Элкем Аса filed Critical Элкем Аса
Application granted granted Critical
Publication of RU2701587C1 publication Critical patent/RU2701587C1/ru

Links

Images

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
    • 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
    • C21C1/105—Nodularising additive agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для модифицирования литейного чугуна с пластинчатым, вермикулярным или шаровидным графитом. Модификатор содержит сплав ферросилиция в виде частиц, содержащий 40-80 мас.% кремния, 0,1-10 мас.% кальция, 0-10 мас.% редкоземельных элементов в виде церия и/или лантана, и до 5 мас.% алюминия с остатком из железа и случайных примесей в обычном количестве, который дополнительно содержит 0,1-10 мас.% оксида сурьмы по общей массе модификатора, где упомянутый оксид сурьмы имеет форму частиц и смешивается с частицами сплава ферросилиция, или добавляется к литейному чугуну одновременно с частицами сплава ферросилиция. Изобретение позволяет значительно увеличить количество ядер или численной плотности шаровидных выделений в литейных чугунах при добавлении к литейному чугуну упомянутого модификатора, содержащего частицы оксида сурьмы. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл., 3 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к модификатору на основе ферросилиция для изготовления литейного чугуна с пластинчатым, вермикулярным или шаровидным графитом, а также к способу производства модификатора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Литейный чугун обычно производится в вагранке или индукционных электропечах, и обычно содержит 2-4% углерода. Углерод равномерно смешивается с железом, и форма, которую углерод принимает в затвердевшем литейном чугуне, очень важна для характеристик и свойств литейного чугуна. Если углерод принимает форму карбида железа, то такой литейный чугун рассматривается как белый литейный чугун, и имеет такие физические свойства, что он является твердым и хрупким, что в некоторых приложениях является нежелательным. Если углерод принимает форму графита, литейный чугун становится мягким и способным к механической обработке, и упоминается как серый литейный чугун.
Графит может существовать в литейном чугуне в пластинчатых, вермикулярных или сфероидальных (шаровидных) формах или в их вариациях. Шаровидная форма дает самый прочный и наиболее пластичный тип литейного чугуна.
Формой, размером и численной плотностью (количество шаровидных выделений на 1 мм2) графита, а также количеством графита относительно количества карбида железа можно управлять с помощью некоторых присадок, которые способствуют формированию графита во время отверждения литейного чугуна. Эти присадки упоминаются как модификаторы, а их добавление к литейному чугуну - как модифицирование. При литье продуктов из жидкого чугуна всегда будет риск образования карбида железа в тонких срезах литья. Образование карбида железа вызывается быстрым охлаждением тонких сечений по сравнению с более медленным охлаждением более толстых сечений отливки. Формирование карбида железа в литье упоминается в торговле как «отбел». Образование отбела количественно определяется путем измерения «глубины отбела», и силу модификатора для предотвращения отбела и уменьшения глубины отбела является удобным способом измерения и сравнения силы модификаторов.
В литейном чугуне, содержащем шаровидный графит, сила модификаторов также обычно измеряется численной плотностью частиц шаровидного графита на единицу площади в состоянии непосредственно после отливки. Более высокая численная плотность графитовых сфероидов на единицу площади означает, что степень модифицирования или графитового зародышеобразования была улучшена.
Существует постоянная потребность в нахождении модификаторов, которые уменьшали бы глубину отбела и улучшали обрабатываемость серых литейных чугунов, а также увеличивали бы численную плотность графитовых сфероидов в ковких чугунах.
Поскольку точная химия и механизм модифицирования, а также причины, по которым модификаторы функционируют таким образом, не полностью понятны, необходим большой объем исследований для того, чтобы обеспечить промышленность новыми и улучшенными модификаторами.
Считается, что кальций и некоторые другие элементы подавляют формирование карбида железа и способствуют образованию графита. Большинство модификаторов содержат кальций. Добавление этих ингибиторов образования карбида железа обычно облегчается добавлением сплава ферросилиция, и вероятно наиболее широко используемыми сплавами ферросилиция являются сплавы с высоким содержанием кремния, содержащие от 70 до 80 мас.% кремния, и сплав с низким содержанием кремния, содержащий 45-50 мас.% кремния.
Подавление образования карбида связывается с зародышеобразующими свойствами модификатора. Под зародышеобразующими свойствами понимается количество ядер, формируемых модификатором. Большое количество формируемых ядер приводит к увеличенной численной плотности шаровидных выделений графита, и таким образом улучшает эффективность модифицирования и улучшает подавление карбида. Кроме того, высокая скорость зарождения центров кристаллизации может также дать лучшую устойчивость к ослаблению эффекта модифицирования в течение длительного времени выдержки расплавленного чугуна после модифицирования.
Патент US № 3527597 описывает, что хорошая степень модифицирования получается при добавлении от приблизительно 0,1 до 10 мас.% стронция к содержащему кремний модификатору, который содержит меньше чем приблизительно 0,35 мас.% кальция и до 5 мас.% алюминия.
Из патентного документа WO 99/29911 известен модификатор литейного чугуна, показывающий увеличенную скорость зарождения центров кристаллизации по сравнению с модификатором, описанным в патенте US 3527597. Этот модификатор является модификатором на основе ферросилиция, содержащим от приблизительно 0,5 до 10% кальция и/или стронция и/или бария, меньше чем 5% алюминия, 0,5-10% кислорода в форме одного или более оксидов металлов и 0,5-10% серы в форме сульфидов металлов.
В патентном документе WO 99/29911 предпочтительными оксидами металла являются оксиды железа FeO, Fe2O3 и Fe3O4. Другими оксидами металлов, упомянутыми в этом документе, являются SiO2, MnO, MgO, CaO, Al2O3, TiO2 и CaSiO3, CeO2, ZrO2.
Патент US №4432793 раскрывает модификатор, содержащий висмут, свинец и/или сурьму, общеизвестный как Spherix®. Висмут, свинец и/или сурьма, как известно, имеют высокую силу модификатора и вызывают увеличение количества ядер. Также известно, что эти элементы являются антисфероидизирующими элементами, и увеличивающееся присутствие этих элементов в литейном чугуне вызывает вырождение шаровидной структуры графита. Spherix® является ферросилицием, содержащим от 0,005% до 3% редкоземельных элементов и от 0,005% до 3% одного из элементов висмута, свинца и/или сурьмы. В соответствии с патентом US № 5733502 модификаторы типа Spherix® всегда содержат некоторое количество кальция, который улучшает усвоение висмута, свинца и/или сурьмы во время производства сплава и помогает однородно распределить эти элементы внутри сплава, поскольку эти элементы показывают недостаточную растворимость в железокремниевых фазах. Однако во время хранения этот продукт имеет тенденцию к распаду, и гранулометрия имеет тенденцию к увеличению количества мелочи. В патенте US № 5733502 было найдено, что основанный на ферросилиции ферросплав для модифицирования, содержащий (в мас.%) 0,005-3% редкоземельных элементов, 0,005-3% висмута, свинца и/или сурьмы, 0,3-3% кальция и 0,3-3% магния, в котором, отношение Si/Fe составляет больше чем 2, не распадался, однако для низкокремнистых модификаторов из FeSi продукт распадался во время хранения.
Заявка US № 2015/0284830 относится к сплаву модификатора на основе ферросилиция для обработки толстых литых деталей из чугуна, содержащему 0,005-3 мас.% редкоземельных элементов и 0,2-2 мас.% Sb. Упомянутый документ US 2015/0284830 описывает, что сурьма при соединении с редкоземельными элементами в сплаве на основе ферросилиция обеспечивает эффективное модифицирование и стабилизацию сфероидов в толстых деталях без недостатков, присущих добавлению чистой сурьмы к жидкому чугуну. Модификатор в соответствии с US 2015/0284830 обычно используется в контексте модифицирования чугунной ванны для предварительного кондиционирования упомянутого чугуна, а также для глобуляризации. Модификатор в соответствии с US 2015/0284830 содержит (в мас.%) 65% Si, 1,76% Ca, 1,23% Al, 0,15% Sb, 0,16% RE, 7,9% Ba и остаток из железа.
Производство модификатора, в котором небольшое количество сурьмы добавляется в сплав на основе ферросилиция, является относительно сложным. Благодаря высокой атомной массе сурьмы она будет стремиться опуститься на дно в расплаве ферросилиция, что может привести к неоднородному составу модификатора. Таким образом, воспроизведение правильного состава такого модификатора на основе ферросилиция, содержащего небольшие количества сурьмы, может быть затруднительным.
Задачей настоящего изобретения является предложить модификатор на основе FeSi, содержащий сурьму и не имеющий вышеупомянутых недостатков. Другой задачей настоящего изобретения является предложить однородный модификатор на основе FeSi, содержащий сурьму, который не был бы склонным к распаду независимо от отношения Fe/Si. Еще одной целью является намеренное введение контролируемого количества кислорода с помощью модификатора в форме Sb2O3. Эти и другие преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения последующего описания.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Было найдено, что добавление частиц оксида сурьмы Sb2O3 к модификатору в соответствии с WO 99/29911 вместо других оксидов металла и сульфида металла, раскрытых в WO 99/29911, неожиданно приводит к значительно более высокому количеству ядер или численной плотности шаровидных выделений в литейных чугунах при добавлении к литейному чугуну упомянутого модификатора, содержащего частицы Sb2O3.
В соответствии с первым аспектом настоящее изобретение относится к модификатору для изготовления литейного чугуна с пластинчатым, вермикулярным или шаровидным графитом, содержащему сплав ферросилиция в виде частиц, содержащий приблизительно 40-80 мас.% кремния, приблизительно 0,1-10 мас.% кальция, 0-10 мас.% редкоземельных элементов, например церия и/или лантана, и до 5 мас.% алюминия, с остатком из железа и случайных примесей в обычном количестве, который дополнительно содержит 0,1-10 мас.% оксида сурьмы по общей массе модификатора, где упомянутый оксид сурьмы имеет форму частиц и смешивается с частицами сплава ферросилиция, или добавляется к литейному чугуну одновременно с частицами сплава ферросилиция.
В соответствии с первым вариантом осуществления сплав ферросилиция содержит 45-60 мас.% кремния.
В соответствии со вторым вариантом осуществления сплав ферросилиция содержит 60-80 мас.% кремния.
В соответствии с третьим вариантом осуществления сплав ферросилиция содержит 0,5-5 мас.% кальция.
В соответствии с четвертым вариантом осуществления сплав ферросилиция содержит 0,5-5 мас.% алюминия.
В соответствии с пятым вариантом осуществления сплав ферросилиция содержит до 6 мас.% редкоземельных элементов. В одном варианте осуществления редкоземельные элементы представляют собой церий и/или лантан.
В соответствии с шестым вариантом осуществления модификатор содержит 0,2-5 мас.% частиц оксида сурьмы.
В соответствии с седьмым вариантом осуществления модификатор имеет форму смеси частиц сплава ферросилиция и частиц оксида сурьмы.
В соответствии с восьмым вариантом осуществления модификатор имеет форму агломерированной смеси частиц сплава ферросилиция и частиц оксида сурьмы.
В соответствии с девятым вариантом осуществления модификатор имеет форму брикетов, полученных из смеси частиц сплава ферросилиция и частиц оксида сурьмы.
В соответствии с десятым вариантом осуществления сплав ферросилиция в виде частиц и оксид сурьмы в виде частиц добавляются по отдельности, но одновременно к литейному чугуну.
Неожиданно было найдено, что модификатор в соответствии с настоящим изобретением, содержащий оксид сурьмы, приводит к увеличенной численной плотности шаровидных выделений при добавлении этого модификатора к литейному чугуну, обеспечивая таким образом улучшенное подавление образования карбида железа при использовании того же самого количества модификатора, что и при использовании обычных модификаторов, или давая то же самое подавление образования карбида железа при использовании меньшего количества модификатора, чем при использовании обычных модификаторов. В настоящей патентной заявке новый модификатор был сравнен с обычными модификаторами предшествующего уровня техники, описанными в патентном документе WO 99/29911.
В соответствии со вторым аспектом настоящее изобретение относится к способу для производства модификатора для изготовления литейного чугуна с пластинчатым, вермикулярным или шаровидным графитом, содержащему: обеспечение сплава ферросилиция в виде частиц, содержащего 40-80 мас.% кремния, приблизительно 0,1-10 мас.% кальция, 0-10 мас.% редкоземельных элементов, например церия и/или лантана, и до 5 мас.% алюминия, с остатком из железа и случайных примесей в обычном количестве, и смешивание частиц оксида сурьмы с упомянутыми частицами сплава ферросилиция в количестве 0,1-10 мас.% по общей массе модификатора.
В соответствии с первым вариантом осуществления этого способа сплав ферросилиция содержит 45-60 мас.% кремния.
В соответствии со вторым вариантом осуществления этого способа сплав ферросилиция содержит 60-80 мас.% кремния.
В соответствии с третьим вариантом осуществления этого способа сплав ферросилиция содержит 0,5-5 мас.% кальция.
В соответствии с четвертым вариантом осуществления этого способа сплав ферросилиция содержит 0,5-5 мас.% алюминия.
В соответствии с пятым вариантом осуществления этого способа сплав ферросилиция содержит до 6 мас.% редкоземельных элементов. В одном варианте осуществления редкоземельные элементы представляют собой церий и/или лантан.
В соответствии с шестым вариантом осуществления этого способа модификатор содержит 0,2-5 мас.% частиц оксида сурьмы.
В соответствии с седьмым вариантом осуществления способа по настоящему изобретению частицы оксида сурьмы смешиваются со сплавом ферросилиция в виде частиц путем механического смешивания.
В соответствии с восьмым вариантом осуществления этого способа частицы оксида сурьмы смешиваются со сплавом ферросилиция в виде частиц путем механического смешивания или перемешивания с последующей агломерацией порошковой смеси путем прессования со связующим веществом, предпочтительно раствором силиката натрия. Эти агломераты затем дробятся и просеиваются на сите до требуемого размера конечного продукта. Агломерация порошковых смесей гарантирует отсутствие сегрегации оксида сурьмы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает тестовый образец чугунной отливки.
Фиг. 2 представляет собой диаграмму, показывающую численную плотность шаровидных выделений в образцах литейного чугуна.
Фиг. 3a-b показывают полученные с помощью SEM фотографии модификатора в соответствии с настоящим изобретением, FeSi, покрытого порошком Sb2O3.
В процессе производства литейного чугуна с шаровидным графитом расплав литейного чугуна обычно обрабатывается гранулирующим агентом, обычно с использованием сплава Mg-FeSi, перед модифицированием. Грануляризация имеет своей целью изменить форму графита с чешуек на шаровидные выделения, когда он выделяется и растет. Это делается путем изменения энергии интерфейса графит/расплав. Известно, что Mg и Ce являются элементами, которые изменяют энергию интерфейса, причем Mg является более эффективным, чем Ce. Когда Mg добавляется к расплаву основного чугуна, он будет сначала реагировать с кислородом и серой. При этом только «свободный магний» будет иметь гранулирующий эффект. Реакция грануляризации приводит к перемешиванию, является интенсивной и производит шлак, всплывающий на поверхность. Интенсивность этой реакции приведет к тому, что большинство площадок зародышеобразования для графита, которые уже были в расплаве (введены исходным материалом), и другие включения станут частью шлака на поверхности и будут удалены. Однако некоторые включения MgO и MgS, образовавшиеся во время грануляризации, все еще будут оставаться в расплаве. Эти включения по сути не являются хорошими площадками зародышеобразования.
Основная функция модифицирования заключается в предотвращении образования карбидов путем введения площадок зародышеобразования для графита. В дополнение к введению площадок зародышеобразования модификатор также преобразует включения MgO и MgS, сформированные во время грануляризации, в площадки зародышеобразования путем добавления некоторого слоя (с Ca, Ba или Sr) на этих включениях.
В соответствии с настоящим изобретением частицы основного сплава FeSi должны содержать от 40 до 80 мас.% Si. Основной сплав FeSi может быть высококремнистым сплавом, содержащим 60-80 мас.%, например 70-80 мас.% кремния, или низкокремнистым сплавом, содержащим 45-60 мас.%, например 45-55 мас.% кремния. Основной сплав FeSi должен иметь размер частиц, находящийся внутри обычного диапазона для модификаторов, например 0,2-6 мм, например 0,2-3 мм.
В соответствии с настоящим изобретением частицы сплава на основе FeSi содержат 0,5-10 мас.% Ca. Использование более высокого количества Ca может уменьшить эффективность модификатора, увеличивая образование шлака и увеличивая затраты. Хорошая эффективность модифицирования достигается также в том случае, когда количество Ca в основном сплаве FeSi составляет приблизительно 0,5-6 мас.%. Предпочтительно количество Ca в основном сплаве FeSi составляет приблизительно 0,5-5 мас.%.
Основной сплав FeSi содержит до 10 мас.% редкоземельных элементов (RE). RE может быть, например, Ce и/или La. В некоторых вариантах осуществления количество RE должно составлять до 6 мас.%. Количество RE предпочтительно должно составлять по меньшей мере 0,1 мас.%. Предпочтительно RE представляет собой Ce и/или La.
Частицы Sb2O3 должны иметь малый размер, то есть микронный размер (например 10-150 мкм), приводя к очень быстрому плавлению или растворению частиц Sb2O3 при их введении в жидкий литейный чугун. Предпочтительно частицы Sb2O3 смешиваются с частицами основного сплава FeSi перед добавлением модификатора в жидкий литейный чугун. Частицы FeSi полностью покрыты частицами Sb2O3, см. Фиг. 3. Смешивание частиц Sb2O3 с частицами основного сплава FeSi дает устойчивый гомогенный модификатор. Однако следует отметить, что смешивание частиц Sb2O3 с частицами основного сплава FeSi не является обязательным для достижения эффекта модифицирования. Частицы основного сплава FeSi и частицы Sb2O3 могут добавляться к жидкому литейному чугуну по отдельности, но одновременно.
Добавление частиц Sb2O3 вместе с частицами основного сплава FeSi вместо легирования Sb сплава FeSi обеспечивает несколько преимуществ. Как сурьма, так и кислород соединения Sb2O3 являются существенными для эффективности модификатора. Другим преимуществом является хорошая воспроизводимость состава модификатора, поскольку количество и гомогенность частиц Sb2O3 в модификаторе легко контролируется. Важность управления количеством модификаторов и наличия однородного состава модификатора является очевидной, учитывая тот факт, что сурьма обычно добавляется в количестве несколько частей на миллион. Добавление неоднородного модификатора может привести к неправильным количествам затравочных элементов в литейном чугуне. Еще одним преимуществом является менее затратное производство модификатора по сравнению со способами, включающими легирование сурьмой сплава на основе FeSi.
Примеры
Четыре попытки модифицирования были выполнены из одного 600-килограммового ковша расплавленного литейного чугуна, обработанного магнием путем добавления 1,3 мас.% гранулирующего сплава MgFeSi. Этот гранулирующий сплав MgFeSi имел следующий состав (в мас.%): 5,8 мас.% Mg, 1 мас.% Ca, 1 мас.% RE, 0,7 мас.% Al, 46 мас.% Si и остаток, являющийся железом.
Эти четыре попытки были разделены на два повтора с использованием двух других модификаторов.
Эти два модификатора состояли из сплава ферросилиция, Модификатора A, содержащего 71,8 мас.% Si, 1,07 мас.% Al, 0,97 мас.% Ca, 1,63 мас.% Ce, и остатка, являющегося железом. К одной части Модификатора А было добавлено 1,2 мас.% Sb2O3 в форме частиц, и механическое смешивание осуществлялось для того, чтобы получить модификатор по настоящему изобретению. К другой части Модификатора А было добавлено 1 мас.% FeS и 2 мас.% Fe2O3, после чего осуществлялось механическое смешивание. Это модификатор в соответствии с патентным документом WO 99/29911, производимый компанией Elkem AS под торговой маркой Ultraseed®.
Эти четыре попытки были разделены на два повтора двух различных модификаторов. Две попытки осуществлялись с добавлением порошка FeS и Fe2O3 для того, чтобы получить модификатор Ultraseed®, и две попытки осуществлялись с добавлением порошка Sb2O3 для того, чтобы получить модификатор по настоящему изобретению.
Таблица 1 показывает использованные модификаторы. Количества оксида сурьмы, оксида железа и сульфида железа приведены по общей массе модификаторов.
Таблица 1
Добавляемые количества (мас.%)
# Основной модификатор FeS Fe2O3 Sb2O3 Ссылка
Ковш 1 Модификатор A 1% 2% - Ultraseed (предшествующий уровень техники)
Ковш 2 Модификатор A - - 1,2% Sb2O3 (настоящее изобретение)
Ковш 3 Модификатор A - - 1,2% Sb2O3 (настоящее изобретение)
Ковш 4 Модификатор A 1% 2% - Ultraseed (предшествующий уровень техники)
Модификаторы добавлялись к расплавам литейного чугуна в количестве 0,2 мас.%. Эти модифицированные литейные чугуны отливались в цилиндрические тестовые образцы диаметром 28 мм. Микроструктуры исследовались в одном образце из каждого испытания. Эти тестовые образцы были разрезаны, подготовлены и оценены с помощью анализа изображения в положении 2, показанном на Фиг. 1. Определялось количество шаровидных выделений (количество шаровидных выделений/мм2). Результаты показаны на Фиг. 2.
Как видно из Фиг. 2, обработанные содержащими Sb2O3 модификаторами литейные чугуны имеют более высокую численную плотность шаровидных выделений по сравнению с теми же самыми расплавами литейных чугунов, обработанными модификатором предшествующего уровня техники Ultraseed®.
После ознакомления с описанными предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения специалисту в данной области техники станет очевидно, что могут использоваться и другие варианты осуществления, включающие в себя концепции настоящего изобретения. Эти и другие примеры настоящего изобретения, проиллюстрированные выше и на прилагаемых чертежах, приведены исключительно в качестве примера, и фактическая область охвата настоящего изобретения определяется следующей формулой изобретения.

Claims (12)

1. Модификатор для изготовления литейного чугуна с пластинчатым, вермикулярным или шаровидным графитом, содержащий сплав ферросилиция в виде частиц, содержащий приблизительно 40-80 мас. % кремния, приблизительно 0,1-10 мас. % кальция, 0-10 мас. % редкоземельных элементов, например церия и/или лантана, и до 5 мас. % алюминия, остальное железо и случайные примеси, который дополнительно содержит 0,1-10 мас. % Sb2O3 по общей массе модификатора, в котором упомянутый Sb2O3 имеет форму частиц.
2. Модификатор по п. 1, в котором сплав ферросилиция содержит 45-60 мас. % кремния.
3. Модификатор по п. 1, в котором сплав ферросилиция содержит 60-80 мас. % кремния.
4. Модификатор по любому из пп. 1-3, в котором сплав ферросилиция содержит 0,5-5 мас. % кальция.
5. Модификатор по любому из пп.1-4, в котором сплав ферросилиция содержит 0,5-5 мас. % алюминия.
6. Модификатор по любому из пп.1-5, в котором сплав ферросилиция содержит до 6 мас. % редкоземельных элементов.
7. Модификатор по любому из пп.1-6, в котором модификатор содержит 0,2-5 мас. % Sb2O3 в виде частиц.
8. Модификатор по любому из пп.1-7, в котором редкоземельные элементы представляют собой церий и/или лантан.
9. Модификатор по любому из пп.1-8, который имеет форму смеси или сочетания частиц сплава ферросилиция и частиц Sb2O3.
10. Модификатор по любому из пп.1-9, который имеет форму агломератов, полученных из смеси частиц сплава ферросилиция и частиц Sb2O3.
11. Модификатор по любому из пп.1-10, который имеет форму брикетов, полученных из смеси частиц сплава ферросилиция и частиц Sb2O3.
12. Способ производства модификатора для изготовления литейного чугуна с пластинчатым, вермикулярным или шаровидным графитом, включает обеспечение основного сплава ферросилиция в виде частиц, содержащего 40-80 мас. % кремния, приблизительно 0,1-10 мас. % кальция, 0-10 мас. % редкоземельных элементов, например церия и/или лантана, и до 5 мас. % алюминия, остальное железо и случайные примеси, и смешивание с упомянутыми частицами основного сплава частиц Sb2O3 в количестве 0,1-10 мас. % по общей массе модификатора.
RU2019102411A 2016-06-30 2017-06-29 Модификатор литейного чугуна и способ производства модификатора литейного чугуна RU2701587C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20161091A NO347571B1 (en) 2016-06-30 2016-06-30 Cast Iron Inoculant and Method for Production of Cast Iron Inoculant
NO20161091 2016-06-30
PCT/NO2017/050175 WO2018004357A1 (en) 2016-06-30 2017-06-29 Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2701587C1 true RU2701587C1 (ru) 2019-09-30

Family

ID=59485397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019102411A RU2701587C1 (ru) 2016-06-30 2017-06-29 Модификатор литейного чугуна и способ производства модификатора литейного чугуна

Country Status (20)

Country Link
US (1) US11098383B2 (ru)
EP (1) EP3478858B1 (ru)
JP (1) JP6918846B2 (ru)
KR (1) KR102218576B1 (ru)
CN (2) CN109477153A (ru)
BR (1) BR112018077233B1 (ru)
CA (1) CA3026480C (ru)
DK (1) DK3478858T3 (ru)
ES (1) ES2871531T3 (ru)
HR (1) HRP20210751T1 (ru)
HU (1) HUE054491T2 (ru)
LT (1) LT3478858T (ru)
MX (1) MX2018016230A (ru)
NO (1) NO347571B1 (ru)
PL (1) PL3478858T3 (ru)
PT (1) PT3478858T (ru)
RS (1) RS61969B1 (ru)
RU (1) RU2701587C1 (ru)
SI (1) SI3478858T1 (ru)
WO (1) WO2018004357A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO20161094A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-01 Elkem As Cast Iron Inoculant and Method for Production of Cast Iron Inoculant
US11859270B2 (en) * 2016-09-12 2024-01-02 Snam Alloys Pvt Ltd Non-magnesium process to produce compacted graphite iron (CGI)
CN107841588A (zh) * 2017-12-13 2018-03-27 南京浦江合金材料股份有限公司 一种防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂及其制备工艺
FR3089138B1 (fr) * 2018-11-29 2021-10-08 Elkem Materials Poudre de moule et revêtement de moule
CN109880958A (zh) * 2019-02-26 2019-06-14 江苏亚峰合金材料有限公司 船用柴油发电机缸体专用孕育剂
FR3099716B1 (fr) * 2019-08-08 2021-08-27 Saint Gobain Pont A Mousson Procédé de fabrication d’un élément tubulaire
CN111518979A (zh) * 2020-06-18 2020-08-11 江苏亚峰合金材料有限公司 一种球墨铸铁用含锌孕育剂
CN111850381B (zh) * 2020-07-14 2021-09-10 驻马店中集华骏铸造有限公司 灰铸铁的生产方法
CN114438273B (zh) * 2022-01-25 2024-03-08 苏州中央可锻有限公司 球化孕育复合剂及其制备方法和应用以及球墨铸铁的制备工艺
CN115041634B (zh) * 2022-03-27 2023-07-18 宁波拓铁机械有限公司 风电行星架铸件的铸造方法
CN116441496B (zh) * 2023-03-28 2024-05-10 内蒙古圣泉科利源新材料科技有限公司 一种含铋元素氧化物的大断面球墨铸铁件用高效孕育剂

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006068487A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Elkem Asa Modifying agents for cast iron
RU2497954C1 (ru) * 2012-03-05 2013-11-10 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА С ВЕРМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ ВНУТРИФОРМЕННЫМ МОДИФИЦИРОВАНИЕМ ЛИГАТУРАМИ СИСТЕМЫ Fe-Si-РЗМ
RU2521915C1 (ru) * 2012-11-28 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Модификатор
US20160047008A1 (en) * 2013-03-19 2016-02-18 Ferropem Inoculant with surface particles

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3527597A (en) 1962-08-31 1970-09-08 British Cast Iron Res Ass Carbide suppressing silicon base inoculant for cast iron containing metallic strontium and method of using same
GB1296048A (ru) * 1969-12-09 1972-11-15
SU872563A1 (ru) 1980-04-17 1981-10-15 Ростовский-На-Дону Институт Сельскохозяйственного Машиностроения Способ модифицировани ковкого чугуна
FR2511044A1 (fr) * 1981-08-04 1983-02-11 Nobel Bozel Ferro-alliage pour le traitement d'inoculation des fontes a graphite spheroidal
NO179079C (no) 1994-03-09 1996-07-31 Elkem As Ympemiddel for stöpejern og fremgangsmåte for fremstilling av ympemiddel
FR2750143B1 (fr) 1996-06-25 1998-08-14 Pechiney Electrometallurgie Ferroalliage pour l'inoculation des fontes a graphite spheroidal
NO306169B1 (no) * 1997-12-08 1999-09-27 Elkem Materials Ympemiddel for stöpejern og fremgangsmÕte for fremstilling av ympemiddel
NL1014394C2 (nl) 2000-02-16 2001-08-20 Corus Technology B V Werkwijze voor het vervaardigen van nodulair gietijzer, en gietstuk vervaardigd met deze werkwijze.
CN101619372A (zh) 2009-08-11 2010-01-06 广西玉林玉柴机器配件制造有限公司 提高正火高强度球墨铸铁韧性的方法
CN103418757B (zh) * 2012-05-16 2015-06-10 陈硕 球铁铁水多项处理的方法
FR2997962B1 (fr) * 2012-11-14 2015-04-10 Ferropem Alliage inoculant pour pieces epaisses en fonte
CN104561735B (zh) * 2014-12-29 2017-11-10 芜湖国鼎机械制造有限公司 高强度灰铸铁、铸件及其制备方法
CN104561736A (zh) 2014-12-29 2015-04-29 芜湖国鼎机械制造有限公司 高强度灰铸铁、铸件及其制备方法
NO20172063A1 (en) * 2017-12-29 2019-07-01 Elkem Materials Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006068487A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Elkem Asa Modifying agents for cast iron
RU2497954C1 (ru) * 2012-03-05 2013-11-10 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА С ВЕРМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ ВНУТРИФОРМЕННЫМ МОДИФИЦИРОВАНИЕМ ЛИГАТУРАМИ СИСТЕМЫ Fe-Si-РЗМ
RU2521915C1 (ru) * 2012-11-28 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Модификатор
US20160047008A1 (en) * 2013-03-19 2016-02-18 Ferropem Inoculant with surface particles

Also Published As

Publication number Publication date
NO20161091A1 (en) 2018-01-01
PL3478858T3 (pl) 2021-10-04
US11098383B2 (en) 2021-08-24
JP2019527766A (ja) 2019-10-03
LT3478858T (lt) 2021-07-26
ES2871531T3 (es) 2021-10-29
WO2018004357A1 (en) 2018-01-04
EP3478858A1 (en) 2019-05-08
EP3478858B1 (en) 2021-03-03
CN109477153A (zh) 2019-03-15
HRP20210751T1 (hr) 2021-06-25
JP6918846B2 (ja) 2021-08-11
CA3026480C (en) 2023-01-24
US20190169705A1 (en) 2019-06-06
SI3478858T1 (sl) 2021-08-31
BR112018077233B1 (pt) 2022-08-09
KR102218576B1 (ko) 2021-02-22
RS61969B1 (sr) 2021-07-30
BR112018077233A2 (pt) 2019-04-02
MX2018016230A (es) 2019-08-29
CN117344078A (zh) 2024-01-05
CA3026480A1 (en) 2018-01-04
KR20190026803A (ko) 2019-03-13
HUE054491T2 (hu) 2021-09-28
DK3478858T3 (da) 2021-05-17
NO347571B1 (en) 2024-01-15
PT3478858T (pt) 2021-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2701587C1 (ru) Модификатор литейного чугуна и способ производства модификатора литейного чугуна
RU2700220C1 (ru) Модификатор литейного чугуна и способ для производства модификатора литейного чугуна
EP1038039B1 (en) Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant
KR102494632B1 (ko) 주철 접종제 및 주철 접종제의 생성 방법
KR102493172B1 (ko) 주철 접종제 및 주철 접종제의 생성 방법
JP7231634B2 (ja) 鋳鉄接種剤及び鋳鉄接種剤の製造方法
KR102409324B1 (ko) 주철 접종제 및 주철 접종제의 생성 방법
AU2018398229B2 (en) Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant
RU2188240C1 (ru) Способ получения высокопрочного чугуна
RU2172782C1 (ru) Модификатор чугуна и способ получения модификатора чугуна