RU2704678C1 - Method of cast iron modifying and modifier for implementation of method - Google Patents

Method of cast iron modifying and modifier for implementation of method Download PDF

Info

Publication number
RU2704678C1
RU2704678C1 RU2018142699A RU2018142699A RU2704678C1 RU 2704678 C1 RU2704678 C1 RU 2704678C1 RU 2018142699 A RU2018142699 A RU 2018142699A RU 2018142699 A RU2018142699 A RU 2018142699A RU 2704678 C1 RU2704678 C1 RU 2704678C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
modifier
amount
ladle
melt
Prior art date
Application number
RU2018142699A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Сергеевич Ёлкин
Антонина Игоревна Карлина
Дмитрий Константинович Ёлкин
Андрей Евгеньевич Балановский
Александр Дмитриевич Колосов
Виктор Викторович Кондратьев
Антон Александрович Клешнин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority to RU2018142699A priority Critical patent/RU2704678C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2704678C1 publication Critical patent/RU2704678C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.SUBSTANCE: invention relates to metallurgy and foundry production and can be used for production of modified cast iron for manufacture of high-wear parts of machines. Proposed method comprises production of cast iron melt, overflow of melt into ladle and introduction of modifier into ladle. Modifier used is a product obtained by flotation of dust of gas-cleaning structures of furnaces of technical silicon and/or ferrosilicon and consisting of carbon of nanosize value in amount of 91–95 wt% and impurities of 5–9 wt%, which is introduced into ladle in form of tablets in amount of 0.20–0.50 wt% of cast iron weight.EFFECT: invention increases strength of cast iron and increases service life of cast iron articles.3 cl, 1 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, и может быть использовано для производства модифицированного чугуна, который используется для изготовления быстроизнашивающихся деталей машин.The invention relates to metallurgy and foundry, and can be used to produce modified cast iron, which is used for the manufacture of wearing parts of machines.

Уровень техникиState of the art

Для литейных нужд чугун получают в индукционных печах, при этом углерод в чугуне может находиться в различных формах, которые оказывают существенное влияние на качественные характеристики литых изделий из чугуна. Пластичная форма графита снижает прочность чугуна. Более высокую прочность имеют чугуны с шаровидной или волокнистой формами графита. Данные структуры чугуна достигаются с помощью различных модификаторов, которые меняют форму графита, что приводит к значительному увеличению прочностных характеристик изделий из чугуна.For foundry needs, cast iron is obtained in induction furnaces, while carbon in cast iron can be in various forms, which have a significant impact on the quality characteristics of cast iron products. The ductile shape of graphite reduces the strength of cast iron. Higher strength are cast iron with spherical or fibrous forms of graphite. These cast iron structures are achieved using various modifiers that change the shape of graphite, which leads to a significant increase in the strength characteristics of cast iron products.

Известен способ модифицирования чугуна с шаровидным графитом (патент РФ 2500824, С22С 1/10, опубл. 10.12.2013 г.), включающий засыпку на зеркало расплава чугуна покровного материала в виде порошка флюсперлита «Барьер-200» и введение в расплав чугуна твердого модификатора в виде твердой церий-магний-никелевой присадки, с загрузкой на зеркало расплава слой покровного материала и выдержки его до образования плотного вязкого слоя, с засыпкой второго слоя покровного материала и введение в расплав твердого модификатора с последующей засыпкой места ввода горячим покровным материалом, при этом твердый церий-магний-никелевую присадку в количестве 0,8-1,2% от массы модифицируемого чугуна водят в чугун в течение 5 с. Недостатком данного способа является пониженное качество отливок из-за неравномерного распределения модификатора по объему расплава и попадания в отливки неметаллических включений из фрагментов укрывного материала.A known method of modifying cast iron with spherical graphite (RF patent 2500824, С22С 1/10, published December 10, 2013), including filling the coating material in the form of Barrier-200 fluxerlite powder on a cast iron mirror and introducing a solid modifier into the cast iron melt in the form of a solid cerium-magnesium-nickel additive, loading a layer of coating material onto the melt mirror and holding it until a dense viscous layer is formed, filling the second layer of coating material and introducing a solid modifier into the melt, followed by filling the injection site ryachim cover material, wherein the solid cerium-magnesium-nickel dopant in an amount of 0.8-1.2% by weight of modified iron lead to iron for 5 seconds. The disadvantage of this method is the reduced quality of castings due to the uneven distribution of the modifier over the volume of the melt and the ingress of non-metallic inclusions from fragments of the covering material into the castings.

Известен способ модифицирования чугуна (патент РФ 2422546, С22С 37/04, С21С 1/10, опубл. 27.06.2011 г.), включающий обработку жидкого чугуна в ковше твердым модификатором и засыпку на зеркало чугуна покрывного материала, где в качестве покрывного материала используют порошок флюсперлита «Барьер-200», в количестве 0,4% от массы чугуна, а в качестве твердого модификатора - дробленные цериевую присадку, содержащую 20-90% церия, в количестве 0,1-0,35% от массы чугуна, и магнийсодержащую лигатуру, содержащую 4-8% магния в количестве 1,5% от массы чугуна. Недостатком данного способа является неравномерность распределения вносимых в твердом виде легирующих присадок.A known method of modifying cast iron (RF patent 2422546, C22C 37/04, C21C 1/10, publ. 06/27/2011), including the treatment of molten cast iron in the ladle with a solid modifier and filling on the mirror of cast iron coating material, where as a coating material is used fluxerlite powder "Barrier-200", in an amount of 0.4% by weight of cast iron, and as a solid modifier, crushed cerium additive containing 20-90% cerium, in an amount of 0.1-0.35% by weight of cast iron, and magnesium-containing ligature containing 4-8% magnesium in an amount of 1.5% by weight of cast iron. The disadvantage of this method is the uneven distribution of solid alloyed additives.

Известен способ получения высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита из исходного (патент РФ 2586730, С21С 1/00, С22С 37/04, опубл. 25.03.2015 г.), включающий расплавление шихты до температуры плавления, анализ содержания серы в расплаве, последующее модифицирование в ковше лигатурой, содержащей редкоземельные металлы, и магнийсодержащим модификатором, при этом модифицирование осуществляют при содержании серы 0,01-0,50% с перегревом расплава до 1480-1520°С, при этом упомянутые модификатор и лигатуру кладут на дно ковша, прогретого до 750-800°С, послойно в виде слоя модификатора, присыпки в виде шлака магнитоактивного, последующего слоя лигатуры и заключительного слоя присыпки в виде чугуна дробленого со шлакообразующими добавками, при этом наполнение ковша расплавом осуществляют в промежуток времени от 1 до 1,50 мин, после чего промодифицированный чугун выдерживают в течение 8-9 мин. Недостатком данного способа является недостаточно эффективное действие модификатора из-за длительности воздействия модификатора на расплав, что приводит к потере модификатора.A known method of producing high-strength cast iron with spherical form of graphite from the source (patent RF 2586730, C21C 1/00, C22C 37/04, publ. March 25, 2015), including the melting of the mixture to the melting temperature, analysis of the sulfur content in the melt, subsequent modification in the ladle with a ligature containing rare-earth metals and a magnesium-containing modifier, the modification is carried out at a sulfur content of 0.01-0.50% with overheating of the melt to 1480-1520 ° C, while the above-mentioned modifier and ligature are placed on the bottom of the bucket, heated to 750-800 ° C, layer by layer in VI e modifier layer, dusting powder in the form of magnetically slag, a subsequent ligature layer and a final powdering layer in the form of crushed cast iron with slag-forming additives, while the bucket is filled with melt in a period of 1 to 1.50 min, after which the modified cast iron is held for 8 -9 minutes The disadvantage of this method is the insufficiently effective effect of the modifier due to the duration of the exposure of the modifier to the melt, which leads to the loss of the modifier.

Известен способ модифицирования расплава чугуна комплексным модификатором (патент РФ 2588965, С21С 1/10, С22С 37/04, опубл. 10.07.2016 г.), в виде пыли газоочистки электротермического производства кремния, содержащую компоненты в следующем соотношении, мас. %: SiO2 75÷95, SiC 4,0÷41,0, Ссвоб 3,0÷7,0, MgO 0,4÷1,2, Al2O3 0,5÷1,0, Fe2O3 0,3÷0,9, CaO 1,0÷2,0, прочее 0,8÷2,3, при этом массу модификатора, направляемого на модифицирование, поддерживают в пределах 0,05÷0,1% от массы расплава.There is a method of modifying cast iron melt with a complex modifier (RF patent 2588965, С21С 1/10, С22С 37/04, publ. 07/10/2016), in the form of gas purification dust of electrothermal silicon production, containing components in the following ratio, wt. %: SiO 2 75 ÷ 95, SiC 4.0 ÷ 41.0, С free 3.0 ÷ 7.0, MgO 0.4 ÷ 1.2, Al 2 O 3 0.5 ÷ 1.0, Fe 2 O 3 0.3 ÷ 0.9, CaO 1.0 ÷ 2.0, other 0.8 ÷ 2.3, while the mass of the modifier sent for modification is maintained within 0.05 ÷ 0.1% of the mass melt.

По технической сущности, по наличию общих признаков, данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога.By technical nature, by the presence of common features, this technical solution was adopted as the closest analogue.

Недостатком данного способа является недостаточно высокое качество чугуна из-за значительного количества неметаллических примесей вносимых с модификатором в виде тугоплавких оксидов магния, алюминия и кальция.The disadvantage of this method is the insufficiently high quality of cast iron due to the significant amount of non-metallic impurities introduced with a modifier in the form of refractory oxides of magnesium, aluminum and calcium.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В основу изобретения положена задача, направленная на повышение потребительских свойств чугуна.The basis of the invention is a task aimed at improving the consumer properties of cast iron.

Техническим результатом является повышение прочности чугуна, что увеличивает срок службы чугунных изделий.The technical result is to increase the strength of cast iron, which increases the service life of cast iron products.

Технический результат достигается за счет того, что в способе получения модифицирования чугуна, включающем получение расплава чугуна, перелив расплава в ковш и введение в ковш модификатора, новым является то, что в качестве модификатора используют продукт, полученный флотацией пыли газоочистных сооружений печей технического кремния и/или ферросилиция и состоящий из углерода наноразмерной величины в количестве 91-95 мас. % и примесей 5-9 мас. %, который вводят в ковш в виде таблеток в количестве 0,20-0,50 мас. % от массы чугуна.The technical result is achieved due to the fact that in the method of producing pig iron modification, including cast iron melt, pouring the melt into the ladle and introducing a modifier into the ladle, it is new that the product obtained by flotation of dust from gas treatment plants of technical silicon furnaces and / or ferrosilicon and consisting of carbon nanoscale in an amount of 91-95 wt. % and impurities 5-9 wt. %, which is introduced into the bucket in the form of tablets in an amount of 0.20-0.50 wt. % by weight of cast iron.

Технический результат также достигается и за счет того, что используется модификатор, полученный флотацией пыли газоочистных сооружений печей технического кремния и/или ферросилиция и состоит из углерода наноразмерной величины в количестве 91-95 мас. % и примесей 5-9 мас. %.The technical result is also achieved due to the fact that the modifier obtained by flotation of dust from gas treatment facilities of technical silicon and / or ferrosilicon furnaces is used and consists of nanosized carbon in the amount of 91-95 wt. % and impurities 5-9 wt. %

Изобретение поясняется дополнительным уточняющим признаком. Так модификатор содержит примеси в виде мелкодисперсных оксидов алюминия, кремния, титана, магния и карбида кремния.The invention is illustrated by an additional clarifying feature. So the modifier contains impurities in the form of fine oxides of aluminum, silicon, titanium, magnesium and silicon carbide.

Осуществление способаThe implementation of the method

Чугун выплавляют в индукционной печи, объем плавки составил 240 кг. Модификатор, например, в виде таблеток, загружают в ковш и заливают расплавом чугуна, проводят выдержку и отбирают пробы для определения качественных характеристик полученного модифицированного чугуна. Было проведено несколько плавок с разным количеством модификатора и проведена оценка влияния модификатора на механические свойства серых чугунов марок СЧ 10 - СЧ15.Cast iron is smelted in an induction furnace, the melting volume was 240 kg. The modifier, for example, in the form of tablets, is loaded into a ladle and poured with molten cast iron, aging is carried out and samples are taken to determine the qualitative characteristics of the obtained modified cast iron. Several melts were carried out with different amounts of modifier, and the effect of the modifier on the mechanical properties of gray cast iron grades СЧ 10 - СЧ15 was evaluated.

Проведенная оценка модификатора показала существенное повышение механических свойств серых чугунов марки СЧ10-СЧ15 до уровня марок СЧ30-СЧ35. В модифицированных образцах углерод наноразмерных величин сохраняет свою форму, что и определяет повышение прочности чугуна. В таблице 1 приведены результаты испытания модификатора.The evaluation of the modifier showed a significant increase in the mechanical properties of gray cast iron of the grade СЧ10-СЧ15 to the level of the grade СЧ30-СЧ35. In modified samples, carbon of nanosized quantities retains its shape, which determines the increase in the strength of cast iron. Table 1 shows the modifier test results.

Figure 00000001
Figure 00000001

Исследования полученных образцов показали, что модификатор, состоящий из углерода наноразмерных величин, веденный в чугун в количестве 0,20-0,55 мас. % от массы чугуна (примеры 2-6), увеличивает механическую прочность чугуна. При введении модификатора в количестве менее 0,20 мас. % и более 0,5 мас. % от массы чугуна незначительно повышают механические свойства чугуна. Оптимальным для повышения механических свойств чугуна является количество модификатора 0,20-0,50 мас. % от массы чугуна. Studies of the samples showed that the modifier, consisting of carbon nanoscale quantities, conducted in cast iron in an amount of 0.20-0.55 wt. % by weight of cast iron (examples 2-6), increases the mechanical strength of cast iron. With the introduction of the modifier in an amount of less than 0.20 wt. % and more than 0.5 wt. % by weight of cast iron slightly increase the mechanical properties of cast iron. Optimum for improving the mechanical properties of cast iron is the amount of modifier 0.20-0.50 wt. % by weight of cast iron.

Claims (3)

1. Способ получения модифицированного чугуна, включающий получение расплава чугуна, перелив расплава в ковш и введение в ковш модификатора, отличающий тем, что в качестве модификатора используют продукт, полученный флотацией пыли газоочистных сооружений печей технического кремния и/или ферросилиция и состоящий из углерода наноразмерной величины в количестве 91-95 мас.% и примесей 5-9 мас.%, который вводят в ковш в виде таблеток в количестве 0,20-0,50 мас.% от массы чугуна.1. A method of producing modified cast iron, including producing a molten cast iron, pouring the melt into a ladle and introducing a modifier into the ladle, characterized in that the product obtained by flotation of dust from gas treatment plants of technical silicon and / or ferrosilicon and consisting of nanosized carbon is used as a modifier in an amount of 91-95 wt.% and impurities 5-9 wt.%, which is introduced into the bucket in the form of tablets in an amount of 0.20-0.50 wt.% by weight of cast iron. 2. Модификатор для чугуна, содержащий углерод наноразмерной величины и примеси, отличающийся тем, что он получен флотацией пыли газоочистных сооружений печей технического кремния и/или ферросилиция и состоит из углерода наноразмерной величины в количестве 91-95 мас.% и примесей 5-9 мас.%.2. Modifier for cast iron containing nanosized carbon and impurities, characterized in that it is obtained by flotation of dust from gas treatment plants of technical silicon and / or ferrosilicon furnaces and consists of nanosized carbon in an amount of 91-95 wt.% And impurities 5-9 wt. .%. 3. Модификатор по п. 2, отличающийся тем, что он содержит примеси в виде мелкодисперсных оксидов алюминия, кремния, титана, магния и карбида кремния.3. The modifier according to claim 2, characterized in that it contains impurities in the form of finely dispersed oxides of aluminum, silicon, titanium, magnesium and silicon carbide.
RU2018142699A 2018-12-03 2018-12-03 Method of cast iron modifying and modifier for implementation of method RU2704678C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018142699A RU2704678C1 (en) 2018-12-03 2018-12-03 Method of cast iron modifying and modifier for implementation of method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018142699A RU2704678C1 (en) 2018-12-03 2018-12-03 Method of cast iron modifying and modifier for implementation of method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2704678C1 true RU2704678C1 (en) 2019-10-30

Family

ID=68500673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018142699A RU2704678C1 (en) 2018-12-03 2018-12-03 Method of cast iron modifying and modifier for implementation of method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2704678C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5538976A (en) * 1978-09-13 1980-03-18 Nippon Rutsubo Kk Recarburizer for iron manufacture and steel making
JP2004189501A (en) * 2002-12-06 2004-07-08 Jfe Engineering Kk Method and apparatus for manufacturing carbon nanotube wherein tip of graphene sheet tube is partially or totally broken
RU2495134C2 (en) * 2011-10-13 2013-10-10 Открытое акционерное общество "КАМАЗ" Method for obtaining nanostructured recarburising agent for out-of-furnace treatment of high-strength cast-iron with ball-shaped and compacted graphite
RU2500480C2 (en) * 2012-02-20 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Method for extraction of nano-sized particles from man-made wastes by flotation
RU2504514C2 (en) * 2011-12-22 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Method of isolation of carbon nanoparticles
RU2620206C2 (en) * 2015-10-09 2017-05-23 Ким Светлана Анатольевна Graphitizing modification method of iron

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5538976A (en) * 1978-09-13 1980-03-18 Nippon Rutsubo Kk Recarburizer for iron manufacture and steel making
JP2004189501A (en) * 2002-12-06 2004-07-08 Jfe Engineering Kk Method and apparatus for manufacturing carbon nanotube wherein tip of graphene sheet tube is partially or totally broken
RU2495134C2 (en) * 2011-10-13 2013-10-10 Открытое акционерное общество "КАМАЗ" Method for obtaining nanostructured recarburising agent for out-of-furnace treatment of high-strength cast-iron with ball-shaped and compacted graphite
RU2504514C2 (en) * 2011-12-22 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Method of isolation of carbon nanoparticles
RU2500480C2 (en) * 2012-02-20 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Method for extraction of nano-sized particles from man-made wastes by flotation
RU2620206C2 (en) * 2015-10-09 2017-05-23 Ким Светлана Анатольевна Graphitizing modification method of iron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3017325C (en) Gray cast iron inoculant
RU1813113C (en) Cast iron modifier
US20240093337A1 (en) Non-magnesium process to produce compacted graphite iron (cgi)
US4874576A (en) Method of producing nodular cast iron
RU2704678C1 (en) Method of cast iron modifying and modifier for implementation of method
RU2422546C2 (en) Procedure for iron inoculation
RU2620206C2 (en) Graphitizing modification method of iron
ES2958750T3 (en) Silicon-based alloy, method for producing the same and use of such alloy
RU2590772C1 (en) Method for production of aluminium cast iron
RU2697136C1 (en) Cast iron modification method
KR102562688B1 (en) Silicon-Based Alloys, Methods for Their Production and Uses of Such Alloys
RU2625379C1 (en) Compacted agent for roller melt treating
RU2007465C1 (en) Process of production of high-chrome white wear-resistant cast irons
SU1097700A1 (en) Ferro alloy for making high tensile cast iron
JP2689837B2 (en) Graphite spheroidized alloy
Janerka et al. Various aspects of application of silicon carbide in the process of cast iron Melting
SU834207A1 (en) Steel manufacture method
KR20230161514A (en) Ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, production of ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, and use thereof
SU1475964A1 (en) Cast iron
US1144256A (en) Method of producing practically pure iron.
RU2009207C1 (en) Composite burden material for producing high-quality steel
RU2542041C1 (en) Cast iron modification method
SU1553558A1 (en) Method of melting medium-carbon steel in open-hearth furnace
SU1392136A1 (en) Modifier
RU2177041C1 (en) Method of gray cast iron production