SU1077929A1 - Способ ввода легкоиспар ющихс модификаторов в жидкий чугун "алазен - Google Patents

Abstract

Способ ввода легкоиспар ющихс  модификаторов в жидкий чугун в oit}рытой емкости, например в поворотном разливочном ковше, включающий последовательное размещение сло  твердого модификатора, например измельченного магнийсодержащего ферросплава, на дне емкости до заполнени  ее расплавом чугуна и нанесение на поверхность модификатора сло  расходуемого покровного материала, отличающийс  тем, что, с целью предотвращени  настылеобразовани , повышени  стабильности и степени усвоени  модификатора при обработке жидкого чугуна при температуре ниже 1350 С, в качестве покровного материала используют сыпучую сухую теплоизолирующую смесь, состо щую из 80-95 об.% углерюдистого пассиватора, предпоч Р тительно измельченного кокса, и (Л 5-20 об.% теплоизолирующей добавки, предпочтительно вспученного перлита, при этом указанную смесь дополнительно ввод т на зеркало расплава после образовани  сплошного сло  чугуна над модификатором.

Description

Изобретение относитс  к металлур гии и машиностроению, а более конкретно к получению чугуна с повышенн ми свойствами, преимущественно высо копрочных и пластичных чугунов с шаровидным и вермикул рным графитом дл  металлургических и машиностроительных отливок, посредством ввода легкоиспар ющихс  модификаторов в жидкий чугун в открытых ковшах. Известные способы ввода легкоиспар ющихс  модификаторов, в жидкий чугун в открытых ковшах не обеспечи вают стабильной высокой степени усв ени  модификаторов, вследствие угар последних и не позвол ют вводить модификаторы в жидкий чугун с исход ной температурой ниже 1350с по при чине сильЕ1Ого настылеобразовани  и зарастани  отработочных ковщей ij , (Так при защите модификатора покровным материалом в виде стальных отходов (мелких высечек, обрези литовой стали) степень усвоени  модификатора , например магни , вводимого в чугун в виде легковесных лигатур типа Mg-Si-Fe не превышает 50% 2 . Большой расход стальных отходов (не менее 1,5-2,0% от массы обрабатываемого чугуна требует высокой исходной температуры чугуна (14501550 ) дл  компенсации сильного охлаждени  чугунного расплава. Поскольку свыше 90% чугуна выплавл етс  в вагранках холодного дуть  и имеют температуру плавлени  на желобе, как правило, не более 1350-с, то известные способы не позвол ют эффективно обрабатывать чугун в открытых емкост х легкоиспар ющимис  модификаторами. Наиболее близким.к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  способ ввода модифицирующей добавки,, согласно которому модификатор защищаетс  последовательно толстым слоем (от 5 до 15 см) материала на базе окисла кремнезема (SiO2), например стекл нного бо , и литой крышкой из модифицированного чугуна 3 . Недостатками  вл ютс  необходимость высокой исходной температуры чугуна (1450-1550°С), сложность технологии , низкое усвоение модифицирующей добавки (не более 30%). Цель изобретени  - предотвращение настылеобразовани , повышение стабильности и степени усвоени  легкоиспар ющегос  модификатора при обработке жидкого чугуна при температуре ниже 1350с. . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу ввода лег коиспар ющихс  модификаторов в жидкий чугун в открытой емкости, например в поворотном разливочном ковше, включающему последовательное размещение сло  твердого модификаторе), например измельченHOI O магнинсодер/кащего ферросплава, на дне емкости до заполнени  ее расплавом чугуна и нанесение на поверхность модификатора сло  расходуемого покровного материала, в качестве покровного -материала используют сыпучую сухую теплоизолирующую смесь, состо щую из 80-95 об.% углеродистого пассиватора , предпочтительно измельченного кокса, и 5-20 об.% теплоизолирующей добавки, предпочтительно вспученного перлита, при этом указанную смесь дополнительно ввод т на зеркало расплава после образовани  сплошного сло  чугуна над модификатором. В качестве основы теплоизолирующей смеси используетс  углеродистый материал, например молотый кокс, серебристый графит. Последний не спекаетс  ни при каких даже самых низких температурах жидкого чугуна, что обеспечивает стабильность усвоени  реагента. Опыты показывают, что расход указанной смеси на основе углеродистого материала по сравнению с покровными материалами, использованными в аналогах и прототипе, в 10-20 раз меньше, т.е. потери температуры жидким чугуномна нагрев покровного материала соответственно примерно во столько же раз меньше. Теплоизолирующа  добавка, например вспученный перлит или вермикулит вспученный, вход ща В состав покровного материала, обеспечивает пониженную теплопроводность смеси. За счет низкой теплопроводности покровной теплоизолирующей смеси способ обеспечивает существенное снижение расхода покровного материала , которое необходимо дл  осуществлени  эффективного ввода модификатора в жидкий чугун при относительно низкой температуре (1350и ниже). Повышение степени усвоени  реагента , например магни , обеспечиваетс  за счет того, что углеродистый пассиватор, вход щий в состав покровного материала, создает восстановительную атмосферу в контактной зоне и предотвращает угар реагента. Дополнительными существенными факторами повышени  усво емости модификатора при температуре выше служат уменьшение испар емости за счет снижени  разности между температурой жидкого чугуна и температурой кипени  модификатора и повышение растворимости реагента в жидком чугуне . Дл  реализации положительного эффекта способа ,существенно важно объемное содержание углеродистого пассиватора и теплоизол тора в смесн , a также лвухстаднйное последовательное нанесение смеси. При объемном содержании углеродистого пассива тора в смеси Bbmie 95% и теплоизол тора менее 5% покровный материал утрачивает необходимые теплоизолирующие свойства, что не позволит реализовать положительный эффект изобрете ни . А при объемном содержании теплоизол тора в смеси свыше 20% и угле родистого пассиватора менее 80% поировный материал не будет создавать требуемую восстановительную атмосфер в контактной зоне и степень усвоени  реагента будет низкой. Нанесение теплоизолирующей смеси на зеркало расплава надежно предотвращает угар тех частиц модификатора которые преждевременно всплывают на поверхность расплава в период заполнени  обработанной емкости жидким чугуном. Пример. В услови х чугуннолитейного цеха отлита парти  опытных колесных изложниц в количестве 100 ш из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, полученным путем модифицировани  ваграночного чугуна в открытых ковшах емкостью 5,5 т с применением данного способа ввода модификатора. На дно подогретого газовой горелкой ковша загружают ровным слоем модификатор в виде дробленной лигатуры Mg-Si-Fe (46% Mg) в количестве 3% от массы обрабатываемого чугуна и покрывают сверху равномерным слоем расходуемой теплоизолирующей смеси в количестве 0,2% массы расплава. Покровна  теплоизолируюша  смесь состоит из молотого кокса 10 об.% и вспученного перлита 90%. По ходу наполнени  ковша на поверхность жидкого чугуна добавл ют теплоизолирующую смесь в количестве С,1% от массы расплава дл  предупреждени  возгорани  отдельных кусков лигатуры, всплывающих на зеркало металла. Температура расплава к моменту заполнени  ковша составл ет IZBG-IBOO C. Реакци  модифицировани  протекает стабильно в спокойном режиме длительностью б мин без пироэффекта и выбросов металла из ковша. Применение эффективного способа защиты легкоиспар ющегос  реагента позвол ет получить качественные отливки из модифицированного чугуна и снизить удельный расход изложниц с 45,7 до 28 кг на тонну стальных слитков (т.е. 1,63 раза), за счет чего завод может сэкономить 1900 т чугуна в год. Ожидаемый экономический эффект по предварительному расчету составл ет 250 тыс.руб. В ходе про- . мышленной проверки вы вилось, что усвоение магни  из лигатуры составл ет в среднем (60+5)%, что в 2 раза превышает максимальное усвоение магни  согласно прототипу. Длительность службы обработанных ковшей до выхода их из стро  по причине настылеобразовани  составила 8-10 плавок, тогда как при использовании защиты в соответствии с аналог.аьми зарастание происходит после первой же плавки.

Claims (1)

1. Способ ввода легкоиспаряющихся модификаторов в жидкий чугун в открытой емкости, например в поворотном разливочном ковше, включающий последовательное размещение слоя твердого модификатора, например измельченного магнийсодержащего ферросплава, на дне емкости до заполнения ее расплавом чугуна и нанесение на поверхность модификатора слоя расходуемого покровного материала, отличающийся тем, что, с целью предотвращения настылеобразования, повышения стабильности и степени усвоения модификатора при обработке жидкого чугуна при температуре ниже 135 0^<3С, в качестве покровного материала используют сыпучую сухую теплоизолирующую смесь, состоящую из 80-95 об.% углеродистого пассиватора, предпоч- § тительно измельченного кокса, и

   5-20 об.% теплоизолирующей добавки, предпочтительно вспученного перлита, при этом указанную смесь дополнительно вводят на зеркало расплава после образования сплошного слоя чугуна над модификатором.