SU1122706A1 - Способ выплавки синтетического ферритного чугуна - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ВЩЛАВКИ СИНТЕТИЧЕСКОГО ФЕРРИТНОГО ЧУГУНА, включающий загрузку всего карбюризатора, металлошихты в виде губчатого железа , перепдэв ее и науглероживание, термовременную обработку, полный слив металла из печи и обработку расплава графитизирующими и глобул ризующими реагентами, отличающийс  тем, что, с целыо получени  ферритной структуры в литом состо нии без ферритизирующего отжига , повышени  однородности пластических свойств разнотолщиинызс литых изделий, на карбюризатор загружают 25-30% металлошихты и после полного ее расплавлени  порционно ввод т металлошихту до 75-80%, затем перегревают расплав до 13701390с и ввод т оставшеес  количество металлошихты при поддержании указанной температуры. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что губчатое железо : ввод т в виде сшпшценных гранул.

Description

Изобретение относитс  к метаЛлур гии и может быть использовано в литей .ном производстве при выплавке чугу на в индукционных электропечах. Известен способ вьтлавкй синтетического чугуна, согласно которому высококачественный чугун с ферритно матрицей в литом состо нии получают посредством обработки расплава реаге том, содержащим негашенуго; известь, графитовый порошок, силикат и карбид кальци  (дп  раскислени  и леги ровани ) . Высококачественные литейные чугуны получают вводом в нагрет до 1500 С ванну металла мелких кусков затравочного материала: кремни  или кремнийсодержащих сплавов, в частности силикркальци  или ферро|Силици , в количестве, необходимом ,дл  снижени  температуры металла до 1380-1400с, т.е. до температур за.ливки l. Однако указ.анньй способ выплавки высококачественного чугуна характеризуетс  повышенным расходом электр энергии (дополнительные затраты на расплавление шлаковой смеси, на перегрев с 1380-1400°до 1500-t520°C, на восстановление железа из его оки лов кремнием и углеродом), высо1ким угаром кремни , наличием Перлита в структуре металлической матрицы, что вызывает необходимость термической обработки отливок (ферритизирующий отжиг), повышающей их стоимость из-за дополнительных затрат энергоносителей. Кроме того, в разнотолщинньгх отливках сложного профил  ферритизирующий отжиг вызывает концентрацию напр жений, величина которьк сопоставима с эксплуатационными, что обуславливает неоднородность свойств в различных сечени х отливок и разрушение элементов изделий из них при ис пытани х. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ выплав ки легированного ферритного чугуна со сфероидальным графитом, включающий загрузку всего карбюризатора, шихты в виде губчатого железа, переплав ее и науглероживание, термовременную обработку, полный слив металла из печи и обработку расплава графитизирующимй и глобул ри зующими реагентами .2. Недостатками известного способа  вл ютс  отделение агента повторного науглероживани , как самого легкого компонента, шлаком от металла и снижение степени усвоени  науглероживающего агента, возрастание времени его растворени  в железе. В св зи со снижением скорости растворени  науглероживающего агента увеличиваетс  размер графитовых включений , ухудшаетс , их форма, что, в конечном итоге, после ввода глобул ризаторов приводит к снижению качества металла, особенно пластических свойств, по влению черных п тен и ухудшению качества литых изделий Отсутствие конечной присадки губчатого железа снижает ферритизацию матрицы и увеличивает количество перлита, необходима операци  . отжига. Целью изобретени   вл етс  получение ферритной структуры в литом состо нии без ферритизирующего отзкига, повышение однородности пластич ческих свойств разнотолщинных литых изделий. Поставленна  цепь достигаетс  тем, что при способе выплавки синтетического ферритного чугуна, вклю- /чающем загрузку всего карбюризатора, металлошихты в виде губчатого железа, переплав ее и науглероживание, термовременную обработку, полный слив металла из печи и обработку расплава графитизирующ№1И и глобул ризующими реагентами, на карбюризатор загружают 25-30% металлошихты и после полного ее расплавлени  порционно ввод т металлошихту до 75-80%, затем перегревают расплав до 1370 1390°С и ввод т оставшеес  количество металлошихты при поддержании указанной температуры. При этом губчатое железо ввод т в виде сплющенных гранул. Губчатое железо, как весьма легкий материал (насыпна  наегса 1500 кг/м), предрасположено к спеканию и образует в печи так называемые мосты, кроме того при переплаве в индукционной печи неподготовленных гранул снижаетс  скорость плавлени , faK как низка  плотность шихты обуславливаети низкий коэффициент мощности. Брикетирование губчатого железа повьшгает насьтную массу шихты до 4000 кг/м, однако . 31 эта операци  удорожает 1 т материала на 4-5 руб.,-а сплющивание, например в вальцах при том же значении насып- :Ной массы повьнпает стоимость 1т шихты только на 0,5-0,6 руб. После полного расплавлени  первой порции шихты.карбюризатор.покрывает поверхность расплава и предохран ет его от окислени  кислородом атмосферы, при этом устран ютс  потери углеро-. да. Порционна  загрузка шихты предотвращает образование мостов из спекшегос  материала. Снижение массы первой порции шихты менее 25;% уменьшает величину подводимой к садке мощности и удликл ет плавку в целом, увеличива  затраты электроэнергии. Увеличение массы первой порции шихты более 30% приводит к образованию мостов из спекшегос  материала, что вызывает неконтролируемый перегрев расплаву и повьапенный износ футеровки, а также удлин ет плавку из-за необходимости обрушени  мостов. При наллавлении менее 75 объема тигл  металлом увеличиваетс  размер сиботаксических группировок графита , что ухудшает качество литого металла. При превьвиении предела 80% от об-ыана тигл  уменьшаетс  ферритизаци  матрицы, так как снижаетс  мас са ггоследней порции шихты, что может вызвать по вление в структуре основы перлита, а это ухудшает пласти ческие свойства металла. Термовременную обработку расплава I (сочетание перегрё ва до температуры, превьшганицей температуру равновеси  . /кремнийвосстановительной реакции на , и вьщержки гфи достигнутой температуре) провод т до ввода крем нийсодержащих реагентов, что снижает расхрд электроэнергии и сокращает длительность плавки. При перегреве вьшье температуры равновеси  кремнийвосстановительной реакции расплав очищаетс  от суспензированных окислов, снижаетс  содержание газов и происходит дорастворение сиботаксических группировок графита, что повышает механические свойства металла в отливках. Йри наг плавлении объема печи металлом по данному способу в расплаве содержит с  0,02% кремни  и до 5% углерода , а температура равновеси  крем нийвосстанрвительной реакции 13206 1340 С, необходима  температура перегрева 1370-1390 С. Ввод в расплав после термовременной обработки 20-25% губчатого железа и его растворение при достигнутой температуре ферритизирует матрицу, а образующиес  в процессе растворени  включени  чистого железа и пустой породы кремнезема вызывают концентрационные и температурные флуктуации, способству  измельчению зерна матрицы и получению однородной структуры в различных сечени х отливки. Добавка 20-25% губчатого железа снижает переохлаждение расплаваи устран ет возникновение отбеленных участков, увеличивает массу плавки за один технологический цикл, что повышает производительность печи и снижает расход электроэнергии. Ввод губчатого железа способств1ует также увеличению количества центров кристаллизации, продлевает и усиливает эффект последующего модифицировани , преп тству  графитизации и повьш1ению дисперсности матрицы. Присадка кремнийсодержащих реагентов nocyie ввода в расплав губчатого железа обеспечив ет графитизацию чугуна , что првьш1ает механические свойства металла в отливках. П р и м ер. Чугун по предложенному способу вьтлавл ют в услови х опытного производства в индукционной печи МГП-102 (емкость тигл  150 кг)-. В качестве шихты используют сплющенные вальцами гранулы губчатого железа. На дно тигл  загружают 7 кг карбюризатора и 40 кг сплющенных гранул губчатого железа. Плавку ведут при температуре расплава 1270-1300 С, После полного расплавлени  первой порции шихты догружают и проплавл ют в тигле губчатое железо двум  порци ми 35 и 35 кг, после чего снимают шлак, расплав до и ввог. перегревают д т 35 кг губчатого железа без снижени  достигнутой температуры, после чего присаживайт в. расплав 4 кг ферросилици  75 При слкве; неталла в ковш под струю ввод т 3,7 кг комплексного модификатора ЖКМК - 5Ва. Получают чугун следуищего химического состава, мас.%ГС 3,6, 5i 2,8, Мп 0,06, 5 0,003, Р 0,035, Cr-Hj-CuМ 0,06. Вьщлавленным металлом заS 1122706

лотают трефовидные пробы, которые(не 2% перлита) без ферритизиподвергают механическим испытани м.рующего отжЙ1а практически невозможПластические свойства и их одно-способу (в пересчете на 1 т расплава)

родНость вьпве в металле, выплавлен-5 длительность плавки снижаетс  на

ному по предложенному способу, а по0,8 ч, расход электроэнергии уменьизвестному способу достижение тррбуе-шлетс  на 230 кВт/ч, а расход кремниймого удлинени  (18%) и структурысодержащих реагентов снижаетс  на 8%.

. Кроме того, по предложенному

Claims (2)

1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СИНТЕТИЧЕСКОГО ФЕРРИТНОГО ЧУГУНА, включающий загрузку всего карбюризатора, металлошихты в виде губчатого железа, переплав ее и науглероживание, термовременную обработку, полный слив металла из печи и обработку расплава графитизирующими и глобуляризующими реагентами, отличающийся тем, что, с целью получения ιферритной структуры в литом состоянии без ферритизирующего отжига^ повышения однородности пластических свойств разнотолщинных литых изделий, на карбюризатор загружают 25-30% металлошихты и после полного ее расплавления порционно вводят металлошихту до 75-80%, затем перегревают расплав до 13701390°С и вводят оставшееся количест во металлошихты при поддержании указанной температуры.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что губчатое железо вводят в виде сплющенных гранул.

.1 1122706 2