SU1303260A1 - Способ обработки чугуна при изготовлении прокатных валков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве двухслойных чугунных прокатных валков, Цель изобретени  снижение модул  упругости, повышение износостойкости при сохранении уровн  механических свойств. Способ обработки чугуна при производстве прокатных валков включает раздельную обработку 70-80% от общей массы расплава (металл рабочего сло ) сплавом ФСЗОРЗМЗО в количестве 0,75-1,5% от . его массы, а также 20-30% оставшейс  части расплава (металл сердцевины и шеек валков) железо-кремний-магниевой лигатурой (ЖКМЛ) 0,8-1,2% и ферросилицием («ЬС 75Л) 6-7% от массы металла этого сло . Применение сплава ФСЗОРЗМЗО позволило снизить модуль упругости на 30% и повысить износостойкость рабочего сло  в 2,1 раза. Обработка металла сердцевины и шеек валка лигатурой ЖКМЛ и ФС 75Л обеспечило повышение прочностных свойств материала на 62,1-70,5%. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. ю (Л

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке способов модифицировани  чугуна при производстве Прокатных валков.

Цель изобретени  - снижение модул  упругости, повьпиение износостойкости при сохранении уровн  механических свойств.

Сущность изобретени  заключаетс  в выборе реагентов дл  раздельного модифицировани  чугуна рабочего сло  и сердцевины и шеек прокатного валка .

При установлении необходимых количественных параметров способа изготовлени  прокатных валков исходили из следующего. Дл  получени  мартен- ситной матрицы чугун легировали марганцем и никелем в пределах 2,5-4,0 и 1,5-2,5% соответственно. Снижение содержани  легирующих элементов ниже указанных нижних пределов концентраций не позвол ет получать мартенсит- ную матрицу, повьшение же концентраций выше верхних пределов не приводи к значительному улучшению свойств, а стоимость такого чугуна возрастает значительно. Полное подавление ледебурита в белом чугуне происходит при содержани х 0,20-0,30% ZTPBM. Таким образом учитыва , что усвоение редкоземельных элементов составл ет 50- 60%, количество комплексного модификатора (КМ) дл  модифицировани 

0,4

25 0,60 8,5

0.4

Предлагаемый

Вариан- ты

70

30

6,5 1,0

80

20

6,5 1,0 1,0 0,35 3,05

1,52

5

0

5

0

новного металла должно быть 0,75 - 1,5% от веса расплава. Присадка КМ в количествах, меньших, чем 0,75%, приводит к получению в чугуне остаточного (содержани  РЗМ менее 0,20% и не обеспечивает подавлени  выделений ледебурита. Увеличение же присадки выше 1,5% приводит к образованию большого количества неметаллических включений, снижающих физико-механические и специальные свойства. Установлено , что повышение износостойкости белых чугунов с мартенситной матрицей и пластинообразной эвтектикой возможно путем образовани  большого количества мелкодисперсных специальных высокотвердых карбидов. Дл  достижени  этой цели в расплав ввод т ниобий и титан в следующих соотношени х 0,10 - 0,15 и 0,15 - 0,20% соответственно . При содержани х ниоби  менее 0,10% в комплексе с 0,15-0,20% титана количество ниоби  недостаточно и износостойкость таких чугунов уступает оптимальной. Повьшение же содержани  ниоби  вьпие 0,15% (при 0,15 - 0,20% титана) не приводит к дальнейшему повьш ению свойства. Роль титана в предлагаемом способе дво ка : образование дисперсных высокотвердых карбидов титана и изменение на более благопри тную форму карбидов ниоби . Наиболее высокие значени  изноьостойкости достигаютс  при

1,95

0,22 3,12 1,95

0,56

0,8

0,22 3,07 1,2 1 ..98

2,5

2., 8

содержани х титана в рекомендуемых пределах. При содержани х титана менее 0,15% износостойкость чугуна значительно уменьшаетс , а увеличение концентраций титана свьаче 0,20% не приводит к дальнейшему росту износостойкости .

Максимальную прочность чугуна в шейках и сердцевине валка можно получить при комплексном модифицировании его редкоземельными металлами и магнием, при содержании кремни  в количестве 1,8 - 2,0%, Остаточное содержани  ZTPSM и магни  в шейках и сердцевине валка должно быть 0,09- 0,12 и 0,015 - 0,020%, соответственно , что обеспечивает получение гра- .фитных включений с фактором формы Ф 0,85 - 0,95, Снижение остаточных содержаний 2IP3M и магни  ниже 0,09 и 0,015% соответственно приводит к ухудшению фактора формы графита и, как следствие, снижению прочностных характеристик. Повышение же концентраций ZTPBM и магни  выше верхних рекомендуемых пределов приводит к получению тонкодифференцированного графита и снижению прочностных характеристик чугуна, f

Таким образом, исход  из необходимости получени  в чугуне содержани  кремни  в шейках и сердцевине

0,01

0,01

2ii

0,01

2iI2

0,02

0,12 0,011,500,10 0,15Oi2i - 169000 0,0247956:iO 825fifiO

0,090,015

0,13 0,01 2,0 0,12 0,07 0,26 .- 165000 0,019 805 660 700 590

0,160,04

валка в пределах 1,8 - 2,0%; 5IP3M 0,09 0,12%; Mg 0,15 - 0,020% и пени усвоени  модификаторов в пределах Д5 - 60%, определены величины

присадок реагентов. Дл  получени  в шейках и сердцевине валка содержани  кремни  1,8 - 2,0% необходимо во втором металле (25 - 30% расплава) иметь Si в количестве 6,0 - .7,0%, а смеше0 ние основного металла (не содержащего магний) со вторым металлом (не содержащим редкоземельные металлы) позвол ет получить в шейках и сердцевине валка необходимые их соотношени ,

5 В услови х КЗПБ отливали опытные партии прокатных валков исполнени  Ли-58 с размерами бочки 730x1100 мм по способам прототипу и предлагаемому . Плавку металла осуществл ли в мартеновской печи. В качестве шихтовых aтepиaлoв примен ли передельные и литейные чзтуны, стальной лом, лом прокатных валков, полупродукт, ферросплавы , В качестве модификаторов использовали дл  отливки по способу-прототипу магний металлический иферроцерий, а . дл  отливки по предлагаемому способу комплексный модификатор ФСЗОРЗМЗО и Fe-Si-Mg лигатуру.

0 Дл  заливки валковых форм использовали два ковша емкостью 30 и 10 т, Результаты проведенных испытаний- структуры и свойств материала бочек и шеек, валков приведены в таблице.

0

5

220000 0,046

218000 0,048

520

490

380

365

520

500

395

380

Числите.чь (:o;itjp jMHe зломонта н рабочем слое иллка, пине а.1ха.

Испытани  проводили на образцах, вырезанных при механической обраббт ке ёалкоэ.

Как следует из данных таблицы применение в качестве модификатора дл  чугуна рабочего сло  валка комплексного сплава ФСЗОРЗМЗО в количестве 0,75-1р5% от массы расплава поз- вол ет снизить модуль упругости на 30% и повысить износостойкость в 2,1 раза. Кроме того, прочностные свойства материала сердцевины и иеек

чгг.ьчинате.чь -г|)д(.ржЯ1гне элемента в meilKax и сердиепрокатных валков повысились на 62,1- 70,5%.

Claims (3)

1. Способ обработки чугуна при изготовлении прокатных валков, включающий расплавление шихтовых материалов , содержащих не более 0,04% серы, выпуск перегретого металла в два ковша , при этом в первом ковше модифицирование 70-80% массы расплава производ т реагентом, содержащим редкоземельные элементы, во втором ковше

I .

0,01 2,5 0,15 0,20 - 164000 0,019

0,120,020

0,01 1,55 0,10 0,16 - 169000 0,02.

0,090,015

2,20 0,.12 0,19 0,26 ; 166000 0,022

0,110,016

0,007 2,47 0,15 0,15 Oi30 ; 161000 0,018

0,120,020

0,0052 2,8 0,15 0,23 ; 160000 0,020

0,210,04

0,02 1,3 0,07 0,П Oiii- Г 1901000 0,034

0,060,01

модиф1Л1ирование 20-30% массы расплава .- магнийсодержащим реагентом с ферросилицием, отличающий- с   тем, что, с.целью снижени  модул  упругости, повышени  износостойкости при сохранении уровн  механических свойств чугуна, в расплав перед выпуском из печи ввод т марганец и никель в количествах 2,5 - А и 1,5- 2,5Х от его массы соответственно, модифицирование 70-80% металла осуществл ют лигатурой ФСЗОРЗМЗО с одновременным вводом в ковш 0,10 Составитель Н, Косторной Редактор Н, Киштулинец Техред М.Ходанич Корректор И. Муска

Заказ 1678Тираж 741Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород ул. Проектна , 4

Продолжение таблицы

800. 660 830 660

795. 650 825 660

805 665 790 665

820 670 805 665

800 660 715 610

680 560 690 -580

5

0

0,15 мас.% ниоби  и 0,15-0,20 мас.% титана, а модифицирование 20-30% металла осуществл ют железо-кремний- магниевой лигатурой с ферросилицием.

2.Способ по п,1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что расход лигатуры ФСЗОРЗМЗО составл ет 0,75 - 1,5% от массы металла этого сло .

3.Способ, по п. I , отличающийс  тем, что расход реагентов при модифицировании металла составл ет 0,8 - 1,2% железогкремний-маг- ниевой лигатуры и 6-7% ферросилици .