SU1504259A1 - Способ модифицировани чугуна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к способам модифицировани  с шаровидным графитом. Цель изобретени  - повышение термостойкости и износостойкости чугуна и снижение брака отливок. Способ модифицировани  чугуна включает обработку металлическим магнием 50-70% общей массы чугуна, содержащего 2,8-3,4 мас.% углерода и 0,9-1,3 мас.% кремни , и смешивание его с необработанным чугуном, в котором перед смешиванием повышают содержание кремни  до 1,7-2,3 мас.% присадкой силикобари , вводимого совместно с медью или никелем, в соотношении соответственно 1:(0,8-1,2) или 1:(0,3-0,7). 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии и литейному производству, в частности к способам модифицировани  больших масс чугуна, преимущественно дл  отливки крупных прокатных валков

Цель изобретени  - повышение термостойкости и износостойкости чугуна и снижение брака отливок.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в качестве кремнийсодержатцего сплава одновременно используют сили- кобарий с медыо или никеЛем в соотношении соответственно 1:(О,8-1,2) или 1:(0,3-0,7) в количестве, обеспечивающем содержани  кремни  в необработанном магнием чугуне 1,7-2,3%. Высокое содержание кремни  в чуг не, полученном по способу-прототипу (до 2,35%), которьш  вл етс  сильным элементом - ферритизатором, обусловливал низкую дисперсность перлита и высокую степень его аномальности в структуре рабочего сло  валков. Поскольку при выполнении этого способа обработанный магнием чугун смешивали с необработанным, т.е. нераскисленным и не обессеренныь( чугуном, непосредственно перед заливкой форм металлом , в структуре валков имелось большое количество включений сульфидов и оксидов на межфазных границах, что способствовало быстрому возникновению термических микротрещин под воздействием термоциклических нагрузок в процессе эксплуатации валков, а также наличию в отливках дефектов типа раковин , трещин, заворотгп.

Одновременный ввод силикобари  с медью или никелем позвол ет сущест- венно усилить эффект т-рш итичируюел

N9 СЛ

;о

3150

щего модифицировани  чугуна, так как введение меди или никел  в. необработанный магнием чугун (30-50% от общей массы Металла) позвол ет достичь их концентрации D нем в 2-3,3 раза больше, чем в окончательном составе чугуна после смешивани  и тем самым значительно повысить активность углерода в необработанном магнием металле. 8 этих услови х введение в чугун си- ликобари , которьп раствор ет в жидком металле крайне неравномерно, приводит к возникновению в нем участков эвтектического и заэвтектического состава, где существенно облегчаетс  образование микрогруппировок атомов углерода и даже выделени  его кристаллов . Это позволило более чем в 2 раза уменьшить количество кремни , вносимого в металл модификаторами при обеспечении заданной твердости чугуна бочек валков. Кроме того, при таком способе модифицировани  снижаетс  количество неметаллических BKn 04enHii в чугуне (барий способствует св зыванию и эвакуации в шлак серы и кислорода) и повышаетс  живучесть графитизирующего эффекта, в результате чего уменьшаетс  брак лить .

Медь и никель,  вл  сь графитизи- рующими элементами, компенсируют снижение в чугуне концентрации кремни  без увеличени  присадки силикобари , и благодар  своему перлитизирутощему вли нию на структуру подавл ют фер- ритизирующее действие силикобари . При этом установлено, что перлитизи- рутощее действие никел  примерно в 2 раза сильнее, чем меди.

Дл  определени  оптимальных значений , параметров -предлагаемого способа была проведена сери  сопоставительных плавок, включа  также плавки с использованием способа-прототипа, результаты которых приведены в таблице 1 и 2.

Износостойкость и термостойкость чугуна, полученного по предлагаемо- му способу (плавки 5-7, 10-11, 14-15 существенно выше, чем у полученного по способу-прототипу (плавка 1). Введение меди и никел  в основной металл (плавки 2,3, табл. 1) не обес- печивает получение достаточного положительного эффекта, поскольку при этом повьш1аетс  активность углерода в нем, в результате чего уменьшаетс 

его восприимчивость к модифицированию . Содержание кремни  в высококремнистом чугуне (1,7-2,3%) обусловлено необходимостью получени  достаточно сильного модифицирующего эффекта при смешивании расплавов. С понижением содержани  кремни  ниже 1,7% в расплаве уменьшаетс  число микрогруппировок углерода и модифицирующий эффект ослабл етс . В структуре чугуна уменьшаетс  количество включений графита и степень их сфероидизации, в результате чего механические характеристики сплава падают. Кроме того, уменьшаетс  добавка силикобари  в необработанный магнием чугун, поэтому высокие показатели термостойкости не достигаютс  (плавка 4, табл.1) При увеличении содержани  кремни  более 2,3% в структуре чугуна уменьшаетс  количество перлита в чугуне, а его износостойкость падает (плавка 85табл. 1). При уменьшении соотношени  силикобари  к меди ниже 1:0,8 или никeJЖ) 1:0,3 в структуре чугуна по вл етс  феррит, что снижает его износостойкость (плавки 9,13, табл.1) а при его увеличении выше соответственно 1:1,2 или 1:0,7 увеличиваетс  количество графита, что приводит к уменьшению твердости и износостойкости чугуна отливок (плавки 12,16, табл.1).

П р и м е р. В пламенной печи выплавл ют 35 т чугуна следующего состава , мас.%: С 3,1; Si 1,1; S 0,03; Р О, 12; Gr 0,07. После расплавлени  и доводки металл сливают в ковш и обрабатьгоают кальцинированной содой в количестве 1% от общей массы металла. После удалени  шлаца в отдельный ковш отбирают 14 т чугуна и довод т в нем содержание кремни  до 2% присадкой в ковш 200 кг силикобари  (27% Ва). Степень усвоени  кремни  90%. Одновременно с силикобарием в ковш ввод т 200 кг катодной меди. Остальной чугун обрабатьгаают магнием при 1370 С. Расход магни  составл ет 6,5 кг на 1 т обрабатываемого чугуна. После удалени  шлака высококремнистый чугун (2% Si) смешивают с обработанным магнием чугуном. Окончательное содержание кремни  во всей массе чугуна составл ет 1,45%. Содержание магни  определ етс  спектральным методом и составл гт 0,05%.

51504259

Полученный таким образом чугун исполь- масы зуют дл  получени  отливок листопрокатных валков исполнени  Л111-42.

Claims (1)

1. Применение предлагаемого способа модифицировани  чугуна на вальцели- тейных заводах позвол ет повысить по сравнению со способом-прототипом термостойкость и износостойкость чугуна соответственно в 1,33-1,42 и 1,33- . 1,45 раза, уменьшить брак отливок, а также значительно улучшить эксплуатационную стойкость прокатных валков, работающих в предчистовых и черновых клет х прокатных станов, и улучшить качество проката. Формула изобретени 

   Способ модифицировани  чугуна, включающий обработку 50-70 7, общей

   чугуна, содержащего углерод, кремнийметаллическим магнием до по чени  0,03-0,08% магни  в чугуне, смешивание обработанного металла с необработанным чугуном, в который введен крёмнийсодержащий сплав, отличающийс  тем, что, целью повышени  термостойкости и и носостойкости и снижени  брака отл вок, в качестве кремнийсодержащего сплава используют силикобарий, кот рый ввод т одновременно с медью ил никелем, при отношении силикобари  J5 к 1:(О,8-1,2) или силикобари  к никелю 1:(О,3-0,7) и в количеств обеспечивающим содержание кремни  чугуне 1,7-2,3 %.

   10

   Таблица )

   Результаты сопоставительиьп испытаний предлагаемого слособа модифицировани  чугуна и способа-прототипа (количество высококремнистого чугуна 40Z, содержание углерода к кремни  в основном металле соответственно 3,1 и 1,12)

   масы

   чугуна, содержащего углерод, кремнийметаллическим магнием до получени  0,03-0,08% магни  в чугуне, смешивание обработанного металла с необработанным чугуном, в который введен крёмнийсодержащий сплав, отличающийс  тем, что, с целью повышени  термостойкости и износостойкости и снижени  брака отливок , в качестве кремнийсодержащего сплава используют силикобарий, который ввод т одновременно с медью или никелем, при отношении силикобари  5 к 1:(О,8-1,2) или силикобари  к никелю 1:(О,3-0,7) и в количестве, обеспечивающим содержание кремни  в чугуне 1,7-2,3 %.

   0