UA7235U - Method for manufacture of high-strength moulds - Google Patents

Description

Опис винаходу

Корисна модель відноситься до металургії, зокрема до способів виробництва виливниць з доменного чавуну. 2 Відомий спосіб виготовлення виливниць з доменного чавуну, що включає виплавку чавуну, переливання чавуну в чавуновізний ківш, попереднє його охолодження в ковші до температур заливання ливарних форм шляхом введення і наступного розплавлювання біметалічного виливка, виконаного з чавуну й алюмінію при масовому співвідношенні шарів 200-300:1 відповідно, переливання охолодженого чавуну в розливний ківш і заливання ливарних форм ІЗИ, Мо 1516219 АЛ, кл. В 22 О 7/06, опубл. 23.10.1989 р.|.

Виливниці, що отримані відомим способом мають низьку стійкість, обумовлену несприятливою структурою.

Це викликано тим, що уведення в чавуновізний ківш біметалічного виливка, виконаного з чавуну й алюмінію при масовому співвідношенні шарів 200-300:1 відповідно вимагає регламентації температури чавуну в чавуновозному ковші, що важко в умовах виробництва. Так, подача чавуну на охолодження з підвищеною температурою вимагає збільшення маси біметалічного виливка для охолодження чавуну до температур 12 заливання ливарних форм, що приводить до підвищеного вмісту алюмінію і, як наслідок, до одержання структури з великим розміром зерен і значною кількістю дендритів. При подачі чавуна на охолодження зі зниженою температурою знижується маса біметалічного виливка, що приводить до недостатнього вмісту алюмінію в чавуні і, як наслідок, до утворення на стінках виливниць спілистих раковин, що приводять до утворення тріщин.

Найближчим аналогом корисної моделі є спосіб одержання магнієвого чавуну в ковшах великої ємкості, використовуваного для одержання відливок, наприклад виливниць (Е.Н. Складановский, В.И. Мачикин и И.Н.

Красавцев, журнал "Литейное производствто" Мо 1, 1973 г.. Спосіб включає виплавку чавуну в доменній печі, переливання чавуну в чавуновізний ківш, обробку чавуну магнієм у чавуновозному ковші шляхом подачі його через випарник у виді з'єднаних між собою виливків з витратою магнію 1,0-2,0 кг/т чавуну і уведення стиснутого повітря з витратою 40-60 м З/годину для виключення влучення чавуну у випарник, наступне 29 переливання чавуну в розливний ківш, і заливання ливарних форм. -

Ознаки найближчого аналога, що збігаються з суттєвими ознаками заявляємої корисної моделі: виплавка чавуну; переливання чавуну в чавуновізний ківш; обробку чавуна магнієм у чавуновозному ковші з витратою 1,6-2,0 кг/т чавуну; переливання чавуну в розливний ківш; заливання ливарних форм,

Оскільки чавун у доменній печі згідно найближчого аналога одержують з високим вмістом фосфору в межах о 3о 0,08-0,086956, а подальша обробка магнієм з метою видалення фосфору і сірки, вимагає підвищеної витрати со магнію, приводить до утворення нестабільної структури чавуну, що складається з нерівномірно розподілених крупнопластинчастого і кулястого графіту, спостерігається значний вміст неметалічних включень, усі ці см показники знижують якість чавуну і відповідно знижують стійкість виливниць. ї-

Уведення магнію через випарник у виді з'єднаних виливків приводить до нерівномірної його подачі ії, як наслідок, до інтенсивного дискретного випару, що супроводжується викидами, загорянням і низьким його засвоєнням. Подача стиснутого повітря накладає додаткових труднощів в обробці розплаву чавуну в зв'язку з « тим, що пари магнію запалюються, відбувається різке збільшення об'єму газу і викид продуктів горіння в атмосферу. При цьому відбувається оголення розплаву металу, що обумовлює вторинне окислювання розплаву ще) чавуну, і поряд із процесами десульфурації спостерігається значний угар кремнію, марганцю і вуглецю, що 70 вимагає підвищену витрату магнію. Магній при його введенні у випарник практично миттєво випаровується з с дзеркала розплаву металу й у більшій частині згоряє, неметалічні включення додатково забруднюють метал не з тільки продуктами його окислювання, але і за рахунок високої температури, що розвивається у випарнику. За рахунок слабкого перемішування донної частини ванни метала спостерігається значний розкид, як по засвоєнню самого магнію, так і по вмісту основних елементів, що приводить до неоднорідності виділеного графіту у -1 395 відливці, і поряд з кулястим виділяється значна кількість крупнопластинчастого графіту.

В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу виробництва високоміцних виливниць, у ко якому за рахунок оптимізації технологічних параметрів забезпечується зниження вмісту неметалічних включень і о одержання стабільної структури чавуну, що складається з рівномірно розподіленого кулястого графіту, що дозволяє підвищити стійкість виливниць при поліпшенні екології. сл 50 Поставлена задача вирішується тим, що в способі виробництва високоміцних виливниць, що включає виплавку чавуну, переливання чавуну в чавуновізний ківш, обробку чавуну магнієм у чавуновозному ковші з витратою 1,6-2,0 кг/т чавуну, наступне переливання чавуну в розливний ківш, і заливання ливарних форм, відповідно до корисної моделі чавун виплавляють із вмістом фосфору не більш 0,0595, обробку чавуну магнієм у чавуновозному ковші ведуть зі швидкістю подачі магнію 40-120 г/с, у процесі переливання чавуну в розливний

Со ківш уводять легуючі і модифікуючі добавки до одержання відношення марганцю до кремнію, що дорівнює 0,6-0,7.

Доцільно як легуючі добавки використовувати феросиліцій або силікомарганець.

Доцільно як модифікуючі добавки використовувати карбід кремнію, або силікобарій, або рідко земельні метали (РЗМ) або стронцієвмісний феросиліцій. бо Зазначені ознаки забезпечують досягнення технічного результату внаслідок того, що чавун у доменній печі виплавляють із вмістом фосфору не більш 0,0595. Це обмеження забезпечується підбором ниькофосфористої шихти і надалі позапічною обробкою в чавуновозному ковші. Низький вміст фосфору в чавуні при обробці в чавуновозному ковші дозволяє здійснювати подачу магнію зі швидкістю 40-120 г/с, сприяє ефективності процесу десульфурації і забезпечує одержання рівномірної структури чавуну з кулястим графітом. бо Уведення магнію зі швидкістю, більшої 120 г/с приводить до його інтенсивного випару, що супроводжується викидами і низьким засвоєнням.

Уведення магнію зі швидкістю, меншої 40 г/с недостатньо для протікання активного процесу десульфурації, що приводить до утворення нестабільної структури з переважно пластинчастим графітом через низьку його концентрацію в розплаві чавуну.

Уведення в процесі переливу чавуну в розливний ківш легуючих добавок, наприклад феросиліцію і модифікуючих добавок, наприклад РЗМ, до одержання відношення марганцю до кремнію, рівного 0,4-0,7 дозволяє стабілізувати модифікування, забезпечити оптимальне співвідношення кремнію і магнію, що є першорядним у проведенні якісного й ефективного модифікування розплаву чавуну, а також зводить до мінімуму 7/0 Кількість неметалічних включень. Феросиліцій активно розчиняється в чавуні з виділенням більшої кількості тепла, що позитивно позначається на комплексі процесу модифікування. Збільшення тепловиділення приводить до високого ступеня рівномірності розподілу елемента - сфероїдизатора в об'ємі розплаву чавуну і забезпечує одержання рівномірної структури чавуну з кулястим графітом.

Приклад

По пропонованому способі в доменній печі виплавляли чавун наступного хімічного складу, мас. 90: С - 4,442; зі - 0,85; Мп - 1,15; 5 - 0,038; Р - 0,048. Потім здійснювали переливання чавуну в чавуновізний ківш ємкістю 50 тонн і проводили обробку магнієм з витратою 1,6-2,0 кг/т чавуну шляхом уведення дроту трайбапаратом зі швидкістю подачі магнію 40-120 г/с. Оброблений чавун переливали в розливний ківш в процесі переливання на жолоб кантовального пристрою уводили дроблений феросиліцій Фс - 65 і карбід кремнію до одержання відношення марганцю до кремнію, що дорівнює 0,6-0,7.

В умовах ливарного цеху здійснювали виливок 12,6 - тонних сталерозливних виливниць по відомому і пропонованому способах.

Досліджували мікроструктуру на кернових пробах із внутрішніх стінок виливниць, отриманих відомим і пропонованим способам.

Мікроструктура чавуну всіх кернових проб виливниць по пропонованому способі являє собою перліто-феритну основу з рівномірним розподілом графіту кулястої правильної і неправильної форми і т рівномірно розподіленим дрібнопластинчастим графітом.

У мікроструктурі чавуну всіх кернових проб виливниць, отриманих відомим способом спостерігається нерівномірний розподіл незначної кількості кулястого графіту і перевага пластинчастого графіту від дрібних ю зо Включень до великих.

Дослідні виливниці експлуатувалися в загальному потоці на окремому піддоні. Виливниці, виготовлені по о відомому способі мають малу стійкість (40-45 наливів), а виливниці, виготовлені по пропонованому способі с мають високу стійкість (86-100 наливів).

Таким чином, пропонований спосіб виробництва високоміцних виливниць забезпечує зниження кількості - неметалічних включень і одержання стабільної структури чавуну, що складається з рівномірно розподіленого кулястого графіту, що дозволяє підвищити стійкість виливниць при поліпшенні екології.

Claims (2)

1. « Формула винаходу шщ , ,

   с 1. Спосіб виробництва високоміцних виливниць, що включає виплавку чавуну, переливання чавуну в чавуновізний ківш, обробку чавуну магнієм у чавуновозному ковші з витратою 1,6-2,0 кг/т чавуну, наступне :з» переливання чавуну в розливний ківш і заливання ливарних форм, який відрізняється тим, що чавун виплавляють із вмістом фосфору, не більшим ніж 0,05 95, обробку чавуну магнієм у чавуновозному ковші ведуть зі швидкістю подачі магнію 40-120 г/с, у процесі переливання чавуну в розливний ківш уводять легуючі і -І модифікуючі добавки до одержання відношення марганцю до кремнію, що дорівнює 0,6-0,7.
2. 2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що як легуючі добавки використовують феросиліцій або іме) силікомарганець.

   с З. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що як модифікуючі добавки використовують карбід кремнію або силікобарій, або рідкоземельні метали, або стронцієвмісний феросиліцій. сл Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2005, М 6, 15.06.2005. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. Су; 60 б5