способ получения чугуна с шаровидным графитом

Классы МПК:C21C1/10 получение чугуна со сфероидальной формой графита 
Автор(ы):, , , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Закрытое акционерное общество "ФЕРРОСПЛАВ" (RU),
Закрытое акционерное общество "Механоремонтный комплекс" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-02-06
публикация патента:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при литье изделий из чугуна с шаровидным графитом. Способ включает выплавку промежуточного продукта и выпуск расплава в ковш. При температуре расплава 1300÷1550°С вводят порошковую проволоку, наполнитель которой содержит железо, кремний и не менее 18 мас.% магния, при скорости подачи проволоки 0,1÷2,5 м/с и расходе магния 0,5÷3 кг на тонну расплава. Перед введением порошковой проволоки в расплав предварительно вводят кальцинированную соду или смесь кальцинированной соды и плавикового шпата в равном соотношении в количестве 1÷5 кг на тонну расплава. Наполнитель порошковой проволоки может дополнительно содержать 0,5÷10 мас.% в суммарном количестве РЗМ, бария, кальция, титана, алюминия. Изобретение позволяет повысить механические свойства чугуна за счет обеспечения в структуре готовых изделий равномерного распределения включений графита шаровидной формы. 4 з.п. ф-лы, 4 табл.

Формула изобретения

1. Способ получения чугуна с шаровидным графитом, включающий выплавку промежуточного продукта, выпуск расплава в ковш, обработку расплава порошковой проволокой с магнийсодержащим наполнителем и последующую заливку металла в форму, отличающийся тем, что обработку расплава ведут при температуре 1300÷1550°С порошковой проволокой, наполнитель которой содержит железо, кремний и не менее 18 мас.% магния, при скорости подачи проволоки 0,1÷2,5 м/с и расходе магния 0,5÷3 кг на тонну расплава.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наполнитель порошковой проволоки дополнительно содержит 0,5÷10 мас.% в суммарном количестве РЗМ, бария, кальция, титана, алюминия.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перед введением порошковой поволоки в расплав предварительно вводят кальцинированную соду или смесь кальцинированной соды и плавикового шпата в равном соотношении в количестве 1÷5 кг на тонну расплава.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перед заливкой металла в форму в ковш дополнительно вводят с расходом 1÷5 кг на тонну расплава порошковую проволоку, наполнитель которой представляет собой ферросилиций или смесь ферросилиция и 1÷8 мас.% в суммарном количестве бария, кальция, алюминия.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед заливкой металла в форму в ковш дополнительно вводят с расходом 1÷5 кг на тонну расплава порошковую проволоку, наполнитель которой представляет собой ферросилиций или смесь ферросилиция и 1÷8 мас.% в суммарном количестве бария, кальция, алюминия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии и в частности к литейному производству изделий из чугуна, имеющего в структуре графит шаровидной формы.

Известен способ получения высокопрочного чугуна с графитом в структуре шаровидной и вермикулярной формы, включающий расплавление шихты в плавильном агрегате, доводку температуры расплава до 1420÷1480°С, его первоначальное модифицирование до появления эффекта перемодифицирования с получением вермикулярного графита лигатурой, содержащей 8÷40% РЗМ, 20÷60% кремния, 0,5÷6,0% кальция, 0,1÷3,0% магния, 0,1÷15% алюминия, 0,1÷2,5% меди в количестве до 2,5% от массы расплава, подаваемой на разливочный желоб печи или в раздаточный ковш, вторичное модифицирование расплава лигатурой в количестве 0,1÷1,2% от массы металла, содержащей РЗМ, кальций, магний и кремний при температуре металла 1300÷1400°С (см. п. РФ № 2188240 по кл. С21С 1/10, С22С 37/04, заявл. 19.04.2001, опубл. 27.08.2002 «Способ получения высокопрочного чугуна»).

Недостатками данного способа являются:

1. Нестабильность технологического процесса и усвоения элементов из лигатуры в связи с ее подачей в виде отдельных кусков лигатуры на разливочный желоб печи либо в раздаточный ковш.

2. Высокая стоимость обработки металла лигатурой, содержащей до 40% РЗМ.

3. Необходимость проведения отдельной операции вторичного модифицирования расплава, без которой при данном составе лигатуры не обеспечивается модифицирование чугуна с получением в структуре нужной формы графита.

Наиболее близким по технической сущности, достигаемому результату и выбранным в качестве прототипа является способ получения чугуна с шаровидным графитом (см. п. РФ № 2110582 по кл. С21С 1/10 заявл. 7.10.96, опубл. 10.05.98 «Способ получения чугуна с шаровидным графитом из чугуна ваграночной плавки с температурой расплава ниже 1300°С») из ваграночной плавки с температурой расплава ниже 1300°С, включающий расплавление исходной шихты, выпуск из печи в открытый разливочный ковш, сфероидизирующую обработку расплава магний-кальцийсодержащим порошковым проволочным модификатором и заливку металла в формы. При этом сфероидизирующая обработка ведется по двухэтапной схеме, включающей в себя вначале ввод расчетного количества магний-кальцийсодержащего порошкового проволочного модификатора в виде мерных концов на желоб вагранки, а затем - в стояк литниковой системы в процессе сборки литейной формы.

К основным недостаткам способа относятся:

1. Ограниченная применимость способа только для ваграночных плавок.

2. Низкая температура обработки чугуна - ниже 1300°С, - что не позволяет модификатору прореагировать со всем объемом расплава и приводит либо к неоднородному распределению в структуре включений графита нешаровидной формы, либо к значительному перерасходу модификатора - до 20 кг на тонну металла.

3. Присадка модификатора двухстадийно в виде порошковой проволоки, укладываемой на желоб печи, а затем и в литниковую систему не обеспечивает равномерное взаимодействие магний-кальциевого материала со всем объемом расплава. Это достигается только при обработке порошковой проволокой всего объема расплава в идентичных условиях, например в ковше перед заливкой металла в формы. При такой технологии процесс модифицирования является одностадийным.

4. В прототипе не оговорены основные технологические параметры процесса модифицирования металла порошковой проволокой: количество вводимого материала на тонну расплава, скорость подачи модификатора в единицу времени, содержание магния в модификаторе и т.д., то есть важнейшие параметры, определяющие эффективность десульфурации, сфероидизации и инокулирования металла, а следовательно, качество получаемого чугуна с графитом шаровидной формы.

5. В прототипе не предусмотрена такая важнейшая технологическая операция, как инокулирующая обработка расплава, предотвращающая нежелательное образование цементита в структуре чугуна.

При создании изобретения ставилась задача повышения качества производимого чугуна.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение механических свойств чугуна за счет получения в структуре готовых изделий равномерно распределенных включений графита шаровидной формы.

Указанная задача решается за счет того, что в известном способе получения чугуна с шаровидным графитом, включающем выплавку промежуточного продукта, выпуск расплава в ковш, обработку расплава порошковой проволокой с магнийсодержащим наполнителем и последующую заливку металла в форму, согласно изобретению обработку расплава ведут при температуре 1300÷1550°С порошковой проволокой, наполнитель которой содержит железо, кремний и не менее 18 мас.% магния, при скорости подачи проволоки 0,1÷2,5 м/с и расходе магния 0,5÷3 кг на тонну расплава.

Наполнитель порошковой проволоки может дополнительно содержать 0,5-10 мас.% в суммарном количестве РЗМ, бария, кальция, титана, алюминия.

Перед подачей в расплав порошковой проволоки в ковш предварительно может быть введена кальцинированная сода или смесь кальцинированной соды и плавикового шпата в равном соотношении в количестве 1÷5 кг на тонну расплава.

Перед заливкой металла в форму в ковш может быть дополнительно введена с расходом 1÷5 кг на тонну расплава порошковая проволока, наполнитель которой представляет собой ферросилиций или смесь ферросилиция и 1÷8 мас.% в суммарном количестве бария, кальция, алюминия.

Исследования, проведенные по патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемый способ неизвестен и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям новизна и изобретательский уровень.

Заявляемый способ получения чугуна может быть реализован на любом предприятии, специализирующимся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, т.е. является промышленно применимым.

Большинство современных технологий изготовления изделий из чугуна, имеющего в структуре графит шаровидной формы (ЧШГ), как правило, включают обработку расплава магнийсодержащими модификаторами, являющимися наполнителями порошковой проволоки, вводимой в жидкий металл непосредственно перед его кристаллизацией. Магниевый модификатор, взаимодействуя с расплавом, оказывает десульфурирующее, а затем и сфероидизирующее воздействие на чугун. Качество получаемых изделий, т.е. их структура и механические свойства, определяется многими особенностями технологии модифицирования: составом и количеством вводимых модификаторов, температурой и химсоставом обрабатываемого расплава, размерами и формой получаемых изделий и т.д. Все перечисленные технологические факторы оказывают взаимосогласованное влияние на формирование требуемой структуры и свойства чугунных изделий, поэтому крайне важно грамотное управление процессами, происходящими в металле на различных этапах модифицирования. Наиболее стабильно, полно и однородно по объему всего металла модифицирование осуществляется в случае обработки расплава в разливочном (промежуточном) ковше при подаче в чугун модификаторов, являющихся наполнителями порошковой проволоки, оболочка которой выполнена из стальной ленты.

Качество структуры чугуна с шаровидным графитом оценивается по ГОСТ 3443-87, а его механические свойства по ГОСТ 7293-85; в случае равномерного распределения графита в структуре - балл ШГр1, при неравномерном распределении - балл ШГр2, при шаровидной правильной или неправильной форме включений - балл ШГф5 и балл ШГф4 соответственно, а при неблагоприятной компактной форме - балл ШГф3. В случае чугуна с шаровидным графитом, имеющим перлитную основу, высокими механическими свойствами считаются значения предела прочности более 600 МПа.

Экспериментально установлено, что эффективная обработка расплава с получением чугуна, имеющего в структуре однородный шаровидный графит, может происходить в достаточно широком температурном диапазоне 1300÷1550°С при введении порошковой проволоки с магнийсодержащим модификатором со скоростью 0,1÷2,5 м/с и расходом 0,5÷3 кг магния на тонну расплава.

При более низких температурах оболочка порошковой проволоки растворяется достаточно медленно и магний не успевает равномерно разойтись по всему объему обрабатываемого металла, а при больших температурах - резко увеличивается его угар. При отдаче магния менее 0,5 кг на тонну расплава не происходит сфероидизирующая обработка, а при расходе магния более 3 кг на тонну избыток магния горит, что ухудшает как экономические показатели, так и экологические условия производства. При введении порошковой проволоки в расплав со скоростью менее 0,1 м/с стальная оболочка проволоки растворяется уже в верхней части ковша и всплывающий вверх магний взаимодействует лишь с частью металла. В случае подачи проволоки со скоростью больше 2,5 м/с она до растворения оболочки успевает, отразившись от дна, подняться к верху ковша. В этом случае нижние слои металла в ковше также не вступают в контакт с магнием. В результате во всех перечисленных вариантах имеют место неоднородность структуры расплава и кристаллизовавшегося металла и, как следствие, низкие механические свойства готовых изделий.

Помимо влияния вводимого в расплав магния важно и содержание в модификаторе других элементов. Так наличие кремния в модификаторе оказывает инокулирующее действие на металл - дополнительно увеличивается количество центров графитизации, измельчается структура отливок, предотвращается образование цементита. В этом случае обработку расплава можно производить одностадийно, т.к. состав модификатора, в отличие от прототипа, одновременно содержит десульфурирующие, сфероидизирующие и инокулирующие элементы.

Кроме того, увеличение содержания кремния в металле за счет его присутствия в составе модификатора существенно изменяет механические свойства - предел прочности и ударную вязкость, а также структуру ЧШГ.

Наличие в модификаторе, являющемся наполнителем порошковой проволоки, таких элементов, как РЗМ, кальций, барий, титан, алюминий, начиная с 0,5% их суммарного содержания, усиливает десульфурирующий, сфероидизирующий и инокулирующий эффекты модифицирования. Однако известно, что при суммарном содержании данных элементов более 10% существуют и негативные моменты их присутствия: увеличивается загрязненность металла, появляется и усиливается неоднородность распределения этих элементов (например, «цериевая неоднородность» и т.д.), что приводит к ухудшению структуры и снижению прочностных свойств изделий.

Эффективность десульфурирующей и сфероидизирующей обработки расплава магнийсодержащей порошковой проволокой зависит от содержания серы в металле. При повышенных количествах серы в расплаве увеличивается доля магния, расходуемая на десульфурацию металла, что приводит к снижению однородности распределения и ухудшению формы графита в структуре чугуна. Для борьбы с этим явлением можно применять предварительную, т.е. до введения магнийсодержащей порошковой проволоки, обработку расплава десульфураторами - кальцинированной содой или смесью в равном соотношении кальцинированной соды и плавикового шпата. Исследования показали, что достаточно 1-5 кг такого материала для повышения качества чугуна: улучшения его структуры и увеличения прочностных характеристик. Применение больших количеств десульфураторов экономически нецелесообразно, т.к. не приводит к дальнейшему улучшению качества чугуна.

Известно, что сфероидизирующее воздействие магнийсодержащих модификаторов на структуру чугуна имеет временное ограничение: спустя 15÷20 минут после обработки расплава этим материалом эффект модифицирования заметно уменьшается, а поскольку на практике при осуществлении технологического процесса получения модифицированного чугуна с шаровидным графитом всегда возможны временные задержки, качество получаемых изделий из ЧШГ бывает нестабильным. Вместе с тем существуют способы дополнительного усиления сфероидизирующего и инокулирующего эффектов. Установлено, что для этого необходимо после обработки расплава модифицирующей магнийсодержащей порошковой проволокой непосредственно перед заливкой металла в форму провести дополнительную обработку расплава порошковой проволокой с инокулирующим наполнителем - ферросилицием либо ферросилицием вместе с добавками кальция, бария, алюминия, которые еще больше увеличивают «живучесть» магния в чугуне. Экспериментально показано, что положительный эффект такой дополнительной обработки достигается при введении 1÷5 кг инокулятора-модификатора на тонну расплава. Большее количество этого материала может ухудшить равномерность распределение графита в структуре чугуна и экономически нецелесообразно.

Кроме того, при прочих равных условиях обработки расплава порошковой проволокой эффективность ее модифицирующего воздействия на структуру чугуна зависит от содержания магния в наполнителе. Одновременная десульфурирующая, сфероидизирующая и инокулирующая обработки расплава осуществляются при содержании магния в составе наполнителя-модификатора не менее 18%. При меньшем содержании магния для достижения требуемого эффекта необходимо увеличивать количество вводимой порошковой проволоки, что приводит к охлаждению металла, увеличению времени обработки, сопровождается повышением неоднородности распределения графита и падением механических свойств чугуна.

Заявляемый способ получения чугуна был опробован при производстве изделий из ЧШГ. Выплавку чугуна химсостава (мас.%) С 2,7÷2,8; Si 1,9÷2,0; Mn 0,35÷0,45; S 0,010÷0,030; Р 0,04÷0,05 осуществляли в ДСП. Далее чугун выливали в 15 т ковш, который после скачивания шлака накрывали крышкой, и при температурах в диапазоне 1250÷1580°С через отверстие в крышке обрабатывали порошковой проволокой с различным составом модификаторов-наполнителей, вводимой трайб-аппаратом в расплав со скоростью 0,05÷3 м/сек при расходе магния 0,2÷4 кг на тонну чугуна (см. таблицы 1 и 2). Порошковая проволока имела диаметр 14 мм со стальной оболочкой толщиной 0,4 мм. Различные наполнители порошковой проволоки получали механическим смешением компонентов, частицы которых имели размер 0÷3 мм.

В результате обработки расплава порошковой проволокой содержание кремния в металле увеличилось до 2,4÷2,8%.

В ряде экспериментов при повышенном содержании серы в расплаве (более 0,02%) перед введением порошковой проволоки чугун дополнительно обрабатывали кальцинированной содой или смесью кальцинированной соды и плавикового шпата в соотношении 1:1 (см. таблицу 3) в количестве 1÷10 кг на тонну металла.

В некоторых опытах проводили дополнительную (после введения магнийсодержащей порошковой проволоки) обработку расплава порошковой проволокой с модификаторами-инокуляторами (ферросилицием или ферросилицием вместе с кальцием, барием и алюминием) в количестве 1÷7 кг модификатора на тонну расплава (см. таблицу 4).

Во всех экспериментах после заключительной обработки расплава порошковой проволокой проводили скачивание шлака и, не более чем через 10 минут после обработки, заливку чугуна в форму. В структуре после кристаллизации оценивали характер распределения и форму графита, а также измеряли предел прочности металла.

Обработка по прототипу включала выплавку чугуна химсостава (мас.%) 2,7С; 2,5Si; 0,4Mn; 0,012S; 0.04Р; выпуск металла при 1280°С в 15 т ковш через желоб, скачивание шлака и заливку в форму. Модификатор в расплав вводили порошковой проволокой диаметром 14 мм с толщиной стальной оболочки 0,4 мм и наполнителем - смесью 95% магния и 5% кальция. При этом две трети количества проволоки помещали на углубление разливочного желоба печи, а оставшуюся часть подавали непосредственно в заливочную форму. Общий расход магния на тонну расплава составлял 20 кг. После кристаллизации оценивали структуру и механические свойства чугуна.

Чугуны после всех видов обработок имели перлитную структуру.

Результаты, приведенные в таблицах 1-4, свидетельствуют:

1. Обработка расплава по прототипу (вариант 1 таблицы 1) не обеспечивает равномерное распределение (ШГр2) и глобулярную форму (ШГф3) графита в структуре, а следовательно, приводит к низким прочностным свойствам чугуна - способ получения чугуна с шаровидным графитом, патент № 2375461 в - 540 МПа.

2. Обработка расплава по заявляемому способу (варианты 3÷5, 8÷10, 13, 14 таблицы 1) формирует в структуре равномерное распределение (ШГр1) шаровидного графита (ШГф4, ШГф5), что обеспечивает высокие прочностные свойства чугуна - способ получения чугуна с шаровидным графитом, патент № 2375461 в более 610 МПа.

3. По сравнению с заявляемым способом снижение (вариант 2 таблицы 1) или повышение (вариант 6 таблицы 1) температуры обработки расплава, уменьшение (вариант 7 таблицы 1) или увеличение (вариант 11 таблицы 1) скорости подачи порошковой проволоки, снижение (вариант 12 таблицы 1) расхода магния на тонну расплава уменьшает прочностные свойства чугуна (способ получения чугуна с шаровидным графитом, патент № 2375461 в менее 600 МПа), не обеспечивая формирование требуемой структуры. Увеличение расхода магния до 4 кг на тонну расплава, приводя к хорошим структурным характеристикам и механическим свойствам, сопровождается большим пироэффектом.

4. При обработке расплава порошковой проволокой, содержащей в наполнителе менее 18% магния (варианты 1 и 2 таблицы 2), чугун не имеет удовлетворительной структуры и высоких прочностных свойств. Наилучшее качество структуры и высокие прочностные свойства формируются при обработке расплава порошковой проволокой с содержанием магния в наполнителе не менее 18% (варианты 3, 5, 10, 12 таблицы 2), причем добавки в состав модификатора 0,5÷10% суммарного количества РЗМ, кальция, бария, титана, алюминия (варианты 4, 6, 7, 8, 11, 13 таблицы 2) улучшают структуру и повышают прочностные свойства чугуна. Избыток этих элементов в составе модификатора-наполнителя (вариант 9 таблицы 2) приводит к падению прочностных свойств и ухудшению структуры чугуна.

5. При модифицировании расплава с высоким (более 0,02%) содержанием серы проведение предварительной десульфурации металла кальцинированной содой или смесью кальцинированной соды и плавикового шпата в количестве 1÷5 кг материала на тонну расплава (варианты 2, 3, 6, 7, 10, 11 таблицы 3) существенно улучшает структуру и повышает механические свойства чугуна по сравнению с вариантами, в которых эта обработка не проводилась (варианты 1, 5, 9 таблицы 3). Увеличение расхода десульфураторов до 10 кг на тонну жидкого металла не приводит к дополнительному повышению качества чугуна - варианты 4, 8, 12 таблицы 3.

6. Применение дополнительной инокулирующей обработки расплава порошковой проволокой с наполнителями в виде ферросилиция или смеси ферросилиций + барий, кальций, алюминий (варианты 2÷10 таблицы 4) приводит к некоторому улучшению структуры и прочностных свойств по сравнению с заявляемым вариантом без такой обработки (вариант 1 таблицы 4).

Таблица 1
Влияние технологии обработки расплава порошковой проволокой на структуру и механические свойства чугуна
№ варианта Температура обработки, °С Скорость подачи проволоки, м/с Расход магния на тонну расплава, кг Структура чугуна (ГОСТ 3443-87) способ получения чугуна с шаровидным графитом, патент № 2375461 В, МПа
ШГфШГр
1 прототип 1280- 20ШГф3 ШГр2540
2 12500,5 2ШГф3 ШГр2580
3 13000,5 2ШГф4 ШГр1625
4 14500,5 2ШГф5 ШГр1630
5 15500,5 2ШГф5 ШГр1635
6 15800,5 2ШГф3 ШГр2590
7 14500,05 2ШГф4 ШГр2595
8 15500,1 2ШГф4 ШГр1620
9 14501 2ШГф5 ШГр1635
10 15502,5 2ШГф5 ШГр1630
11 15503 2ШГф4 ШГр2590
12 14500,5 0,2ШГф4 ШГр2595
13 13000,5 0,5ШГф4 ШГр1610
14 15500,5 3ШГф5 ШГр1635
15* 15500,5 4ШГф5 ШГр1635
Примечание: при всех обработках, кроме варианта 1, в модификаторе содержится 30% магния и 70% ферросилиций (ФС45)

*- значительный пироэффект

Таблица 2
Влияние состава модификатора порошковой проволоки на структуру и механические свойств чугуна
№ варианта Температура обработки расплава, °С Содержание элементов, % Структура чугуна (ГОСТ 3443-87) способ получения чугуна с шаровидным графитом, патент № 2375461 В, МПа
MgСумма РЗМ, Ва, Ca, Ti, AlСумма Si и FeШГф ШГр
11450 12- 88ШГф3 ШГр2580
2 145012 385 ШГф4ШГр2 595
3 1550 18- 82ШГф4 ШГр1610
4 155019 577 ШГф4ШГр1 620
5 1450 30- 70ШГф4 ШГр1620
6 145030 0,569,5 ШГф5ШГр1 630
7 1450 305 65ШГф5 ШГр1640
8 145030 1060 ШГф5ШГр1 635
9 1450 3015 55ШГф3 ШГр2580
10 155050 -50 ШГф4ШГр1 630
11 1550 505 45ШГф5 ШГр1640
12 145070 -30 ШГф4ШГр1 630
13 1450 705 25ШГф5 ШГр1635
Примечание: во всех обработках скорость подачи порошковой проволоки составляет 0,5 м/с, расход магния 2 кг на тонну расплава, содержание серы перед обработкой 0,011÷0,012%.

Таблица 3
Влияние предварительной десульфурации расплава на структуру и механические свойства чугуна
№ вар. Содержание серы в расплаве, % Десульфурирующий материал Количество десульфурирующего материала на тонну расплава, кг Структура чугуна (ГОСТ 3443-87) способ получения чугуна с шаровидным графитом, патент № 2375461 В, МПа
ИсходноеПосле десульфурирующей обработкиШГф ШГр
10,025 0,025- -ШГф4 ШГр2610
2 0,0250,013 Кальцинированная сода 1 ШГф4ШГр1 620
3 0,025 0,010Кальцинированная сода5 ШГф5ШГр1 630
4 0,025 0,010Кальцинированная сода10 ШГф5ШГр1 625
5 0,026 0,026- -ШГф4 ШГр1615
6 0,0260,012 Сода + плавиковый шпат(1:1) 1 ШГф5ШГр1 630
7 0,026 0,009Сода + плавиковый шпат (1:1)5 ШГф5 ШГр1635
8 0,0260,009 Сода + плавиковый шпат (1:1)10 ШГф5ШГр1 630
9 0,030 0,030- -ШГф3 ШГр2605
10 0,0300,014 Кальцинированная сода 1 ШГф4ШГр1 615
11 0,030 0,009Кальцинированная сода5 ШГф5ШГр1 625
12 0,030 0,009Кальцинированная сода10 ШГф5ШГр1 625
Примечание: Во всех экспериментах температура обработки расплава порошковой проволокой 1500 (±5)°С, расход магния - 2 кг/тн, скорость подачи проволоки 0,5 м/с,

состав модификатора: 30% магния + 70% ферросилиция (ФС45).

Таблица 4
Влияние дополнительной инокулирующей обработки расплава на структуру и механические свойства чугуна
№ варианта Состав инокулятора, % Расход инокулятора-наполнителя порошковой проволоки на тонну чугуна, кг Структура чугуна (ГОСТ 3443-87) способ получения чугуна с шаровидным графитом, патент № 2375461 В, МПа
Ферросилиций (ФС45) Сумма Ва, Са, Al ШГфШГр
1 -- -ШГф4 ШГр1615
2 100- 2ШГф5 ШГр1625
3 991 2ШГф5 ШГр1635
4 928 2ШГф5 ШГр1630
5 8515 2ШГф3 ШГр2590
6 100- 0,5ШГф4 ШГр1615
7 991 1ШГф5 ШГр1630
8 100- 3ШГф5 ШГр1630
9 100- 5ШГф5 ШГр1620
10 991 7ШГф4 ШГр2590
Примечание: во всех экспериментах температура расплава перед обработкой 1500 (±5)°С, расход модифицирующей проволоки 1,5 кг/тн, скорость подачи 0,6 м/с, исходное содержание серы в расплаве 0,012-0,013%, скорость подачи проволоки при инокулирующей обработке 0,7 м/с

Таким образом, результаты, представленные в таблицах 1-4, свидетельствуют, что заявляемый способ обеспечивает повышение механических свойств чугуна за счет получения в структуре готовых изделий равномерно распределенных включений графита шаровидной формы.

Класс C21C1/10 получение чугуна со сфероидальной формой графита 

способ ковшевого сфероидизирующего модифицирования высокопрочных чугунов -  патент 2525870 (20.08.2014)
лигатура -  патент 2521916 (10.07.2014)
модификатор -  патент 2521915 (10.07.2014)
способ легирования чугуна ванадием -  патент 2520929 (27.06.2014)
способ получения модифицированного чугуна -  патент 2515160 (10.05.2014)
способ получения отливок из хладостойкого чугуна -  патент 2509159 (10.03.2014)
способ ковшового модифицирования расплава чугуна легкими магнийсодержащими лигатурами -  патент 2500819 (10.12.2013)
способ получения высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом внутриформенным модифицированием лигатурами системы fe-si-рзм -  патент 2497954 (10.11.2013)
способ получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом -  патент 2495134 (10.10.2013)
способ производства высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом на основе наноструктурированного науглероживателя -  патент 2495133 (10.10.2013)
Наверх