Спосіб одержання синтетичного модифікованого чавуну

О П ИС А Союз Советских Социалистических Республик („)971888 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.08.80 (21)2971673/22-02 с присоединением заявки № Государственный комитет 151)М.Кл.3 С 21 С 1/02 (23) Приоритет СССР по делам изобретений и открытий Опубликовано 07.11.82, Бюллетень № 4 1 (53) У Д К 621.345 .3(088,8) Дата опубликования описания 07.11.82 (72) Авторы изобретения B.C. Шумихин, л . Г . Потрух, З . Т . Шульга, Л.Г. Сухарев, А.П. Зорин, А.С. Заверткин и в . и . Московка (71)Заявитель Институт проблем литья АН Украинской ССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО МОДИФИЦИРОВАННОГО ЧУГУНА 1 Изобретение относится к металлург гии и может быть использовано в литейном производстве при выплавке чугуна. Известны способы получения синтетического чугуна из металлоотходов с последующим модифицированием. Чугун выплавляют из стальных отходов за счет науглероживания расплава углеродсодержащими материалами с последующей доводкой по кремнию и другим элементам и модифицированием этого чугуна твердыми присадками, или смешиванием расплавов разного химического состава при разных температурах £1 ]. Однако этот способ характеризуется низкой скоростью науглероживания расплава, высоким угаром карбюризаторов , а время сохранения эффекта модифицирования недостаточно для производства крупных (до 25-100 т) высококачественных (6Ф30 кг/мм г ) 'отливок. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ выплавки синтетического модифицированного чугуна из вторичных металлов в индукционных электропечах промышленной 10 15 20 25 30 частоты, включающий фаоЪЛавление шихтовых материалов, науглероживание расплава, доводку металла по кремнию и другим элементам, термовременную обработку, модифицирование твердыми присадками и жидкое модифицирование^. Недостатками указанного способа являются снижение скорости науглероживания при увеличении концентрации углерода в расплаве и при снижении интенсивности перемешивания, а реализация жидкого модифицирования требует наличия двух плавильных агрегатов для выплавки чугунов различного химического состава. Особенно низкая скорость науглероживания расплава (0,05% мин) имеет место при концентрации углерода в чугуне свыше 3,0% и при полностью заполненной металлом печи, когда подводимая мощность к печи не обеспечивает достаточного перемешивания. Карбюризатор при этом находится^ на зеркале металла, уровень которого выше верхних витков трансформатора, где практически отсутствует электромагнитное перемешивание. При этом, кроме низкой скорости науглероживания расплава наблюдается повышенный угар карбюризаторов. Это приводит к увеличе 971888 ASEA. В качестве карбюризатора иснию цикла плавки, повышенному расхопользовали электродную стружку. ду карбюризаторов, повышению себеПроведены плавки с науглероживастоимости жидкого металла. нием до конечного содержания углеЦель изобретения - увеличение рода и неполное науглероживание до скорости и степени усвоения углерода 70 - 80% от конечного содержания с при науглероживании расплава и повыпоследующим сливом половины объема шение прочностных свойств чугуна. металла и науглероживанием остатка Поставленная цель достигается за счет интенсивного электромагниттем, что согласно способу получения ного перемешивания. синтетического модифицированного чугуна в индукционной печи промышлен- 10 При проведении плавки по предной частоты, включающем расплавлелагаемому способу конечное содержание шихтовых материалов, термоврение углерода в чугуне 3,1-3,2%. В менную обработку и модифицирование 25-тонной индукционной печи исходный расплава, исходный чугун доводят в чугун науглероживают до 2,7 - 2,8%. печи по содержанию углерода до 70-80% После слива половины объема металла от конечного состава, половину расиз печи в ковш вторую половину чуплава сливают в ковш, а оставшийся гуна науглероживают в зоне наиболее расплав науглероживают до конечного сильного электромагнитного перемешизаданного содержания углерода на весь вания до содержания углерода 3,5 объем расплава, после чего науглеро3,6% со скоростью 0,2 - 0,3%/мин. женныи металл сливают ь ковш с пер- 20 Модифицирование проводят ферровой половиной расплава, при этом силицием, за счет жидкого смешивания ведут комбинированное модифициродвух расплавов и комбинированным мевание чугуна за счет смешения растодом - жидким смешиванием и присадплавов и присадки модификаторов. кой ферросилиция. Скорость усвоения углерода по • 25 При проведении комбинированного предлагаемому способу с учетом наугмодифицирования используют металл, лероживания в зоне наиболее сильновыплавленный в одной индукционной го электромагнитного перемешивания печи. При этом половину объема печи составляет 0,2 - 0,3% мин. В переінизкоуглеродистого чугуна ранее слисчете на весь объем печи с металлом 30 того в ковш и захоложенного до скорость науглероживания составляет 1300°С смешивают с другой половиной 0,12 - 0,15% мин. Неполное науглевысокоуглеродистого чугуна науглеророживание расплава обеспечивает поженного в печи * перегретого до и вышенную скорость ведения процесса 1480°С. плавки, снижение расхода карбюризаПри смешивании чугунов производят 35 торов . Окончательная доводка расприсадку ферросилиция в ковш под струю плава по углероду производится при металла. После проведения комбинивысокой скорости науглероживания рованного модифицирования температу- j за счет интенсивного электромагнитpa в ковше 1380°С. ного перемешивания остатка металла Данные сравнительного анализа в индукционной печи. 40 сведены в таблицу. Комбинированное модифицирование чугуна (жидкое при смешивании расИспользование предлагаемого споплавов и присадкой ферросилиция) соба плавки и модифицирования обесобеспечивает стабильное получение печивает по сравнению с известными высоких показателей механических возможность сокращения времени свойств за счет более эффективного науглероживания расплава за счет измельчения эвтектического зерна и увеличения скорости усвоения углерографита. При этом время дезактивации да в зоне интенсивного электромагнитзародышей повышается, за счет чего ного перемешивания, снижение расхода 50 карбюризаторов на 5 - 8%, увеличение увеличивается время сохранения эффекта модифицирования, что немаловремени сохранения эффекта модифициважно при производстве крупного рования до 15-20 мин, повышение прочвысококачественного литья с низкой ностных характеристик чугуна. скоростью затвердевания. Экономический эффект от внедрения | Проведены сравнительные плавки предлагаемого изобретения при годосинтетического модифицированного вом производстве чугунного литья чугуна из стальных отходов в 25-тон50 тыс. т по предварительному расченых печах промышленной частоты фирмы ту составит 100 - 150 тыс. руб. 971888 Способ плавки и моди- Скорость усфицирования воения углерода, % мин Угар карбюризатора, Время сохранения эффекта модифицирования, мин . кг/мм Науглероживание до конечного содержания углерода, модифицирование ферросилицием 0,05-0,06 10-15 10-12 24-26 Науглероживание до конечного содержания углерода, жидкое модифицирование смешиванием 0,05-0,06 10-15 5-6 22-24 Науглероживание и модифицирование согласно изобретению 0,12-0,15 4-6 15-20 30-32 30 'науглероживают до конечного заданноФормула изобретения го содержания углерода на весь объем Способ получения синтетического расплава, после чего науглероженный модифицированного чугуна в индукционметалл сливают в ковш с первой полоьол печи промышленной частоты, заквиной расплава, при этом ведут комлючающийся в расплавлении шихтовых материалов, термовременной обработке 35 бинированное модифицирование чугуна за счет смешения расплавов и прии модифицировании расплава, о т л и садки модификаторов. ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения скорости и степени усвоеИсточники информации, ния углерода при науглероживании распринятые во внимание при экспертизе плава и прочностных свойств чугуна, 1. Авторское свидетельство СССР исходный чугун доводят в печи по со- 40 № 558047, кл. С 21 В 5/02, 1975. держанию углерода до 70-80% от ко2. Шумихин B.C. и др., Синтетинечного состава, половину расплава ческий чугун, "Наукова думка", 1977, сливают в ковш, а оставшийся расплав с, 74. Редактор М. Товтин Составитель А. Кондратьев Техред Т.Фанта Корректор Г. Решетник Заказ 8483/10 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4