Спосіб ваграночної плавки високоміцного корозійностійкого чавуну

1 Спосіб ваграночної плавки високоміцного корозійностійкого чавуну, що включає введення у вагранку коксу, флюсу та металевої шихти з включенням ВІДХОДІВ ливарного чавуну, сталевих ВІДХОДІВ та брикетів на основі чавунної стружки, введення необхідних легуючих присадок та домішок, наступне нагрівання та розплавлювання, який відрізняється тим, що як металеву шихту використовують брикети, механічно спресовані при питомому тиску 1800-2000 кг/см2 з однорідної суміші в складі чавунної стружки, стружки сталей мартенситного класу та порошків легуючих присадок, а також домішок, що сприяють графітизації, переважно у вигляді порошку 75 %-го феросиліцію та/або силікокальцію, деревних стружок та тирси, взятих у об'ємному Винахід відноситься до чорної металурги, а саме до ливарного виробництва, і може використовуватися під час виплавки у вагранці корозійностійкого антифрикційного високоміцного чавуну Чавун продовжує залишатися одним з основних машинобудівних матеріалів, тому що має багато переваг у порівнянні з іншими матеріалами, зокрема зі сталлю Чавун є своєрідним композитним матеріалом, механічні й експлуатаційні властивості якого залежать як від характеристик металевої основи, так і від форми, розмірів, КІЛЬКОСТІ та розподілу графітових включень Отримання тієї чи іншої структури чавуну у виливках залежить від багатьох чинників ХІМІЧНОГО складу чавуну, виду шихтових матеріалів, технології плавки та позапічної обробки металу, швидкості кристалізації та охолодження розплаву у формі Значною перевагою чавуну є також можливість змінювати структуру металевої основи за допомогою подальшої термічної обробки сталлю КІЛЬКІСТЬ кремнію, марганцю, а також незначну КІЛЬКІСТЬ фосфору та сірки У винаході, що заявляється, розглядається проблема одержання сірого ливарного чавуну, до складу якого в незначних кількостях (близько 1%) додаються легуючі елементи, що дозволяє істотно підвищити його МІЦНОСТНІ й експлуатаційні характеристики Це так званий низьколегований чавун, який характеризується таким усередненим ХІМІЧНИМ складом вуглець С - 2,8^-3,2%, кремній Si - 2,4*2,7%, марганець Мп - 0,4*0,6%, сірка S 0,12^-0,15%, фосфор Р - 0,06*0,1%, легуючі елементи молібден Мо«1%, хром Сг - 0,2-ь0,4%, нікель Ni - 0,3*0,4%, ванадій V - 0,08*0,15%, вольфрам W-сліди Розглядуваний низьколегований перлітний чавун відноситься до так званих сталистих чавунів, підвищена МІЦНІСТЬ яких зумовлюється відносно невеликим вмістом вуглецю Під час виплавки таких чавунів у шихту додають 20-30% сталевого брухту При цьому потрібно прагнути одержати перлітну металеву структуру, для чого вміст кремнію в чавуні не повинен бути завищеним Цей сірий чавун дозволив значно підвищити експлуатаційну надійність відцентрових насосів Чавунами називають сплави заліза з вуглецем, що містять від 1,7% до 6,67% вуглецю У сірих ливарних чавунах процент вуглецю складає 2,8%-3,5% Чавун крім вуглецю обов'язково містить підвищену у порівнянні зі співвідношенні 3 0,5 (0,2-ь 0,3) 1 ВІДПОВІДНО 2 Спосіб за п 1 , який відрізняється тим, що брикети із зазначеної суміші пресують на гідравлічному пресі у вигляді циліндричних шайб діаметром 100мм та висотою 50-60мм із забезпеченням ЩІЛЬНОСТІ суміші 3,5г/см3 О (О типу ВНС для шахтного водовідливу при використанні його як для лиття колес та корпусних деталей, так і для виготовлення зносостійких кілець щілинних ущільнень, втулки пдрозатвору та розвантаження По аналізованій проблемі існує різноманітна науково-технічна література, що послужила основою для розробки винаходу, який заявляється [1] Энциклопедический словарь// Технология производства машин Разд З М Гос издат Машиностроительной литературы, - 1947 т 6 - с 1-14 [2] Кащенко ГА Основы металловедения М Металлургиздат -1950-е [3] Тутов И Е Металловедение - М Гос издат Машиностроительной литературы, - 1954 с [4] Лахтин Ю М Металловедение и термическая обработка металлов - М Металлургия, -1969 - 445 с [5] Материаловедение -М -1986 -с [6] Конструкционные материалы Справочник -М Машиностроение -1990-687 с [7] Мариенбах Л М Основы ваграночного процесса - М -1960 - с В залежності від того, у якій формі присутній вуглець, розрізняють такі види чавунів білий, у якому вуглець знаходиться в зв'язаному стані у вигляді цементиту, сірий (ливарний) із графітом пластинчастої форми, високоміцний з підвищеними у порівнянні із сірим чавуном механічними властивостями, ковкі чавуни Державними стандартами СРСР регламентувалося близько 100 марок чавунів ВІДПОВІДНО ДО ГОСТу 1412-85 феритні чавуни СЧ 10, 15, 18 призначені для слабко та середиьонавантажених деталей Ферито-перлітні чавуни СЧ 20, 21, 25 призначені для деталей, що працюють при підвищених статичних та динамічних навантаженнях Перлітні чавуни СЧ ЗО, 35, 40, 45 мають щільну структуру і найбільш герметичні, а також мають найвищі механічні властивості ВІДПОВІДНО до ГОСТу із зазначених 10 марок чавуну тільки 5-6 перших марок можна одержати безпосередньо з вагранки, не вживаючи спеціальних засобів виплавки або обробки рідкого чавуну у накопичувачі або у ковші [6] с 4 9 - 7 1 , [4] с 355 368 Інші більш МІЦНІ чавуни при звичайних способах ваграночної плавки одержати не вдасться Застосовуються різноманітні способи поліпшення ваграночного чавуну застосування сталі в шихті та додавання сталі в ківш, застосування переробного чавуну в шихті вагранок, модифікування чавуну твердими модифікаторами, рідке модифікування чавуну, легування чавуну, застосування дуплекс процесу [7] с 184 - 205 Під час розрахунку складу шихти для плавки у 60410 вагранці більш міцного чавуну сума вмісту вуглецю та кремнію повинна забезпечувати одержання перлітної структури Кремній має сильнішу графітизуючу дію, причому ступінь графітизації зростає зі збільшенням вмісту вуглецю та кремнію Аналогічний, але більш слабкий вплив, чинять домішки МІДІ та нікелю Марганець на відміну від кремнію перешкоджає графітизації або сприяє відбілюванню чавуну Сірка також сприяє відбілюванню чавуну, але одночасно погіршує ливарні властивості, зокрема, знижує рідкоплинність Тому вміст сірки в чавуні лімітується Фосфор практично не впливає на процес графітизації Але вміст фосфору також лімітується, хоча він є домішкою, що збільшує рідкоплинність Щодо впливу на структуру чавуну невеликих домішок інших елементів, то по-перше, можна відзначити Ni, Co, Cu, які чинять аналогічно кремнію вплив на графітизацію До другої групи можна віднести Cr, Mo, W, V та ш , що на противагу елементам першої групи перешкоджають графітизації з інтенсивністю, яка пропорційна їхній концентрації Якщо вміст цих елементів перевищує межу їхньої розчинності у цементиті або фериті, то вони утворюють спеціальні карбіди Підвищення опору чавуну корозії в агресивних середовищах досягається легуванням його елементами, що мають високий потенціал (Ni, Mo, Cu) або спроможними утворювати захисні пасивувальні плівки (Cr, Si, АІ) у тому чи іншому середовищу [6] с 64-71 Нікель є найкращим легуючим елементом у тих чавунах, де необхідне створення немагнітних антифрикційних матеріалів Нікель забезпечує в чавунах стійку аустенітну структуру та в той же час сприяє графітизації чавуну та дає можливість обробляти виливки ріжучим інструментом Молібден у сплавах залізо-вуглець є карбідоутворюючим елементом У системі залізомолібден-вуглець поряд із карбідом РезС, у якому деяка КІЛЬКІСТЬ атомів заліза може заміщуватися атомами молібдена, утворюються карбіди МоС та М02С Крім подвійних утворюються потрійні карбіди типу (Мо, Ре)2зСб та (Мо,Ре)єС, у яких ймовірне співвідношення КІЛЬКОСТІ атомів заліза та молібдена складає РегіМогСєта РезМозС Карбід (Мо,Ре)2зСє утворюється переважно тоді, коли в сплаві є хром Для процесу карбідоутворення у сплавах, що містять молібден є загальне правило спеціальні карбіди утворюються тільки в температурній області перлітного перетворення завдяки достатній дифузійній рухливості атомів молібдена, але при достатньо тривалій витримці Молібден покращує спроможність сплавів до наскрізного поліпшення, підвищуючи прогартовуваність Крім того, молібден підвищує корозійні та жароміцні властивості сплавів залізо-вуглець та також їхню ЗНОСОСТІЙКІСТЬ, дозволяє уникнути або зменшити крихкість при відпуску З вищезазначеного зрозуміло, що наявність молібдену в сплавах залізо-вуглець у даному випадку виправдана та необхідна для одержання зносостійких, корозійностійких та жароміцних деталей машин, що виготовляються з чавуну Наявність ванадію в сплавах залізо-вуглець дозволяє одержати зменшену чутливість сплаву до перегріву Товщину загартованого шару сплаву, до складу якого входить ванадій, можна змінювати, регулюючи температуру загартовування, не викликаючи утворення крупного зерна навіть при загартовуванні сплаву евтектичного складу з 900°С Легування ванадієм дозволяє захистити сплав залізо-вуглець від перегріву при термічній обробці Перевагою плавки у вагранках є те, що існує можливість одержувати максимально гарячий чавун, який точно відповідає заданому хімічному складу при мінімальній витраті палива Вагранки застосовуються для плавки як звичайних сірих, так і високоякісних перлітних (маловуглецевих) та ковких чавунів При плавці чавуну у вагранках металева шихта звичайно складається з доменних чушкових (штикових) чавунів, брухту (чавунного та сталевого), власних ВІДХОДІВ (ЛИВНИКИ, скрап, брак, сплески та підготовлена належним чином стружка), також із різноманітних низькопроцентних феросплавів Присутність сталі в шихті призводить до підвищення температури виплавки чавуну, оскільки температура плавлення сталі значно вище Зазвичай у вагранці підтримується окисна атмосфера, і на поверхні металу утворюється оксидна плівка Окислювання твердого металу відбувається винятково з поверхні При переплавленні у вагранці шихти, що складається зі штикового чавуну та брухту (чавунного та сталевого), поверхневе окислювання помітно не впливає на загальний вигар металу, який складає не більше 2-5% Проте при переплавленні в тих же умовах дрібної шихти (стружки) загальний вигар доходить до 50-60% від металу, що переплавляється, внаслідок різкого збільшення площі поверхні шихти Тому переплавлення стружки у вагранці потребує спеціальних заходів, зокрема, попереднього брикетування або пакетування стружки Заявником також були вивчені описи до винаходів СРСР, РФ та України відповідної тематики, деякі з яких будуть проаналізовані нижче ВІДОМІ та застосовуються різноманітні методи захисту стружки від окислювання при плавці у вагранці (див [7] с 279-288) пакетування (див, напр, Способ ваграночной плавки чугуна в вагранке А с № 1648986 СССР, МКИ5 С21С 1/08, бюлл № 18, 1991 ), сплавлення стружки рідким чавуном (див , напр , Металлостружечный брикет А с №1638186, СССР МКИ5 С22В 1/248, бюлл № 12, 1991), спікання стружки, засипання стружки по трубах, механічне введення стружки шнеком у вагранку, брикетування стружки із застосуванням зв'язувальних матеріалів, у т ч цементу, рідкого скла та ш (див, напр, Брикетировочный шихтовий материал для ваграночного процесса, который содержит 15-30%мас Коксовой мелочи, 8-20% цемента, 0-25% окисла железа, остальное 60410 железный скрап Патент США № 4063944, МКИ, В21С 37/00, НКИ 75-256 «Изобретения в СССР и за рубежом» 1978, вып 24 № 9, Смесь для брикетирования стружки А с СССР № 1407981, МКИ С22В1/244, бюлл № 25, 1988, А с № 1500687, МКИ С22В1\242, С211/02, бюлл № 30, 1989 на шлакоутворюючий брикет (рідке скло), механічне брикетування стружки, електробрикетування До брикетів для ваграночної плавки поставлено цілий ряд вимог щодо МІЦНОСТІ, стирання та т п , щоб виключити ущільнення стовпа шихтових матеріалів у вагранці та створити опір руху гарячих газів у вагранці в напрямку знизу нагору Наприклад, згідно з А с № 285530, СССР МКИ B22d, бюлл № 1, 1969 (Способ получения брикетов из чугунной стружки), що включає введення в стружку низькосірчистого твердого палива, наприклад, коксика для підвищення механічної МІЦНОСТІ брикетів, їхню поверхню оплавлюють за допомогою короткочасної дії високотемпературного полум'я, наприклад, від ацетилено-кисневого пальника Подвійне та потрійне перевалювання брикетів не повинне призводити до їхнього руйнування та дроблення Застосування для брикетування чавунної стружки спеціальних зв'язуючих, витрати яких великі, технічно й економічно себе не виправдовує При цьому питома вага брикетів складає усього (2-2,5г/см ) ВІДОМІ роботи з вивчення ефективності заміни чавунного брухту в металевій шихті вагранки на брикети з відновлювачем (див Башкин Н Д , Шафранский В К Воронеж Изд Воронежского госуниверситета, 1970) Як приклад з показаного напрямку можна привести А с № 1477755, СССР С22В1/243, бюлл № 17, 1983 Брикет для плавки чугуна У брикеті як стружка використовується стружку сірого чавуну СЧ-18, як відновлювач - водний розчин осадка технічних лігносульфанатів 0,510,5мас%, а як флюс - плавиковий шпат 1,3Змас% у вигляді порошку чотирьох фракцій від 0,3мм до 2-Змм Порошки плавикового шпату та чавунної стружки змішують між собою, а потім до них додають водний розчин осадка технічних лігносульфанатів, усю суміш перемішують до однорідного складу та здійснюють формування брикетів на брикетувальному пресі Недоліком є те, що для забезпечення прийнятної МІЦНОСТІ подібного брикету необхідна додаткова операція нагрівання до 225°С Існує також метод механічного брикетування стружки на достатньо потужних пресах без застосування зв'язуючого При забезпеченні ЩІЛЬНОСТІ чавунної стружки в брикеті 5-5,2г/см3 при проведенні плавки у вагранці досягається значно менший вигар елементів, чим у випадку брикетування із застосуванням спеціальних зв'язуючих Застосування ще більш потужних пресів з питомим тиском 5500кг\см2 дозволяє збільшити ЩІЛЬНІСТЬ брикету чавунної стружки до 6г/см2 [7], с 288 Істотним недоліком зазначеного методу є необхідність використання потужних пресів Широко застосовуються деревна стружка та 60410 8 тирса для виготовлення паливних брикетів із сплаву Ni (90%)-Si з температурою плавлення різноманітних ВІДХОДІВ Так, наприклад, згідно з А ливарного чавуну роблять у струмінь металу, що с № 1006523, СССР МКИ С22В1/24, бюлл № 11, протікає по жолобі, у КІЛЬКОСТІ ДО 2% від ваги 1983 у способі утилізації ВІДХОДІВ виробництва, що рідкого металу Нікель разплавлюється й включає підготування та спалювання суміші утворюється гомогенний розчин мінеральних речовин із нафтопродуктами, Більш ДОЦІЛЬНО нікель додавати у ваграночну брикетують ферито-перлітний шлам (відходи шихту у вигляді чушкового нікелю або прокатного виробництва) у КІЛЬКОСТІ 50-80% під природнолегованого чавуну, оскільки при 2 тиском 800-1200кг\см У даному випадку переплавленні нікель не чадіє використовується властивість деревної тирси Феромолібден зазвичай додають для поглинати масла, що виділяються зі шламу в одержання в сплаві 0,4-1% Мо, ІНОДІ ДО 1,5% процесі пресування, та забезпечувати необхідну Вважають, що цей феросплав доцільно МІЦНІСТЬ брикетів присаджувати в ківш для одержання в чавуні не більше 1% Мо Феромолібден можна Відоме застосування деревної тирси для присаджувати на жолоб лише при наявності виготовлення брикетів із тонкоподрібненого міднодостатньої КІЛЬКОСТІ рідкого чавуну в ковші, тому нікелевого концентрату також із використанням що він може залишитися на дні нерозплавленим їхньої спроможності поглинати вологу згідно з А с Порошкоподібний молібден додають у струмінь № 596645, СССР МКИ С22В1/244, бюлл № 9, металу одразу після випуску металу з вагранки 1978 Связующее для изготовления брикетов из Практикують присаджування молібдену в ківш, а медьсодержащих материалов, А с № 1186672, також завантаження у вагранку одночасно нікелю СССР МКИ, С22В1/244, бюлл № 39, 1985 Способ та феромолібдену получения брикетов из тонкоизмельченного минерального сырья, А с №1479538, СССР МКИ Наведені дані свідчать, що забезпечення С22В1/16, бюлл № 18, 1989 Способ получения легування чавуну заданим складом необхідних брикетов из тонкоизмельченного минерального елементів, як правило, потребує проведення сырья достатньо трудомісткої позапічної обробки розплаву металу, який отримується у вагранці Однак для специфічних умов застосування брикетів під час плавки у вагранці не виявлено Як прототип, що збігає з винаходом, який аналогів, ВІДПОВІДНО ДО ЯКИХ ДЛЯ виготовлення заявляється, за призначенням та основними брикетів із чавунної та сталевої стружки як ознаками, обрано рішення по проведенню плавки зв'язуюче та одночасно матеріал, що містить чавуну у вагранках із застосуванням брикетів на вуглець, застосовувалася б деревна стружка й основі чавунної стружки, яке описано в основній тирса монографії за технологією ваграночної плавки [7] Мариенбах Л М Основы ваграночного процесса Також не виявлено аналогів, що подібні М Машгиз, -1960, - с Вторинні чорні метали брикети на основі чавунної стружки з додатково складають значну частину ваграночної шихти, до введеними графітизуючими та легуючими складу якої входить чавунний та сталевий брухт, домішками можуть використовуватися під час чавунна та сталева стружка, а також власне плавки у вагранці не тільки як часткове повернення ливарного цеху Чавунну стружку доповнення до чавунного та сталевого брухту, але більш доцільно використовувати як шихту саме у і як 100%-а металозавалка, що істотно покращує вагранках, а не в доменних печах, тому що можна умови одержання чавуну заданого складу заощадити чушковий чавун та чавунний брухт безпосередньо у вагранці без використання Чавунну та сталеву стружку в КІЛЬКОСТІ ДО 10% позапічної обробки рідкого чавуну можна застосовувати в шихті вагранки насипом Практика введення легуючих елементів у або вводити и у вагранку за допомогою шнека над процесі плавки чавуну у вагранках описана в книзі, зоною плавлення Проте краще використання що цитувалася - Л М Марієнбах [7] с 203 - 204 стружки досягається при попередньому її Відомо, ЩО плавку низькота брикетуванні на пресах та введенні в шихту у середньолегованих чавунів в ливарних цехах вигляді щільних брикетів У металозавалку може здійснюють безпосередньо у вагранках, при цьому бути введено до 20-25% чавунної стружки у легування в невеликих розмірах отримують за вигляді таких брикетів допомогою додавання в шихту природнолегованих чавунів Наприклад, для одержання У відомому рішенні ВІДПОВІДНО до прототипу, антифрикційного чавуну, що містить 0,2-0,35% Сг, як і в аналогах, що раніше цитувалися, не 0,3-0,4% Ni, 0,2-0,3% Си та 0,1-0,15% АІ, у шихту вирішено ряд проблем По-перше, для одержання вагранки вводять 50% хромонікелевого механічно спресованих брикетів чавунної стружки, природнолегованого чавуну спроможних витримати без руйнування дві-три перевалки й забезпечити якісне ведення процесу Мідь у необхідній КІЛЬКОСТІ додають у ківш, а плавки у вагранці, необхідно витримати на пресах алюміній - на жолоб вагранки Причому значний питомий тиск для досягнення ЩІЛЬНОСТІ феросиліцій повинен бути щільним та не мати порядку 5-5,2г/см3 Причому для подальшого більш ніж 0,4% Са та АІ, розмір шматків - не незначного підвищення ЩІЛЬНОСТІ чавунних менше 20х20мм Засипання дрібняку не стружок у брикеті до 6г/см3 необхідно забезпечити припускається Додавання деяких легуючих питомий тиск пресування до 5500кг\см2 Отже, для елементів краще здійснювати в ківш Введення одночасного пресування, наприклад, чотирьох порошку ферохрому в ківш проблематичне, тому брикетів із ЗОВНІШНІМ діаметром 100мм кожний ІНОДІ застосовують хромисті брикети Присадку необхідно задіяти гідравлічний прес зусиллям не гранульованого нікелю у вигляді спеціального 60410 менше 220ОГОНН Тому забезпечення необхідної МІЦНОСТІ брикетів при меншому питомому тиску пресування є актуальним завданням По-друге, у вагранці при завантаженні використовується усього 20-25% шихти у вигляді брикетів тільки з чавунної стружки від загальної КІЛЬКОСТІ первинного матеріалу По-третє, не вирішене питання одержання низьколегованого чавуну заданого ХІМІЧНОГО складу безпосередньо в процесі ваграночної плавки, оскільки додавання легуючих елементів здійснюється традиційним способом - позапічною обробкою розплаву в ковші або в жолобі Загальними ознаками прототипу та винаходу, що заявляється, на спосіб ваграночної плавки чавуну є введення у вагранку коксу, флюсу та металевої шихти з додаванням ВІДХОДІВ ливарного чавуну, сталевих ВІДХОДІВ та брикетів на основі чавунної стружки, уведення необхідних легуючих присадок та домішок, наступне їхнє нагрівання та розплавлення В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу ваграночної плавки низьколегованого чавуну, у якому за рахунок особливостей підготування металевої шихти у вигляді спресованих брикетів забезпечується підвищення ефективності плавки й одержання чавуну заданого ХІМІЧНОГО складу з підвищеними міцностними й експлуатаційними характеристиками без застосування позапічної обробки рідкого чавуну в ковші або випускному жолобі Поставлена задача вирішується тим, що в способі ваграночної плавки високоміцного корозійностійкого чавуну, що включає введення у вагранку коксу, флюсу та металевої шихти з додаванням ВІДХОДІВ ливарного чавуну, сталевих ВІДХОДІВ та брикетів на основі чавунної стружки, введення необхідних легуючих присадок та домішок, наступне нагрівання та розплавлення ВІДПОВІДНО ДО винаходу як металева шихта використовуються брикети, механічно спресовані при питомому тиску 1800-2000кг\см2 з однорідної суміші в складі чавунної стружки, стружки сталей мартенситного класу, порошків присадок необхідних легуючих елементів, у вигляді порошку 75%-го феросиліцію та/або силікокальцію, деревних стружок та тирси, узятих в об'ємному співвідношенні 3 0,5 (0,2-0,3) 1 ВІДПОВІДНО Конкретною ВІДМІННІСТЮ є те, що брикети із зазначеної суміші пресують у вигляді циліндричних шайб діаметром 100мм та висотою 50-бОмм із забезпеченням ЩІЛЬНОСТІ матеріалу 3,5г/см3 Причинно-слідчий зв'язок між ВІДМІТНИМИ ознаками та технічним результатом, що досягається полягає в наступному Додавання деревних стружок та тирси природної вологості в суміш для брикетування дозволяє одержувати МІЦНІ циліндричні брикети діаметром 100мм та висотою 50-60мм, що допускають декілька перевалювань без руйнування та не порушують процесу плавки у вагранці навіть при 100%-ій завал ці металевої шихти у вигляді брикетів Брикетування з додаванням деревних стружок та тирси при тиску 10 пресування 1800-2000кг\см2 та досяжній ЩІЛЬНОСТІ брикету - 3,5г/см3 не потребує наявності потужних пресів При використанні таких брикетів підвищується ефективність ваграночної плавки за рахунок використання збільшеної КІЛЬКОСТІ стружки, зниження вигару чавунної та сталевої стружки, що також спрощує процес забезпечення заданого ХІМІЧНОГО складу чавуну, що виплавляється Додатковий вплив від застосування деревних стружок та тирси полягає у введенні в брикети матеріалу, що містить вуглець та поліпшує процес графітизації Цьому ж сприяє введення безпосередньо в брикет заданої КІЛЬКОСТІ порошку 75%-го феросиліцію та/або силікокальцію Задача збільшення механічних властивостей чавуну та підвищення поверхневої твердості за рахунок подальшої термічної обробки вирішується шляхом додавання таких легуючих елементів як молібден, хром, нікель, ванадій, переважно у вигляді ламкої незливної стружки сталей мартенситного класу, що містять зазначені легуючі елементи Відсотковий ВМІСТ легуючих елементів в мартенситних сталях цього класу можна проілюструвати на прикладі 1) 20ХНЗА хром 0,6-0,9, нікель 2,75-3,0, 2) 5ХНМ молібден 0,15-0,3, нікель 1,4-1,8, хром 0,5-0,8, 3) 60С2 хром 0,3, мідь 0,2, нікель 0,25, 4) 20ХН4ФА хром 0,7-1,1, нікель 3,75-4,15, ванадій 0,1-0,19, мідь 0,3, У СВІТІ вищесказаного задача про створення сірого чавуну підвищеної ЗНОСОСТІЙКОСТІ та з високими механічними властивостями вирішена в даному випадку створенням брикетів на основі чавунної стружки з легуючими домішками та домішками, що сприяють графітизації Одержання сірого чавуну з дрібнопластинчастими або дрібнодисперсними включеннями графіту перліти о-графіто во і структури пов'язано з організацією центрів графітизації в сплавах заліза з вуглецем Утворення графіту, особливо з рідкого чавуну, набагато легше відбувається не в об'ємі, а на поверхні сторонніх дрібних часток, у місцях пір та тріщин на стінках форми та ш Такими металевими частками можуть бути оксиди, нітриди та частки графіту , що не розчинилися При цьому для їхньої ефективної дії необхідно, щоб їхні кристалічні ґрати були близькими до кристалічних ґрат графіту Таким умовам орієнтаційної ВІДПОВІДНОСТІ найкраще задовольняють дрібні частки S1O2, АЬОз, АІ і, безумовно, сам графіт Центром графітизації служить кремній або його сполуки, що додаються у вигляді феросиліцію електротермічного (ГОСТ 1415) або силікокальцію (ГОСТ 4762) при модифікуванні сірого чавуну У металевій стружці сірих чавунів кремній входить до складу фериту, створюючи з а-залізом твердий розчин заміщення Крім того в процесі плавки брикетів у вагранці при нагріванні шихти відбувається сублімація целюлози в обсязі, який займається нею разом з крупинками порошкоподібного феросиліцію, та коагуляція обвуглілої целюлози Обвуглілі ділянки масиву з вкрапленнями графіту, що утворились, 12 11 60410 КІЛЬКІСТЬ яких залежить від дисперсності помелу 0,3) 1 целюлози та феросиліцію, служать центрами Здійснюється операція усереднення суміші за графітизації допомогою інтенсивного перемішування її складових, у результаті чого за рахунок На відміну від звичайного процесу виплавки рівномірного розподілу одержують шихту для чавуну, коли присаджування лігатури у вигляді брикетування феросиліцію здійснюється в ківш, жолоб або електропіч, виплавка чавуну з брикетної шихти у Ш ихту на столі преса зусиллям 630 т-с вищевказаному складі дозволяє одержати чавун із засипають у чотири циліндричні прес-форми на рівномірно розподіленими центрами графітизації всю їхню (прес-форм) висоту, тиснуть пуансонами Саме така шихта дозволяє створити чавун із з розрахунковим зусиллям пресування, доки не дрібними та завихреними графітними утвориться брикет включеннями, який має високі механічні Форма брикетів, їхня МІЦНІСТЬ та розміри властивості діаметру і висоти були експериментально відпрацьовані МІЦНІСТЬ брикетів достатня, щоб Зроблений ХІМІЧНИЙ аналіз плавок показує, що витримати декілька перевалювань без руйнування найбільш оптимальним щодо вмісту кремнію для і найголовніше для проведення плавки у вагранці одержання поліпшеної рідкоплинності вказаного із забезпеченням проходу газів у напрямку зверху чавуну на брикетній основі є від 2,48% до 3,0% нагору Саме такий вміст кремнію в поєднанні з графітом дрібнодисперсної целюлози та легуючими Плавка здійснюється у 3-х тонній вагранці з домішками дозволив одержати чавун з розрахунком на 1т металозавалки 500-600кг вищевказаними властивостями коксу У вагранці використовується кисневе дуття Таким чином, ознаки, що складають сутність Завалку здійснюють у три шари послідовно винаходу, знаходяться в причинно-слідчому шар коксу та шар брикетів зв'язку з технічним результатом, що досягається Розплавлюють металозавалку, потім коректують склад чавуну на основі проведення ВІДОМОСТІ, ЩО підтверджують можливість ХІМІЧНИХ аналізів винаходу За допомогою мірчої посудини готують У вагранку для коректування складу зверху завчасно необхідну КІЛЬКІСТЬ суміші в складі додають за необхідністю сталевий брухт, вапно та ш Температура плавки у вагранці не менше чавунна стружка, 1440°С стружка сталей мартенситного класу з додаванням за необхідністю порошків легуючих Після завершення плавки та при досягненні домішок, необхідного складу чавуну здійснюють операцію лиття домішки, що сприяють графітизації у вигляді порошків 75%-го феросиліцію та/або Протягом останніх років таким чином силікокальцію, одержують виливки для деталей шахтних відцентрових насосів типу ВНС деревна стружка та тирса природної вологості при співвідношенні вказаних складових 3 0,5 (0,2 Комп'ютерна верстка С Волобуєв Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119