RU2069702C1 - Модификатор для обработки чугуна - Google Patents
Модификатор для обработки чугуна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069702C1 RU2069702C1 RU9393030977A RU93030977A RU2069702C1 RU 2069702 C1 RU2069702 C1 RU 2069702C1 RU 9393030977 A RU9393030977 A RU 9393030977A RU 93030977 A RU93030977 A RU 93030977A RU 2069702 C1 RU2069702 C1 RU 2069702C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- modifier
- silicon carbide
- pig
- iron
- cast iron
- Prior art date
Links
- 239000003607 modifier Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 title abstract description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 3
- -1 methane group hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Использование: металлургия, в частности в ковшевом или внутриформенном модифицировании чугуна. Сущность изобретения: модификатор содержит дисперсный порошок карбида кремния, полученный плазмохимическим синтезом и плакированный смесью твердых углеводородов метанового ряда, преимущественно парафином. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к ковшевому или внутриформенному модифицированию чугуна, и может быть использовано в литейном производстве.
Известно применение в качестве модификатора, дисперсных тугоплавких соединений [1, 2]
Основными недостатками их применения являются плохое смачивание частиц расплавом, быстрое окисление модификатора, низкая модифицирующая способность.
Основными недостатками их применения являются плохое смачивание частиц расплавом, быстрое окисление модификатора, низкая модифицирующая способность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является модификатор [3] содержащий, мас.
Порошок титана 25 35
Порошок алюминия 25 35
Порошок никеля 25 30
Порошок карбида кремния Остальное
Недостатком данного модификатора являются невысокие защитные функции титана и алюминия как протекторов, предохраняющих частицы ультрадисперсного порошка (УДП) карбида кремния от коагуляции окисления, снижающих потенциальную модифицирующую способность тонкодисперсных частиц карбида кремния. УДП с размером частиц менее 1,0 мкм обладают большой адсорбирующей способностью. Известно, что даже при спекании спрессованных из УДП брикетов в вакууме не удается избежать окисления частиц модификатора, что резко ухудшается смачивание их расплавом и соответственно снижает эффективность модифицирования.
Порошок алюминия 25 35
Порошок никеля 25 30
Порошок карбида кремния Остальное
Недостатком данного модификатора являются невысокие защитные функции титана и алюминия как протекторов, предохраняющих частицы ультрадисперсного порошка (УДП) карбида кремния от коагуляции окисления, снижающих потенциальную модифицирующую способность тонкодисперсных частиц карбида кремния. УДП с размером частиц менее 1,0 мкм обладают большой адсорбирующей способностью. Известно, что даже при спекании спрессованных из УДП брикетов в вакууме не удается избежать окисления частиц модификатора, что резко ухудшается смачивание их расплавом и соответственно снижает эффективность модифицирования.
Другим недостатком известного модификатора является невозможность обрабатывать им ваграночный чугун, температура выпуска которого, как правило, ниже 1350o, в то время как ваграночный чугун широко применяется в настоящее время в литейном производстве.
В основу настоящего изобретения поставлена задача снижения расхода модификатора и температуры усвоения его расплавом, а также повышения усталостной прочности чугуна путем применения плакированного смесью твердых углеводов, например, парафином, ультрадисперсного порошка карбида кремния плазмохимического синтеза с размером частиц 0,1-1,0 мкм. Плакирование частиц карбида кремния твердыми углеводородами метанового ряда осуществляется непосредственно в высокочастотной установке получения УДП после плазмохимического синтеза при оседании частиц в смеси с расплавленным парафином в инертной среде. Плакированные частицы карбида кремния лучше усваиваются расплавом, меньше расход модификатора и ниже температура его усвоения не только за счет устранения окисленности, но также за счет улучшения тепломассообмена способствует барботаж микрообъемов расплава, создаваемый продуктами разложения парафинового слоя УДП. Поскольку при использовании предлагаемого модификатора исключается насыщение его влагой и кислородом нет необходимости нагревать модификатор особенно перед обработкой больших, масс чугуна.
Частицы карбида кремния плазмохимического происхождения обладают способностью после усвоения их расплавом и достижения ими в расплаве критического размера замедлять растворение в дальнейшем и в таком виде существовать определенное время (Бакли Г. Рост кристаллов.-М. "Иностранная литература, 1954, с. 33). Cледовательно, при введении предлагаемого модификатора в расплаве образуется громадное количество микрообъемов металла с зародышами критического размера, что облегчает графитизацию чугуна и препятствует образование твердых высокоуглеродистых фаз (цементита).
Предложенный модификатор опробовали при обработке серого чугуна: 3,1-3,3% C; 1,8-2,0% Si; 0,4-0,5% Mn; 0,03 0,04% S; 0,1-0,2% P; 0,1-0,2% Cr. Использован плакированный карбид кремния плазмохимического происхождения с размером частиц 0,05-1,5 мкм (500-15000 
) производства СКТБ ИНХ АН Латвии (г. Рига) и ИНХП АН России (г. Черноголовка Московской области). Исходный чугун выплавляли в индукционной печи, разливали в ковши, на дно которых были уложены пакеты с модификатором в количестве 0,01-0,1% от массы обрабатываемого металла. Из модифицированного чугуна заливали стандартные технологические пробы для исследования структуры и механических свойств чугуна. Число центров кристаллизации графита определяли путем подсчета количества аустенитно-графитных зерен в 1 см2 поверхности травленного микрошлифа (Справочник по чугунному литью. /Под ред. Н.Г. Гиршовича -М. Металлургиздат, 1971). Результаты экспериментов обработке чугуна УДП модификатором различной фракции и различного расхода приведены в таблице.
Из таблицы видно, что оптимальные результаты получены при фракционном составе модификатора в пределах 0,1-1,0 мкм (составы NN 3-5).
При размерах частиц карбида кремния менее 0,1 мкм часть их, имея диаметр меньше критического размера, растворяется в чугуне, не образуя центров кристаллизации графита и число последних падает (состав N 2). Кроме того, нижний (минимальный) размер фракции ограничен возможностями способа ее получения и снижением производительности установки. Уменьшается число центров кристаллизации графита и с увеличением фракции SiC более 1,0 мкм. Графитные включения огрубляются и в обеих случаях падает усталостная прочность.
Применение плакированного УДП карбида кремния значительно снижает температуру усвоения модификатора (с 1380oC до 1290-1300oC), что позволяет обрабатывать ваграночный чугун.
Полученные высокие усталостной прочности результаты достигаются при более низком расходе модификатора (0,01-0,1% против 0,2% у известного).
Таким образом, обработанный предлагаемым модификатором серый чугун по сравнению с чугуном, обработанным известным модификатором, имеет более низкую температуру усвоения и более высокую (в 1,6 раза) усталостную прочность при меньшем расходе модификатора.
Обработка предложенным модификатором выплавленного чугуна позволяет внепечным способом переводить его в более высокую марку, а также повысить эксплуатационные показатели отлитого металлургического и машиностроительного оборудования (прокатные валки, штампы, изложницы, станины и т.д.), что даст значительный экономический эффект.
Claims (2)
1. Модификатор для обработки чугуна, содержащий дисперсный порошок карбида кремния, отличающийся тем, что он содержит дисперсный порошок карбида кремния, полученный плазмохимическим синтезом, плакированный твердыми углеводородами метанового ряда.
2. Модификатор по п.1, отличающийся тем, что он содержит дисперсный порошок карбида кремния, полученный плазмохимическим синтезом, плакированный парафином.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9393030977A RU2069702C1 (ru) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Модификатор для обработки чугуна |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9393030977A RU2069702C1 (ru) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Модификатор для обработки чугуна |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93030977A RU93030977A (ru) | 1996-03-27 |
| RU2069702C1 true RU2069702C1 (ru) | 1996-11-27 |
Family
ID=20143143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU9393030977A RU2069702C1 (ru) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Модификатор для обработки чугуна |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2069702C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2142515C1 (ru) * | 1999-01-06 | 1999-12-10 | ООО "Металлургические системы" | Модификатор для обработки жидких металлов и сплавов |
| RU2143008C1 (ru) * | 1999-01-06 | 1999-12-20 | ООО "Металлургические системы", ООО "КМТ" | Способ модифицирования жидких металлов и сплавов |
| RU2200646C2 (ru) * | 2001-05-22 | 2003-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ получения высокопрочных отливок из чугуна |
| RU2316609C1 (ru) * | 2006-07-25 | 2008-02-10 | Закрытое акционерное общество "Модификаторы и металлы нового поколения" (ЗАО "Модификаторы и металлы нового поколения") | Комплексный модификатор |
| RU2468110C2 (ru) * | 2011-02-07 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Металлургические технологии" | Наномодификатор нового поколения (нмнп) |
-
1993
- 1993-06-01 RU RU9393030977A patent/RU2069702C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 500231, кл. C 21 C 1/00, 1978. Авторское свидетельство СССР N 616325, кл. C 22 C 35/00, 1978. Авторское свидетельство СССР N 1148888, кл. C 22 C 35/00, 1985. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2142515C1 (ru) * | 1999-01-06 | 1999-12-10 | ООО "Металлургические системы" | Модификатор для обработки жидких металлов и сплавов |
| RU2143008C1 (ru) * | 1999-01-06 | 1999-12-20 | ООО "Металлургические системы", ООО "КМТ" | Способ модифицирования жидких металлов и сплавов |
| RU2200646C2 (ru) * | 2001-05-22 | 2003-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ получения высокопрочных отливок из чугуна |
| RU2316609C1 (ru) * | 2006-07-25 | 2008-02-10 | Закрытое акционерное общество "Модификаторы и металлы нового поколения" (ЗАО "Модификаторы и металлы нового поколения") | Комплексный модификатор |
| RU2468110C2 (ru) * | 2011-02-07 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Металлургические технологии" | Наномодификатор нового поколения (нмнп) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20090031691A (ko) | 제강용 결정립 미세화 복합물 및 사용 | |
| AU721510B2 (en) | Composition for inoculating low sulphur grey iron | |
| RU2069702C1 (ru) | Модификатор для обработки чугуна | |
| US4230490A (en) | Process for producing cast iron | |
| EP0067500A1 (en) | Method of casting compacted graphite iron by inoculation in the mould | |
| US2963364A (en) | Manufacture of cast iron | |
| Fras et al. | The influence of oxygen on the inoculation process of cast iron | |
| RU2222604C2 (ru) | Порошковая проволока для десульфурации чугуна | |
| US5098651A (en) | Magnesium treatment process and apparatus for carrying out this process | |
| JP2007118073A (ja) | ダクタイル鋳鉄用球状化処理剤及びダクタイル鋳鉄の球状化処理方法 | |
| JPS60204816A (ja) | 冶金液用添加物及びその添加物を用いた冶金方法 | |
| JPH03130344A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法 | |
| Larrañaga et al. | Gray cast iron with high austenite-to-eutectic ratio part III—high strength, low hardness, high carbon equivalent gray iron with superfine graphite | |
| RU2069704C1 (ru) | Модификатор для сфероидизирующей обработки чугуна | |
| RU2016071C1 (ru) | Способ получения чугуна | |
| SU1723173A1 (ru) | Брикетированна смесь дл обработки серого чугуна | |
| RU2588965C1 (ru) | Способ модифицирования чугуна | |
| Kiss | Comparative Study on the In-Ladle Treatment Techniques for Nodulizing the Iron’s Graphite | |
| RU2652932C1 (ru) | Способ внепечного модифицирования чугунов и сталей | |
| RU2069703C1 (ru) | Модификатор для обработки чугуна | |
| RU1803461C (ru) | Износостойкий чугун | |
| RU2069705C1 (ru) | Способ получения чугуна | |
| US2625473A (en) | Lithium modified magnesium treatment of cast iron | |
| RU2061761C1 (ru) | Способ обработки стали в ковше | |
| Kim | Effect of Aluminum in Cast Iron |