RU2225885C2 - Method of production of graphitized conversion foundry pig iron - Google Patents
Method of production of graphitized conversion foundry pig iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2225885C2 RU2225885C2 RU2002106174/02A RU2002106174A RU2225885C2 RU 2225885 C2 RU2225885 C2 RU 2225885C2 RU 2002106174/02 A RU2002106174/02 A RU 2002106174/02A RU 2002106174 A RU2002106174 A RU 2002106174A RU 2225885 C2 RU2225885 C2 RU 2225885C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- iron
- pig iron
- graphitized
- production
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title abstract 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 49
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 7
- 241000282887 Suidae Species 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 4
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при модифицировании (графитизации) доменного передельного чугуна, предназначенного для переплавки в чугунолитейных цехах при производстве металлургического и машиностроительного литья.The invention relates to the field of metallurgy and can be used for the modification (graphitization) of pig iron, intended for smelting in iron foundries in the production of metallurgical and engineering castings.
Известен способ производства модифицированного передельного чугуна путем ввода дробленого ферросилиция в жидкий чугун на желобе при выпуске из доменной печи (см. Мишин П.П., Кошелева С.А., Петров Г.Б. и др. Производство высококачественного чугуна для машиностроения.-М.: Металлургия, 1983, 40 с.). Однако этот способ неэффективен, т.к. в этом случае эффект графитизации чугуна ни в чушковом чугуне, ни при последующем повторном переплаве не сохраняется. В данном случае при повторном переплаве чугун ведет себя аналогично обычному доменному литейному или передельному чугуну, сохраняя ряд отрицательных наследственных свойств, в частности склонность к отбелу, что делает его в ряде случаев малопригодным для использования при производстве литья, особенно тонкостенного и кокильного. По этой причине данный способ применяют на практике только для легирования чугуна кремнием, т.е. для получения синтетического литейного чугуна.A known method for the production of modified pig iron by introducing crushed ferrosilicon into molten cast iron on the trough when discharged from a blast furnace (see Mishin PP, Kosheleva SA, Petrov GB and others. Production of high-quality cast iron for mechanical engineering .- M.: Metallurgy, 1983, 40 p.). However, this method is inefficient, because in this case, the effect of graphitization of cast iron is not preserved either in pig iron or during subsequent re-melting. In this case, during repeated remelting, cast iron behaves similarly to a conventional blast furnace or cast iron, retaining a number of negative hereditary properties, in particular, a tendency to bleach, which makes it in some cases unsuitable for use in the production of castings, especially thin-walled and chill molds. For this reason, this method is used in practice only for alloying cast iron with silicon, i.e. for synthetic cast iron.
Наиболее близким к предлагаемому, принятый нами за прототип, является способ производства графитизированного передельного чугуна литейного класса, включающий ввод в жидкий чугун ферросилиция перед и в процессе разливки в чушки (патент России №2093586, кл. C 21 C 1/10, опубл. 20.10.1997 г.).Closest to the proposed one, which we adopted as a prototype, is a method for the production of graphitized foundry grade cast iron, which includes introducing ferrosilicon into liquid cast iron before and during casting process (Russian patent No. 2093586, class C 21 C 1/10, publ. 20.10 .1997).
По этому способу расход ферросилиция, вводимого в жидкий чугун для его графитизации, устанавливают в зависимости только от содержания кремния и марганца в исходном чугуне.According to this method, the flow rate of ferrosilicon introduced into molten iron for its graphitization is established depending only on the content of silicon and manganese in the original cast iron.
Однако данный способ малоэффективен при графитизации высокоуглеродистого низкомарганцовистого передельного чугуна, содержащего менее 0,5% марганца, т.к. в этом случае на процесс графитизации чугуна более существенное влияние наряду с кремнием оказывает углерод, а оптимальный расход графитизатора определяется углеродным эквивалентом.However, this method is ineffective in graphitizing high-carbon low-manganese pig iron containing less than 0.5% manganese, because in this case, carbon has a more significant effect on the graphitization of cast iron, along with silicon, and the optimal consumption of the graphitizer is determined by the carbon equivalent.
По этой причине обработка по известному способу указанного выше передельного чугуна не обеспечивает стабильных значений механических свойств и микроструктуры чугуна (в частности, формы и характера распределения графита) после графитизирующей обработки. В структуре чушек чугуна появляется цементит, что является причиной склонности к отбелу чугуна при повторном переплаве. Это является существенным недостатком известного способа.For this reason, the processing according to the known method of the above pig iron does not provide stable values of the mechanical properties and microstructure of cast iron (in particular, the shape and nature of the distribution of graphite) after graphitizing treatment. Cementite appears in the structure of pig iron pigs, which is the reason for the tendency to bleach cast iron during re-melting. This is a significant disadvantage of the known method.
В основу настоящего изобретения поставлена техническая задача усовершенствовать способ производства графитизированного передельного чугуна литейного класса за счет корректировки технологии внепечной обработки чугуна графитизирущими добавками при разливке в чушки с целью получения графитизированной структуры в чушке и сохранение этого эффекта в чугуне при его повторном переплаве. Это позволит практически полностью исключить отбел чугуна и повысить его физико-механические свойства, т.е. повлиять на положительную наследственность чугуна.The basis of the present invention is the technical task to improve the method of production of graphitized pig iron of the foundry class by adjusting the technology of out-of-furnace treatment of cast iron by graphitizing additives during casting in pigs in order to obtain a graphitized structure in pig iron and to preserve this effect in cast iron when it is re-melted. This will make it possible to completely eliminate the bleaching of cast iron and increase its physical and mechanical properties, i.e. affect the positive heredity of cast iron.
Поставленная задача решается тем, что по известному способу производства графитизированного передельного чугуна литейного класса, включающему ввод в жидкий чугун ферросилиция перед и в процессе разливки в чушки, ферросилиций вводят под уровень металла при температуре чугуна 1330...1400°С, а его расход устанавливают в зависимости от содержания углерода и кремния в чугуне из соотношенияThe problem is solved in that by a known method for the production of graphitized foundry grade cast iron, which includes introducing ferrosilicon into liquid cast iron before and during casting into pigs, ferrosilicon is introduced under the metal level at a temperature of cast iron of 1330 ... 1400 ° C, and its flow rate is set depending on the content of carbon and silicon in cast iron from the ratio
где 0,125 - постоянный эмпирический коэффициент, кг/т;where 0.125 is a constant empirical coefficient, kg / t;
К - расход ферросилиция, кг/т чугуна;K is the consumption of ferrosilicon, kg / t of pig iron;
m - содержание кремния в ферросилиции, %;m is the silicon content in ferrosilicon,%;
[с], [Si]- соответственно содержание углерода и кремния в чугуне, %.[s], [Si] - respectively, the carbon and silicon content in cast iron,%.
Причинно-следственная связь между совокупностью всех существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в том, что только использование всех заявленных признаков технологического процесса и указанных соотношений расхода графитизатора позволит получить графитизированную структуру в чушке и сохранить этот эффект в чугуне при его повторном переплаве, что подтверждают приведенные ниже исследования.A causal relationship between the totality of all the essential features of the invention and the achieved technical result is that only the use of all the claimed features of the technological process and the indicated graphitizer flow ratios will allow to obtain a graphitized structure in the pig and to preserve this effect in cast iron when it is re-melted, which is confirmed the research below.
Обеспечение графитизированной структуры в чушке маломарганцовистого передельного чугуна и сохранение этого положительного эффекта в чугуне при его повторном переплаве достигается за счет ввода графитизатора (ферросилиция) под уровень металла на заданную глубину, дифференцированного удельного расхода графитизатора на обработку в зависимости от содержания углерода и кремния в чугуне и оптимальной температуры чугуна перед обработкой.Providing a graphitized structure in pig iron of low-manganese pig iron and maintaining this positive effect in pig iron during its re-melting is achieved by introducing a graphitizer (ferrosilicon) under the metal level at a given depth, differentiated specific consumption of graphitizer for processing depending on the carbon and silicon content in cast iron and optimum temperature of cast iron before processing.
Для отработки оптимальных параметров способа проводили специальные эксперименты в лабораторных и промышленных условиях.To work out the optimal parameters of the method, special experiments were carried out in laboratory and industrial conditions.
Графитизирущей обработке подвергали маломарганцовистый доменный передельный чугун с содержанием углерода 4,0...4,8%, кремния 0,50...1,0% и марганца 0,25...0,45%. Отработку проводили в ковшах, масса чугуна в ковше составила при проведении лабораторных экспериментов 1,2...1,5 т и промышленных 65...75 т. Для сохранения эффекта графитизации обработку чугуна производили непосредственно перед и в процессе разливки в чушки. В качестве графитизирующего модификатора использовали ферросилиций марки ФСи 75. который вводили в чугун в виде порошковой проволоки посредством трайб-аппарата или в дробленом виде из расходного бункера. Порошковую проволоку вводили под уровень металла на максимально возможную глубину. Дробленый ферросилиций подавали на поверхность чугуна в ковше или на струю металла в процессе разливки в чушки.The low-manganese blast-furnace pig iron with the carbon content of 4.0 ... 4.8%, silicon 0.50 ... 1.0% and manganese 0.25 ... 0.45% was subjected to graphitizing treatment. Testing was carried out in ladles, the mass of pig iron in the ladle was 1.2 ... 1.5 tons and industrial 65 ... 75 tons during laboratory experiments. To maintain the effect of graphitization, pig iron was processed immediately before and during casting. FSi 75 grade ferrosilicon was used as a graphitizing modifier. It was introduced into cast iron in the form of flux-cored wire by means of a tribing apparatus or in crushed form from a feed hopper. The flux-cored wire was introduced under the metal level to the maximum possible depth. Crushed ferrosilicon was fed to the surface of cast iron in a ladle or to a stream of metal during casting into ingots.
В лабораторных условиях отрабатывали только способ ввода графитизатора в жидкий чугун. Полученные результаты приведены в табл. 1.Under laboratory conditions, only the method of introducing a graphitizer into molten iron was worked out. The results are shown in table. 1.
Как следует из данных табл. 1. максимальный положительный эффект графитизации чугуна достигается только при вводе ферросилиция под уровень металла. При подаче графитизатора на поверхность чугуна в ковше или на струю металла степень усвоения кремния нестабильная и низкая, а эффект графитизации чугуна практически отсутствует. Об этом свидетельствует высокий уровень технологических проб с отбелом (92%).As follows from the data table. 1. The maximum positive effect of graphitization of cast iron is achieved only when ferrosilicon is introduced below the metal level. When a graphitizer is fed to the surface of cast iron in a ladle or to a stream of metal, the degree of absorption of silicon is unstable and low, and the effect of graphitization of cast iron is practically absent. This is evidenced by the high level of technological samples with whitening (92%).
В дальнейшем при отработке оптимальных параметров технологического процесса в промышленных условиях графитизатор (ферросилиций) вводили в чугун в виде порошковой проволоки под уровень металла в ковше на глубину не менее 1,5 м.Later, when working out the optimal parameters of the technological process in industrial conditions, a graphitizer (ferrosilicon) was introduced into cast iron in the form of cored wire under the metal level in the ladle to a depth of at least 1.5 m.
Удельный расход ферросилиция на обработку изменяли в пределах 1,7...2,4 кг на тонну чугуна. Чугун обрабатывали при его температуре в пределах 1330...1420°C.The specific consumption of ferrosilicon for processing was varied within 1.7 ... 2.4 kg per ton of cast iron. Cast iron was processed at its temperature in the range of 1330 ... 1420 ° C.
В процессе разливки чугуна в чушки и после повторного переплава графитизированного чугуна отбирали стандартные клиновые пробы на отбел и пробы для механических испытаний. Повторный переплав графитизированного чугуна осуществляли в индукционной электропечи. Полученные экспериментальные данные приведены в табл. 2.During casting of pig iron and after re-melting of graphitized cast iron, standard wedge samples were taken for bleaching and samples for mechanical tests. Re-melting of graphitized cast iron was carried out in an induction electric furnace. The obtained experimental data are given in table. 2.
Как следует из данных, приведенных в табл. 2, наибольший подозрительный эффект (минимальный отбел, более высокие механические свойства чугуна, меньший удельный расход графитизатора) достигается только при реализации способа в пределах параметров заявляемого изобретения (опыты 1...6).As follows from the data given in table. 2, the greatest suspicious effect (minimal bleaching, higher mechanical properties of cast iron, lower specific consumption of graphitizer) is achieved only when implementing the method within the parameters of the claimed invention (experiments 1 ... 6).
При температуре обрабатываемого чугуна выше верхнего предела (выше 1400°С) склонность чугуна к отбелу возрастает, а механические свойства ухудшаются (опыты 7...9).When the temperature of the treated cast iron is above the upper limit (above 1400 ° C), the tendency of cast iron to bleach increases, and the mechanical properties deteriorate (experiments 7 ... 9).
Обработку чугуна с температурой ниже 1330°С не производили, т.к. при этом ухудшаются условия технологического процесса разливки чугуна в чушки, снимется качество поверхности чушек.Cast iron with a temperature below 1330 ° C was not processed, because this worsens the conditions of the technological process of casting iron into ingots, the surface quality of ingots is removed.
При удельном расходе графитизатора (ферросилиция) на обработку меньше расчетного в соответствии с формулой изобретения значения эффект графитизации чугуна не достигается (опыты 10...15). При большем расходе ферросилиция на обработку положительный эффект графитизации чугуна не возрастает, т.е. положительные наследственные свойства чугуна при повторном переплаве не улучшаются. Однако в этом случае повышается удельный расход ферросилиция и ухудшаются экономические показатели процесса (опыты 16...21).With a specific consumption of graphitizer (ferrosilicon) for processing less than the calculated value in accordance with the claims, the effect of graphitization of cast iron is not achieved (experiments 10 ... 15). With a greater consumption of ferrosilicon for processing, the positive effect of graphitization of cast iron does not increase, i.e. positive hereditary properties of cast iron during repeated remelting do not improve. However, in this case, the specific consumption of ferrosilicon increases and the economic indicators of the process deteriorate (experiments 16 ... 21).
По предлагаемому способу в промышленных условиях произведено более 1500 т передельного маломарганцовистого графитизированного чугуна литейного класса. В табл. 3 приведены основные показатели производства промышленной партии чугуна по предлагаемому и известному способам.According to the proposed method in an industrial environment produced more than 1,500 tons of pigmented low-manganese graphitized cast iron. In the table. 3 shows the main indicators of production of an industrial batch of cast iron according to the proposed and known methods.
Приведенные в табл. 3 данные показывают, что реализация предложенного способа производства графитизированного передельного чугуна литейного класса при прочих равных условиях практически полностью исключает склонность его к отбелу. обеспечивает стабильные и более высокие механические свойства при меньшем удельном расходе модификатора, что улучшает экономические показатели технологии. Использование графитизированного чугуна, произведенного по предлагаемому способу, обеспечивает высокое качество отливок, в том числе тонкостенных.Given in the table. 3 data show that the implementation of the proposed method for the production of graphitized pig iron of the foundry class, ceteris paribus, almost completely eliminates its tendency to bleach. provides stable and higher mechanical properties at a lower specific consumption of the modifier, which improves the economic performance of the technology. The use of graphitized cast iron produced by the proposed method provides high quality castings, including thin-walled.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002106174/02A RU2225885C2 (en) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | Method of production of graphitized conversion foundry pig iron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002106174/02A RU2225885C2 (en) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | Method of production of graphitized conversion foundry pig iron |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002106174A RU2002106174A (en) | 2003-09-27 |
| RU2225885C2 true RU2225885C2 (en) | 2004-03-20 |
Family
ID=32390265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002106174/02A RU2225885C2 (en) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | Method of production of graphitized conversion foundry pig iron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2225885C2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1037518A (en) * | 1962-04-16 | 1966-07-27 | Combustion Eng | Method for producing cast iron resistant to heat growth |
| RU2093586C1 (en) * | 1995-06-06 | 1997-10-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method for production of graphitization of conversion cast iron of cast grade |
| RU2156809C1 (en) * | 2000-01-21 | 2000-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Экономист" | Method for making high strength cast iron |
-
2002
- 2002-03-07 RU RU2002106174/02A patent/RU2225885C2/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1037518A (en) * | 1962-04-16 | 1966-07-27 | Combustion Eng | Method for producing cast iron resistant to heat growth |
| RU2093586C1 (en) * | 1995-06-06 | 1997-10-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method for production of graphitization of conversion cast iron of cast grade |
| RU2156809C1 (en) * | 2000-01-21 | 2000-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Экономист" | Method for making high strength cast iron |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3017325C (en) | Gray cast iron inoculant | |
| US20240093337A1 (en) | Non-magnesium process to produce compacted graphite iron (cgi) | |
| CN101698895A (en) | Low-cost preparation method for high-elongation ductile iron castings | |
| CN113249547B (en) | Smelting method for refining inclusions in H13 hot work die steel | |
| RU2225885C2 (en) | Method of production of graphitized conversion foundry pig iron | |
| RU2620206C2 (en) | Graphitizing modification method of iron | |
| RU2093586C1 (en) | Method for production of graphitization of conversion cast iron of cast grade | |
| JP2007332432A (en) | Method for refining molten steel | |
| RU2069702C1 (en) | Modifier for pig-iron treatment | |
| RU2139941C1 (en) | Method of production of gray iron | |
| RU2186123C2 (en) | Method of producing synthetic graphitized pig iron | |
| CN108570599A (en) | A kind of high-strength high hard narrow quenching degree oil 4145H steel ingots and its production method | |
| CN113462971A (en) | Hot-working die large round billet and preparation method thereof | |
| RU2588965C1 (en) | Method for modification of cast iron | |
| RU2241574C1 (en) | Method for casting iron articles with spheroidal graphite | |
| JP3712338B2 (en) | Method for producing spheroidal graphite cast iron | |
| SU1435609A1 (en) | Method of producing cast iron with vermicular graphite | |
| Lubyanoi et al. | Development of optimal formulations of natural alloyed cast irons for metals and engineering, and thermal timing subjected to secondary treatment by the method of resonance-intermittent refining | |
| RU2708281C1 (en) | Method of out-of-furnace steel treatment | |
| RU1803461C (en) | Wear-resistant cast iron | |
| JPH08176642A (en) | Addition of mixed rare earth metal chloride to molten metal | |
| RU95112586A (en) | MINING FOR METALLURGICAL TRANSFER AND METHOD FOR PRODUCING IT | |
| RU2204613C2 (en) | Out-of-furnace steel refining method | |
| RU2162109C1 (en) | Cast iron modification method | |
| RU2084543C1 (en) | Method of treating metal released from steelmaking unit in ladle |