RU2315815C1 - Способ получения чугуна с вермикулярным графитом - Google Patents
Способ получения чугуна с вермикулярным графитом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2315815C1 RU2315815C1 RU2006111432/02A RU2006111432A RU2315815C1 RU 2315815 C1 RU2315815 C1 RU 2315815C1 RU 2006111432/02 A RU2006111432/02 A RU 2006111432/02A RU 2006111432 A RU2006111432 A RU 2006111432A RU 2315815 C1 RU2315815 C1 RU 2315815C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- modifier
- iron
- cast iron
- graphitizing
- melt
- Prior art date
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N iron silicon Chemical compound [Si].[Fe] XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract description 3
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности может быть использовано при производстве отливок из чугуна с вермикулярной формой графита. В способе модифицирующие добавки помещают в карман днища ковша слоями, нижний из которых состоит из вермикуляризирующего комплексного быстроохлажденного модификатора, средний - из графитизирующего модификатора, верхний - из рафинирующего материала, в качестве которого используют железо-кремниевые лигатуры, содержащие редкоземельные металлы, образующие при взаимодействии с металлом оксиды. Причем модифицирующие добавки вводят в количестве от массы расплава чугуна: вермикуляризирующий комплексный быстроохлажденный модификатор - 0,4-2,0%; графитизирующий модификатор - 0,1-0,8%; рафинирующий материал - 0,2-0,8%. Изобретение направлено на получение чугуна с высокими физико-механическими свойствами, с повышенной устойчивостью процесса модифицирования и увеличения времени сохранения эффекта модифицирования, а также отсутствием пироэффекта. 2 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения высокопрочного чугуна, и может быть использовано при массовом производстве отливок из чугуна с вермикулярной формой графита.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения чугуна с вермикулярным графитом, включающий нагрев расплава в электропечи, выпуск расплава в ковш, первичное модифицирование чугуна путем введения на его дно присадок, содержащих редкоземельные металлы, вторичное модифицирование расплава ферросилицием. Расплав чугуна нагревают в печи до 1500-1550°С, выдерживают в течение 10-20 минут. На дно ковша перед выпуском металла дополнительно присаживают стальную обрезь и ферротитан в количестве, обеспечивающем получение в чугуне остаточного содержания титана 0,07-0,1 мас.% (патент RU 2188240, С21С 1/10). К недостаткам данного способа производства чугуна относится высокий перегрев расплава в электропечи (до 1500-1550°С) и необходимость выдержки расплава при этой температуре в течение 10-20 минут, что ведет к повышенному угару углерода. Эффект модифицирования сохраняется не более 15-16 минут. Чугун, полученный данным способом, имеет низкие механические характеристики (предел прочности при растяжении, относительное удлинение и др.).
Предлагаемое изобретение направлено на создание способа получения чугуна, обладающего высокими физико-механическими свойствами, отличающегося повышенной устойчивостью процесса модифицирования, на увеличение времени сохранения эффекта модифицирования, снижение расходных характеристик модификаторов и температуры модифицирования.
Для решения поставленных задач предлагается способ получения чугуна с вермикулярным графитом, включающий нагрев расплава и выпуск расплава в ковш, на дно которого вводят модифицирующие добавки. Добавки помещают в карман днища ковша слоями, нижний из которых состоит из вермикуляризирующего комплексного быстроохлажденного («чипс») модификатора, средний - из графитизирующего модификатора, верхний - из рафинирующего материала, в качестве которого используют железо-кремниевые лигатуры, содержащие редкоземельные металлы, образующие при взаимодействии с металлом оксиды, причем модифицирующие добавки вводят в количестве: вермикуляризирующий модификатор 0,4-2,0%, графитизирующий модификатор 0,1-0,8%, рафинирующий материал 0,2-0,8% от массы металла.
Способ производства чугуна в вермикулярным графитом основан на применении комплексного быстроохлажденного («чипс») модификатора вермикуляризирующего действия совместно с графитизирующим модификатором и рафинирующим материалом. Предлагается метод модифицирования в ковше. Ковши могут использоваться емкостью от 50 кг до 30 тонн. Схема способа получения чугуна с вермикулярным графитом представлена на чертеже. Очередность введения материалов в ковш: вермикуляризирующий комплексный модификатор, графитизирующий модификатор, рафинирующий материал. При наполнении ковша жидким чугуном, вначале взаимодействие происходит с верхним слоем введенных добавок. В качестве рафинирующего материала используют лигатуры на железо-кремниевой основе, содержащие редкоземельные материалы (типа ФСЗ0РЗМ30, ФСЗ0РЗМ20 и т.д.) фракцией 0,5-20 мм в количестве 0,2-0,8% от массы металла. В результате взаимодействия их с металлом в объеме расплава образуются комплексы оксидов редкоземельных металлов, которые осаждаются на подложках растущей графитной фазы. Ввод рафинирующего материала ниже нижнего уровня (менее 0,2%) не обеспечивает образования достаточного количества оксидов редкоземельных металлов, которые являются инициаторами формирования вермикулярного графита. Ввод рафинирующего материала выше верхнего уровня (более 0,8%) создает повышенное переохлаждение расплава, что приводит к образованию сложных карбидов.
Дальнейшее растворение графитизирующего модификатора обеспечивает создание необходимого количества центров графитизации, что снижает переохлаждение, создаваемое вермикуляризирующим модификатором. Расход графитизирующего модификатора в пределах 0,1-0,8%. Ниже нижнего уровня (0,1%), при колебаниях химического состава исходного чугуна и возрастающих добавках вермикуляризирующего модификатора, возможно образование карбидов. Выше верхнего уровня (0,8%) эффект графитизирующей обработки не усиливается.
Вермикуляризирующий модификатор в количестве 0,4-2,0%, растворяясь в чугуне, формирует вермикулярный графитный каркас на основе центров графитизации с оксидными комплексами редкоземельных металлов, что обеспечивает стабильность процесса. Ввод вермикуляризирующего модификатора ниже нижнего уровня (0,4%) не обеспечивает формирования вермикулярного графитного каркаса во всем объеме чугуна, что недопустимо. Количество вермикуляризирующего модификатора выше верхнего уровня (2,0%) способствует формированию графита в виде шаровидных включений и вызывает склонность к образованию карбидов.
Очередность растворения вводимых добавок обеспечивает устойчивое формирование вермикулярного графита в широком интервале температур исходного чугуна: от 1170 до 1600°С.
Отличие предлагаемого способа производства отливок из ЧВГ заключается в создании в объеме обрабатываемого жидкого чугуна оксидных соединений (оксиды и оксисульфиды) редкоземельных металлов, которые, осаждаясь на графитных включениях при действии вермикуляризирующего модификатора, создают условия стабильного формирования вермикулярного графита в чугуне.
Предлагаемый способ производства отливок из чугуна с вермикуляризирующим графитом может быть использован при плавке исходного (базового) чугуна в дуговых, индукционных электропечах, вагранках (коксовых и газовых), а также в любых сочетаниях дуплекс-процессов.
Расходные характеристики используемых материалов (вермикуляризирующий модификатор, рафинирующий материал, графитизирующий модификатор) определяются исходя из содержания примесей (сера, кислород) в исходном (базовом) чугуне. Время сохранения эффекта вермикуляризирующего модифицирования при данном способе обеспечивается в течение 30 минут с момента наполнения ковша до момента окончания заливки форм. В таблице 1 представлены оптимальные расходные характеристики модификаторов.
Реагенты укладываются в «карман» ковша, сформированного поперечной перегородкой из огнеупорного материала (кирпича). Выпуск металла (исходного чугуна) производится таким образом, чтобы «карман» с реагентами находился ближе к плавильному агрегату, тогда струя металла попадет на стенку ковша, и столб жидкого чугуна плавно «накроет» модификаторы.
Предлагаемый способ характеризуется отсутствием пироэффекта, выплеска металла, стабильностью результатов, простотой и надежностью. В таблице 2 представлены результаты проведения экспериментальных плавок по предлагаемому способу и по прототипу.
| Таблица 1 | |||||||
| № п/п |
Содержание серы в базовом чугуне, % | Вермикуляризи-рующий модификатор | Расход вермикуляриз. модификатора, % | Рафинирующий модификатор | Расход рафинирующего модификатора, % | Графитизирующий модификатор | Расход графитизирующего модификатора, % |
| 1 | До 0,02 | Чипс-модификатор | 0,4-0,6 | ФС30РЗМ30 | 0,2 | ФС75 | 0,1-0,3 |
| 2 | 0,02-0,04 | Чипс-модификатор | 0,7-0,9 | ФС30РЗМ30 | 0,3 | ФС75 | 0,2-0,4 |
| 3 | 0,04-0,06 | Чипс-модификатор | 1,0-1,2 | ФС30РЗМ30 | 0,5 | ФС75 | 0,3-0,5 |
| 4 | 0,06-0,08 | Чипс-модификатор | 1,3-1,7 | ФС30РЗМ30 | 0,6 | ФС75 | 0,4-0,6 |
| 5 | Более 0,08 | Чипс-модификатор | 1,8-2,0 | ФС30РЗМ30 | 0,8 | ФС75 | 0,6-0,8 |
| Таблица 2 | ||||||
| № варианта | Содержание серы в исход. чугуне | Расход вермикуляриз. модификатора, мас.% | Необходимая температура получения ЧВГ, °С | Время сохранения эффекта модифициров., мин | Предел прочности при растяжении, МПа | Относительное удлинение, % |
| 1 | 0,01 | 0,4 | От 1170 | 30 | 450 | 2,0 |
| 2 | 0,02 | 0,6 | От 1170 | 30 | 450 | 2,0 |
| 3 | 0,03 | 0,8 | От 1170 | 30 | 440 | 2,2 |
| 4 | 0,04 | 1,0 | От 1170 | 30 | 440 | 2,2 |
| 5 | 0,05 | 1,1 | От 1170 | 30 | 430 | 2,8 |
| 6 | 0,06 | 1,3 | От 1170 | 30 | 430 | 2,8 |
| 7 (прототип) | 0,02 | 0,7 | От 1500 | 15 | 425 | 0,8 |
| 8 (прототип) | 0,03 | 1,0 | От 1500 | 15 | 410 | 1,0 |
| 9 (прототип) | 0,04 | 1,5 | От 1500 | 15 | 400 | 1,5 |
Claims (1)
- Способ получения чугуна с вермикулярным графитом, включающий нагрев расплава чугуна, выпуск расплава в ковш, на дно которого вводят модифицирующие добавки, отличающийся тем, что модифицирующие добавки помещают в карман днища ковша слоями, нижний из которых состоит из вермикуляризирующего комплексного быстроохлажденного модификатора, средний - из графитизирующего модификатора, верхний - из рафинирующего материала, в качестве которого используют железо-кремниевые лигатуры, содержащие редкоземельные металлы, образующие при взаимодействии с расплавом оксиды, причем модифицирующие добавки вводят в количестве от массы расплава: вермикуляризирующий комплексный быстроохлажденный модификатор - 0,4-2,0%, графитизирующий модификатор - 0,1-0,8%, рафинирующий материал - 0,2-0,8%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006111432/02A RU2315815C1 (ru) | 2006-04-07 | 2006-04-07 | Способ получения чугуна с вермикулярным графитом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006111432/02A RU2315815C1 (ru) | 2006-04-07 | 2006-04-07 | Способ получения чугуна с вермикулярным графитом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2315815C1 true RU2315815C1 (ru) | 2008-01-27 |
Family
ID=39110010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006111432/02A RU2315815C1 (ru) | 2006-04-07 | 2006-04-07 | Способ получения чугуна с вермикулярным графитом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2315815C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103421927A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-12-04 | 天津市万路科技有限公司 | 炉外铁水脱硫处理的方法 |
| RU2834662C1 (ru) * | 2024-07-24 | 2025-02-12 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Способ сфероидизирующего модифицирования высокопрочных чугунов в барабанном ковше |
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 |
| RU2156809C1 (ru) * | 2000-01-21 | 2000-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Экономист" | Способ получения высокопрочного чугуна |
| RU2188240C1 (ru) * | 2001-04-19 | 2002-08-27 | Рушаник Борис Авсеевич | Способ получения высокопрочного чугуна |
-
2006
- 2006-04-07 RU RU2006111432/02A patent/RU2315815C1/ru 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 |
| RU2156809C1 (ru) * | 2000-01-21 | 2000-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Экономист" | Способ получения высокопрочного чугуна |
| RU2188240C1 (ru) * | 2001-04-19 | 2002-08-27 | Рушаник Борис Авсеевич | Способ получения высокопрочного чугуна |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103421927A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-12-04 | 天津市万路科技有限公司 | 炉外铁水脱硫处理的方法 |
| RU2834662C1 (ru) * | 2024-07-24 | 2025-02-12 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Способ сфероидизирующего модифицирования высокопрочных чугунов в барабанном ковше |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU1813113C (ru) | Модификатор дл чугуна | |
| KR101402581B1 (ko) | 개선된 연성 주철 제조 방법 | |
| RU2197536C2 (ru) | Способ выплавки рельсовой стали | |
| JP2005525988A (ja) | 溶融珪素の処理のための珪酸カルシウムスラグ | |
| RU2315815C1 (ru) | Способ получения чугуна с вермикулярным графитом | |
| JP2006063396A (ja) | 薄肉球状黒鉛鋳鉄製品の製造方法 | |
| JP3643313B2 (ja) | 鉄金属へのマグネシウム注入剤 | |
| US4245691A (en) | In situ furnace metal desulfurization/nodularization by high purity magnesium | |
| RU2380428C2 (ru) | Науглероживатель | |
| CN104651721B (zh) | 斗齿用合金钢及斗齿的制备方法 | |
| Dutta et al. | Secondary steelmaking | |
| RU2376101C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
| Kiss | Comparative Study on the In-Ladle Treatment Techniques for Nodulizing the Iron’s Graphite | |
| RU2831573C2 (ru) | Сплав ферросилиция с ванадием и/или ниобием, производство сплава ферросилиция с ванадием и/или ниобием и его применение | |
| RU2092576C1 (ru) | Способ обработки стали в ковше | |
| JP6947374B2 (ja) | 鋳鉄の精錬方法 | |
| JP4718739B2 (ja) | 鋳鉄の脱マンガン処理方法 | |
| RU2270266C2 (ru) | Лигатура для модифицирования и легирования сплавов | |
| RU2495133C2 (ru) | Способ производства высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом на основе наноструктурированного науглероживателя | |
| SU1553558A1 (ru) | Способ выплавки среднеуглеродистой стали в мартеновской печи | |
| SU1239150A1 (ru) | Способ получени высокопрочного чугуна с шаровидным графитом | |
| RU2002831C1 (ru) | Способ переработки шлака производства алюмини и его сплавов | |
| RU2277589C2 (ru) | Способ получения модифицирующей лигатуры для чугуна | |
| RU2181775C1 (ru) | Способ получения чугуна с различной формой графита | |
| JP3465801B2 (ja) | Ｆｅ−Ｎｉ系合金溶湯の精錬方法 |