Способ получения высокопрочного чугуна и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к технологии получения высокопрочного чугуна. Цель изобретения - повышение стабильности механических свойств и получение структуры 2 / J / / высокопрочного чугуна без отбела. Способ получения высокопрочного чугуна включает последовательное модифицирование серого чугуна графитизирующими добавками в ковше и сфероидизирующими добавками в реакционной камере литниковой системы. Перед реакционной камерой поток расплава разделяют на два потока и направляют 0,1-0,4 массы расплава, минуя реакционную камеру, а затем смешивают оба потока на выходе из реакционной камеры. Устройство для реализации предлагаемого способа содержит литейную чашу 1, соединенную с реакционной камерой 5 последовательно расположенными стояком 2 и литниковыми ходами 3 и 4, открытую промежуточную чашу 9, связанную с формообразующей полостью . Реакционная камера 5 снабжена изолированным каналом 8, соединенным со стояком 2 и открытой промежуточной чашей 9, сопряженной с реакционной камерой 5, причем площадь поперечного сечения изолированного канала 8 равна 0,1-0,4 площади поперечного сечения стояка 2. 2 с.п. ф-лы. 1 ил с & (Л bo со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4103778/23-02 (22) 02.06.86 (46) 07.03.88. Бюл. Р 9 (7 1) Гомельский литейный завод

"Центролит" (72) А.П.Мельников, Е.И.Марукович, Е.И.Бельский, М.И.Карпенко и П.М.Гольдфарб (53). 621.745 (088.8) (56) Авторское свидетельство "ССР

Ф 1031632, кл. В 22 С 9/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1044410, кл. В 22 С 9/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1225681, кл. В 22 С 9/08, 1984.

Заявка Японии В 57-11374, кл. С 21 С 1/10, опублик. 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 738747, кл. В 22 С 9/08, 1978. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к технологии получения высокопрочного чугуна. Цель изобретения — повышение стабильности механических свойств и получение структуры

„„SU„„1379314 А1 (S1) 4 С 21 С 1/10, В 22 С 9/08

",;.,. сир фц высокопрочного чугуна беэ отбела.

Способ получения высокопрочного чугуна включает последовательное модифицирование серого чугуна графитиэирующими добавками в ковше и сфероидизирующими добавками в реакционной камере литниковой системы. Перед реакционной камерой поток расплава разделяют на два потока и направляют 0,1-0,4 массы расплава, минуя реакционную камеру, а затеи смешивают оба потока на выходе иэ реакционной камеры, Устройство для реализации предлагаеиого способа содержит литейную чашу 1, соединенную с реакционной камерой 5 последовательно расположенными стояком 2 и литниковыми ходами

3 и 4, открытую промежуточную чашу

9, связанную с формообразующей полостью. Реакционная камера 5 снабжена изолированным каналом 8, соединенным со стояком 2 и открытой проме>куточной чашей 9, сопряженной с реакционной камерой 5, причем площадь поперечного сечения изолированного канала 8 равна 0,1-0,4 площади поперечного сечения стояка 2. 2 с.п. ф-лы, 1379314

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к технологии получения высокопрочного чугуна.

Цель изобретения — повышение стабильности механических свойств и получение структуры высокопрочного чугуна без отбела.

На чертеже схематически показано устройство для осуществления способа получения высокопрочного чугуна, Способ осуществляют следующим образом.

При заполнении разливочного ковша на струю расплава вводят графитизирующие добавки, удаляют шлак с зеркала н заливают расплав в форму через литниконую систему, в реакционной камере которой предварительно располагают сфероидизирующие добавки.

Перед реакционной камерой расплав разделяют на два потока. Один поток направляют над сфероидизирующей добавкой в реакционной камере, а второй, равный 0,1-0,4 массы расплава,— череэ изолированный канал внутри реакционной камеры. На выходе из реакционной камеры оба потока расплава смешивают и осуществляют вторичное жидкостное графитиэирующее модифицирование расплава перед попаданием его в полость формы.

При этом одновременно протекают процессы сфероидиэирующего модифицирования металла в реакционной камере, подогрев сфероидизирующей добавки, что обеспечивает ее полное и равномерное растворение и вторичное жидкостное графитиэирующее модифицирование на выходе из реакционной камеры.

Обработанный таким образом расплав обеспечивает получение стабильных механических свойств и структуры высокопрочного чугуна без отбела.

Устройство для получения высокопрочного чугуна состоит из литейной чаши 1, стояка 2, литниковых ходов

3 и 4, реакционной камеры 5, в которой помещаются сфероидиэирующие добавки, отводящих каналов 6 и 7, изолированного канала 8, открытой проме. жуточной чаши 9, стопора 10 и выходного стояка 11.

Устройство работает следующим образом.

Из разливочного ковша (не показан) жидкий расплав поступает в литейную чашу 1 и далее — через стояк 2, где

45 расплав разделяется на два потока.

Один поток через литниковый ход 3 поступает в реакционную камеру 5, которая загружена сфероидизирующими добавками. IIpY. прохождении расплава чугуна через реакционную камеру происходит растворение добавки, что обеспечивает эффект сфероидизирующего модифицирования. Второй поток через литниковый ход 4 поступает в изолированный канал 8. При прохожде| нии исходного расплава через проходную полость, выполненную из термостойкого материала, происходит нагрев сфероидизирующей добавки в реакционной камере, что обеспечивает полное растворение добавки и стабильное модифицирование расплава.

Через отводящий канал 6 сфероидизированный расплав на выходе иэ реакционной камеры 5 смешивается с исходным расплавом, поступающим из изолированного канала 8, что обеспечивает вторичное жидкостное графитизирующее модифицирование. Сущность последнего заключается в том, что при слиянии двух жидких расплавов, обработанного сфероидизирующими добавками и исходного расплава, предварительно обработанного в ковше графитизирующими добавками, в первый период вращения возрастает субмикроскопическая неоднородность расплава и создаются условия для образования в этих микрообъемах эарорышей, облегчающих процесс графитизации. В результате этого чугун затвердевает с заданной структурой и механическими свойстВами.

Промодифицированный таким способом расплав заполняет промежуточную чашу

9. Во время подъема расплава до заданного уровня неметаллические включения успевают всплыть в верхние слои расплава, а металл хорошо перемешаться, что обеспечивает равномерное распределение всех элементов по всему объему металла. После этого удаляют стопор 1О и расплав по стояку 11 поступает в полость формы (не показана). По окончании процесса заливки расплав из реакционной камеры через отводящий канал 7 поступает в промежуточную чашу. Дно реакционной о камеры выполнено под углом 5-!О к каналу 7, что позволяет оставлять реакционную камеру пустой в конце заливки.

1379314

Площадь поперечного сечения изолированного канала 8 выполняют равной

0,1-0,4 площади стояка 2, что обеспечивает подачу исходного расплава на выход из реакционной камеры 5 в количестве, необходимом для обеспечения вторичного жидкого графитизирующего модифицирования обработанного сфероидизирующими добавками рас- 10 плава, и необходимый подогрев сфероидизирующих добавок, расположенных в реакционной камере. При выполнении проходной полости поперечным сечением менее 0,1 площади поперечного сечения стояка не обеспечиваются необходимые подогрев сфероидизирующих добавок и вторичное жидкостное графитизирующее модифицирование и высокопрочный чугун получается с отбе- 20 лом и нестабильными свойствами. При выполнении проходной полости поперечным сечением более 0,4 площади поперечного сечения стояка поступает большее количество исходного чугуна, 25 в результате чего промодифицированный чугун затвердевает в форме с образованием графита пластинчатой формы и имеет низкие механические свойства. Расчет других элементов устро" — 3P ства производят исходя из условий равенства продолжительности заполнения формы металлом t1 и продолжительности растворения требуемой дозы сфероидиэирующей добавки

Пример. Опробование проводят на специальной отливке, состоящей иэ пяти клиновых и пяти ступенчатых полостей, соединенных последовательно питателями ° Общая металлоемкость фор- 4р мы составляет 100 кг. Для получения в отливке высокопрочного чугуна с ферритно-перлитной металлической основой используют способ получения высокопрочного чугуна и устроуство д.,я 45 его осуществления.

Устройство выполняют иэ жидкостекольной смеси по СО -процессу с последующей сушкой. Стопор выполняют литым из чугуна и покрытым несколькими слоями графитовой краски с последующей подсушкой. Реакционная камера устройства для получения высокопрочного чугуна имеет размеры: высота

100, длина 120, ширина 100 мм. Пло55 щадь сечения: стояк 10, проходная полость 3, входной канал реакционной камеры 7 см .

Исходный чугун выплавляют в индукционной печи следующего химического состава, мас.,: С 3,4; Si 2,5; 1п

0,5; P 0,07; S 0,03; Cr 0,2; железо о остальное. Перегревают до 1450 С.

Заливку производят при помощи барабанного ковша 1 = 1,8 т. При подаче металла из печи в ковш на струю дают

4 кг лигатуры ФС 30 РЗМБ..После удаления шлака исходный расплав заливают в литниковую чашу устройства для модифицирования. В реакционную камеру устройства загружают 1,5 кг лигатуры Nimg (Mg 10X, остальное о

Ni) . Температура заливки 1420 С; скорость заливки 4,5-5,0 кг/с, После заполнения промежуточной чаши до уровня 250 мм выдергивают стопор.

Заливка формы проходит спокойно без выбросов и пирозффекта.

Использование предлагаемого способа получения высокопрочного чугуна и устройства для его осуществления позволяет расширить технические возможности процесса модифицирования при возрастании массы обрабатываемого расплава, повысить качество отливок путем вторичного жидкого графитизиру ющего модифицирования, более полного перемешивания расплава при модифицировании и очистке его от неметаллических включений.

Формул а и з обре т е н и я

1. Способ получения высокопрочного чугуна, включающий последовательное модифицирование серого чугуна графитиэирующими добавками в ковше и сфероидизирующими добавками в реакционной камере литниковой системы путем пропускания потока расплава через нее, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности механических свойств и получения структуры высокопрочного чугуна беэ отбела, перед реакицонной камерой поток расплава разделяют на два потока и направляют 0,1-0,4 массы расплава, минуя реакционную камеру, а затем смешивают оба потока на выходе чэ реакционной камеры.

2. Устройство для получения высокопрочного чугуна, содержащее литейную чашу, соединенную с реакционной камерой последовательно расположенными стояком и литниковыми ходами, 1379314

Составитель А,Минаев

Темред N.Äèäûê Корректор М.Максимишинец

Редактор И.Дербак

Заказ 94 1/26

Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 открытую промежуточную чашу, сообщенную с формообразующей полостью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что реакционная камера снабжена изолированным каналом, соединенным со стояком и открытой промежуточной чашей, сопряженной с реакционной камерой, причем площадь поперечного сечения изолированного канала равна 0,1-0,4 площади поперечного сечения стояка °