Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: литейное производство, в частности ковшовое и внутриформенное модифицирование в литейных цехах при производстве высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Сущность изобретения: способ включает обработку расплава порошками силицида магния и карбида. Порошки плакируют парафином. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2069705
Класс(ы) патента: C21C1/10, B22D27/20
Номер заявки: 93052790/02
Дата подачи заявки: 22.11.1993
Дата публикации: 27.11.1996
Заявитель(и): ТОО Компания "Средний Урал" (RU)
Автор(ы): Калинин Василий Тимофеевич[UA]; Шатов Вадим Васильевич[RU]; Комляков Владимир Иванович[RU]
Патентообладатель(и): ТОО Компания "Средний Урал" (RU)
Описание изобретения: Изобретение относится к литейному производству, в частности к ковшевому и внутриформенному модифицированию чугуна, и может быть использовано в литейных цехах при производстве высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.
Известны способы обработки чугуна порошкообразными или гранулированными модифицирующими добавками (авт. св. N 928800, С 21 С 1/00; 1106154, С 21 С 1/00; Литовка В.И. Повышение качества высокопрочного чугуна в отливках Киев: Наукова думка, 1987).
При известных способах ввода модификаторов в жидкий металл усвоение магния низкое вследствие его частичного сгорания и, следовательно, повышенного расхода модификатора на процесс, окисления при перевозках и хранении, значительного пироэффекта при вводе магния или магнийсодержащей лигатуры, выбросы жидкого металла и дымовыделения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ получения чугуна с шаровидным графитом (авт. св. 908513, В 22 D 27/20, БИ. N 8, 1982), заключающийся в том, что магнийсодержащий материал, преимущественно чистый магний, вводят в литейную форму, в виде гранул, а кремнийсодержащий материал, преимущественно ферросилиций используют зернистостью 0,5 2,0 мм при соотношении магния и кремния в модифицирующей смеси 0,16 0,20.
Недостатком данного способа получения чугуна с шаровидным графитом является то, что этот способ модифицирования в литейной форме не дает положительных результатов по степени сфероидизации графита в структуре чугуна при повышенных скоростях заливки его в литейную форму. При содержании серы в исходном чугуне более 0,03 форма графита получается смешанная. Кроме того, нельзя обрабатывать чугун с температурой заливки менее 1250oC. Таким образом применение этой смеси снижает производительность процесса модифицирования, требует повышенного расхода модифицирующей смеси, повышенной температуры чугуна и его сравнительной чистоты по вредным примесям.
Цель изобретения повышение стабильности результатов модифицирования и прочности получаемого чугуна, а также улучшение санитарно-гигиенических условий труда. Указанная цель достигается тем, что магний- и кремнийсодержащие материалы вводят в жидкий чугун в виде ультрадисперсных порошков (УДП) преимущественно силицида магния и карбида кремния с размером частиц 0,01 1,0 мкм и соотношением 1:(1 3). Ультрадисперсные компоненты плакируются смесью твердых углеводородов, преимущественно парафином.
Плакирование осуществляется после плазмохимического синтеза непосредственно в установке для получения ультрадисперсных порошков. Плакированные частицы порошков не насыщаются влагой, при необходимости легко прессуются в брикеты, хорошо усваиваются расплавом, что улучшает стабильность процесса и санитарно-гигиенические условия труда, не требуя затрат на экологические мероприятия.
При введении ультрадисперсных порошков силицида магния и карбида кремния образуется громадное количество микрообъемов металла с зародышами критического размера. В расплаве уже свыше 1200oC силицид магния разлагается:
Mg2Si __→ 2Mg+Si
Выделяющийся в атомарном состоянии магний способствует образованию шаровидного графита. Усиливает это действие, способствуя формированию мелкодисперсной матрицы, образующийся в микрообъемах атомарный кремний, который совместно с углеродом препятствует образованию высокоуглеродистых хрупких фаз (цементита, карбидов), значительно повышая прочность чугуна.
Заявляемый способ прошел опробование на Кушвинском заводе прокатных валков Свердловской области при обработке чугуна следующего состава C 3,58; Si 2,35; Mn 0,58; P 0,25; S 0,05; Cr 0,20 и Ni 0,21. Использовали УДП силицида магния и карбида кремния, полученный на установках плазмохимического синтеза из отходов кремнийполимерных и титаномагниевых производств.
Исходный чугун выплавляли в индукционной печи ИЧТ-6, разливали в ковши, на дно которых были уложены пакеты с силицидом магния в количестве 0,03 от массы обрабатываемого чугуна. Карбид кремния давали в литейную форму в брикетированном и в пакетированном виде. Стабильность результатов модифицирования оценивали путем подсчета дисперсии (σ2) значений прочности по результатам 10 испытаний по следующей формуле:

где σi значение предела прочности по результатам испытания;
среднеарифметическое значение предела прочности по результатам 10 испытаний.
Результаты испытаний приведены в таблице.
Из таблицы видно, что оптимальные результаты получены при соотношении силицида магния и карбида кремния 1:(1 3). При меньшем количестве карбида кремния увеличивается количество твердых высокоуглеродистых фаз, а при большем повышается разряженность перлита матрицы и появляется ферритная кайма (анормальность перлита).
Фракционный состав ультрадисперсных порошков должен быть в пределах 0,01 1,0 мкм. При меньшем размере частиц снижается производительность установки, а при большем ухудшается усвоение модификатора и наблюдаются выбросы.
Таким образом, заявленный способ получения чугуна по сравнению с известным позволяет повышать стабильность результатов модифицирования (в 4 6 раз), предел прочности при изгибе (в 1,5 1,7 раза) и улучшать санитарно-гигиенические условия труда, что дает значительный экономический эффект.
Формула изобретения: 1. Способ получения чугуна с шаровидным графитом, включающий обработку расплава магний- и кремнийсодержащими материалами, отличающийся тем, что обработку расплава осуществляют порошками силицида магния и карбида кремния с размером частиц 0,01 1,00 мкм и соотношением 1 (1 3).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что порошки плакируют парафином.