×
10.05.2014
216.012.c103

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЧУГУНА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к способу получения модифицированного чугуна с шаровидным графитом для изготовления деталей машин и оборудования. Осуществляют выплавку чугуна заданного состава, засыпку на зеркало чугуна покровного материала, выдержку его до образования плотного вязкого покрова и введение в расплав твердого модификатора на основе церия, магния и никеля. Перед введением в расплав твердый модификатор выдерживают в воде, а выплавку и модифицирование чугуна ведут в тигле индукционной печи при уровне расплава чугуна не выше уровня верхнего витка индуктора печи и при частоте тока индуктора 50-2400 Гц, причем перед засыпкой на зеркало чугуна покровного материала величину номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, уменьшают на 5-50%, после чего полученный чугун сливают в ковш. Изобретение позволяет повысить коэффициент распределения магния и церия по объему жидкого чугуна для заливки литейной формы. 8 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к способу получения модифицированного чугуна с шаровидным графитом, который может использоваться для изготовления деталей машин и оборудования.

Известен способ модифицирования жидкого чугуна под сыпучим покровным материалом, включающий выплавку чугуна заданного состава, размещение слоя твердого измельченного модификатора на дне ковша, нанесение на поверхность модификатора слоя покровного материала, заполнение ковша расплавом чугуна и засыпку зеркала жидкого чугуна тем же покровным материалом, который состоит из углеродного пассиватора (измельченный кокс) и теплоизолирующей добавки (вспученный перлит).

(SU 1077929, С21С 1/10, опубликовано 07.03.1984)

В процессе модифицирования жидкого чугуна в нижних его слоях, находящихся в донной части ковша, образуются пузырьки паров магния из твердых частиц лигатуры при ее контакте с расплавом. Во время их всплытия на поверхность расплава происходит усвоение магния чугуном. При таком процессе модифицирования коэффициент распределения магния по объему чугуна составляет 0,8.

Однако недостатками данного способа являются низкий процент усвоения магния расплавом (55-65%).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ модифицирования жидкого чугуна, включающий выплавку в плавильной печи чугуна заданного состава, слив из плавильной печи расплава в ковш, засыпку зеркала жидкого чугуна покрывным материалом - порошком флюсперлита «Барьер», который, коагулируя шлак, образует с ним плотный вязкий покров, введение через зазор между футеровкой ковша и покровным материалом в расплав чугуна твердого тяжелого модификатора на основе церия, магния и никеля и засыпку зазора покрывным материалом. При таком процессе усвоение магния и церия достигает 95%.

(RU 2422546, С22С 1/10, опубликовано 27.06.2011)

Модифицирование расплава чугуна идет в процессе опускания модификатора в донную часть ковша. Поэтому недостатком данного способа модифицирования являются низкий коэффициент распределения магния и церия по объему жидкого чугуна (до 0,6), находящегося в ковше. Усвоение магния и церия верхними слоями расплава в ковше происходит в большей степени, чем нижними. Поэтому отливки, полученные из металла верхних слоев ковша, содержат 95% графита правильной формы, а отливки, полученные из металла нижних слоев ковша, - 55%, что отрицательно сказывается на прочностных характеристики этих отливок.

Задачей изобретения и его техническим результатом является повышение коэффициента распределения магния и церия по объему жидкого чугуна, которым будут заливать литейные формы.

Технический результат достигается тем, что способ получения модифицированного чугуна включает выплавку чугуна заданного состава, засыпку на зеркало чугуна покровного материала, выдержку его до образования плотного вязкого покрова и введение в расплав твердого модификатора на основе церия, магния и никеля, причем перед введением в расплав модификатор выдерживают в воде, а выплавку и модифицирование чугуна ведут в тигле индукционной печи с частотой тока 50-2400 Гц при уровне расплава чугуна не выше уровня верхнего витка индуктора печи, перед засыпкой покровного материала на 5-50% уменьшают величину номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, после чего модифицированный чугун сливают в ковш.

Технический результат также достигают тем, что при частоте тока индуктора 2400 Гц засыпку покровного материала и введение модификатора осуществляют после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 5-15%; при частоте тока индуктора 500 Гц засыпку покровного материала и введение модификатора осуществляют после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 15-25%; при частоте тока индуктора 50 Гц засыпку покровного материала и введение модификатора осуществляют после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 40-50%; твердый модификатор вводят между футеровкой тигля и покрывным материалом; время введения в расплав твердого модификатора составляет менее 5 секунд; твердый модификатор вводят в количестве 1,0-1,5% от массы модифицируемого жидкого чугуна; место введения твердого модификатора в расплав чугуна засыпали покровным материалом; в качестве покровного материала используют порошок флюсперлита «Барьер».

Способ по изобретению можно проиллюстрировать следующим примером.

Для расплавления железоуглеродистых шихтовых материалов и выплавки легированного чугуна заданного состава использовали среднечастотную (500 Гц) индукционную печь. При ведении процесса при номинальной мощности на индукторе идет процесс интенсивного перемешивания расплава, что не дает возможности сформировать на поверхности расплава защитного покрова.

При достижении температуры жидкого чугуна 1440°С уменьшали величину номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 20-21% и засыпали зеркало расплава покрывным материалом - порошком флюсперлита «Барьер» в количестве 0,5% от массы обрабатываемого расплава. При уровне расплава в тигле не выше уровня верхнего витка индуктора электропечи и появления выпуклого мениска расплава при снижении мощности создаются условия быстрого затягивания твердого модификатора в донную часть тигля электропечи, где происходило его растворение, что обеспечивало повышение коэффициента распределения магния и церия по объему жидкого металла. При этом образующийся после выдержки порошка флюсперлита плотный вязкий покров не разрушается.

Затем в жидкий чугун между футеровкой тигля индукционной печи и покровным материалом вводили известный твердый сфероидизирующий модификатор на основе церия, магния и никеля в количестве 1,0% от массы обрабатываемого расплава. Модификатор содержал магний, церий, железо и никель при следующем соотношении компонентов, мас. %: магний 7,0-8,0, церий 8,0-10,0, железо ≤ 1,5, Ni - остальное. Перед введением в расплав твердый модификатор предварительно выдерживали в воде в течение времени (несколько минут), достаточного для пропитки его водой и окисления наружной поверхности компонентов. Благодаря этому в сочетании с уменьшением интенсивности перемешивания расплава от снижения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору, начало взаимодействия модификатора с расплавом происходило с задержкой, т.е. через 5 секунд после введения модификатора в расплав, и протекало менее интенсивно. Время введения модификатора в расплав составило 4 сек, после чего место введение засыпали порошком флюсперлита «Барьер».

Задержка интенсивного взаимодействия модификатора и расплава происходило, за счет образования вокруг частиц модификатора паровой подушки и окисленности ее наружной поверхности. Благодаря этому горение магния и церия на начальной стадии взаимодействия компонентов модификатора и расплава не происходило, что уменьшало их угар.

Дополнительно к этому при сливе жидкого чугуна из тигля индукционной печи в ковш его нижние слои перемешиваются с верхними слоями за счет чего коэффициент распределения магния и церия по объему расплава еще больше выравнивается и достигает 0,96.

После модифицирования чугун имел следующее содержание элементов, мас. %: углерод 3,5, кремний 1,8, хром 8,0, марганец 1,0, никель 4,5, бор 0,3, ванадий 0, 6, медь 0,4, церий 0,03, магний 0,03, железо остальное.

Аналогичные результаты были получены при осуществлении способа по изобретению на других индукционных печах с иными частотными характеристиками. При этом для высокочастотной индукционной печи с частотой тока индуктора 2400 Гц достижение технического результата обеспечивается при засыпке покровного материала и введении модификатора после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 5-15%, а для низкочастотной индукционной печи с частотой тока индуктора 50 Гц - после уменьшения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 40-50%.

Результаты сравнительного анализа известного способа и способа по изобретению для получения модифицирования чугуна с шаровидном графитом приведены в таблице.

Приведенные данные в таблице свидетельствуют о том, что модифицирование расплава в тигле работающей индукционной печи способствует повышению коэффициента распределения магния и церия по объему расплава, находящегося в ковше с 0,6 до 0,88-0,98, а количество (усредненное) шаровидного графита увеличивается с 65 до 86-95%.

Таблица
Емкость тигля, т Масса чугуна, т Уменьшение номинальной мощности, % Место модифицирования чугуна Количество шаровидного графита, %
Ковш Индукционная печь с частотой тока, Гц
50 500 2400
Коэффициент распределения магния и церия по объему расплава, К
Известный
1 1,0 1,0 - 0,6 - - - 65
2 - - - -
3 - - - -
По изобретению
4 1,0 0,85 50 - 0,95 - - 90
5 45 - 0,96 - - 93
6 40 - 0,98 - - 95
7 1,0 0,85 25 - - 0,92 - 89
8 20 - - 0,93 - 92
9 15 - - 0,95 - 94
10 1,0 0,85 15 - - - 0,88 86
11 10 - - - 0,90 88
12 5 - - - 0,92 90

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 21-30 из 65.
20.07.2014
№216.012.e041

Способ производства бесшовных горячекатаных труб размером 550×25-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10х9мфб-ш

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве бесшовных горячекатаных труб из стали марки 10Х9МФБ-Ш для паровых котлов паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара. Полые слитки ЭШП растачивают и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523195
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e0f5

Способ производства бесшовных труб размеров 550×25-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10х9мфб-ш

Изобретение предназначено для снижения энергозатрат на производство и повышения качества бесшовных труб размером 550×25-60 мм. Способ включает выплавку слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 620×100×1750±50 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры 1190-1210°C, прошивку их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523375
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e108

Способ производства бесшовных горячекатаных труб размером 610×28-32 мм из сталей марок 15х1м1ф и 10х9мфб-ш на тпу 8-16" с пилигримовыми станами для трубопроводов промежуточного перегрева пара котельных установок

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к производству бесшовных горячекатаных труб размером 610x28-32 мм из сталей марок 15Х1М1Ф и 10Х9МФБ-Ш для трубопроводов промежуточного перегрева пара котельных установок. Слитки-заготовки ЭШП размером 620х100х1250±50 мм нагревают до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523394
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e52d

Способ производства бесшовных труб размером 426×21-40 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10х9мфб-ш

Изобретение относится к металлургии. Способ включает выплавку слитков электрошлаковым переплавом, обточку слитков в слитки-заготовки размером 600хвн.240х2100±50 мм и 600хвн.200х2100±50 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку их в стане поперечно-винтовой прокатки на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524459
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.07.2014
№216.012.e533

Жаропрочная сталь мартенситного класса

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным хромистым сталям мартенситного класса, используемым для изготовления поковок роторов большого диаметра с высокими характеристиками прочности, выносливости и жаропрочными свойствами при температуре 650°С, а также для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524465
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.07.2014
№216.012.e565

Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным жаропрочным коррозионностойким сплавам на основе никеля, и может быть использовано для изготовления литьем деталей горячего тракта газотурбинных установок, работающих в агрессивных средах при температурах 800-1000°C. Жаропрочный сплав...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524515
Дата охранного документа: 27.07.2014
20.08.2014
№216.012.eaab

Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным жаропрочным коррозионностойким сплавам на основе никеля, и может быть использовано для изготовления литьем деталей горячего тракта газотурбинных установок. Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525883
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.ed1b

Износостойкий чугун с шаровидным графитом

Изобретение относится к литейному производству, а именно к изысканию износостойкого чугуна с шаровидным графитом для производства деталей, предназначенных для работы в условиях ударно-абразивного износа, в частности для изготовления литых мелющих шаров рудоразмольных мельниц. Износостойкий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526507
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.08.2014
№216.012.eda6

Жаропрочный сплав

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления деталей горячей зоны авиационных двигателей, теплонагруженных элементов ракет и для производства деталей специальной техники. Жаропрочный сплав содержит, ат.%: титан 20-35, ванадий 20-35, ниобий 20-35,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526657
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.09.2014
№216.012.f105

Способ производства бесшовных горячекатаных труб размером 610×28-32×5300-6000 мм из сталей марок 15х1м1ф и 10х9мфб-ш для трубопроводов промежуточного перегрева пара котельных установок

Изобретение относится к производству труб для трубопроводов промежуточного перегрева пара котельных установок. Методом ЭШП выплавляют полые слитки размером 720×вн.560×3200±50 мм, которые растачивают и обтачивают в полые слитки-заготовки размером 700×вн.580×3200±50 мм. Слитки-заготовки нагревают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527523
Дата охранного документа: 10.09.2014
Показаны записи 21-30 из 92.
20.07.2014
№216.012.e0f5

Способ производства бесшовных труб размеров 550×25-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10х9мфб-ш

Изобретение предназначено для снижения энергозатрат на производство и повышения качества бесшовных труб размером 550×25-60 мм. Способ включает выплавку слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 620×100×1750±50 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры 1190-1210°C, прошивку их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523375
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e108

Способ производства бесшовных горячекатаных труб размером 610×28-32 мм из сталей марок 15х1м1ф и 10х9мфб-ш на тпу 8-16" с пилигримовыми станами для трубопроводов промежуточного перегрева пара котельных установок

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к производству бесшовных горячекатаных труб размером 610x28-32 мм из сталей марок 15Х1М1Ф и 10Х9МФБ-Ш для трубопроводов промежуточного перегрева пара котельных установок. Слитки-заготовки ЭШП размером 620х100х1250±50 мм нагревают до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523394
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e52d

Способ производства бесшовных труб размером 426×21-40 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10х9мфб-ш

Изобретение относится к металлургии. Способ включает выплавку слитков электрошлаковым переплавом, обточку слитков в слитки-заготовки размером 600хвн.240х2100±50 мм и 600хвн.200х2100±50 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку их в стане поперечно-винтовой прокатки на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524459
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.07.2014
№216.012.e533

Жаропрочная сталь мартенситного класса

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным хромистым сталям мартенситного класса, используемым для изготовления поковок роторов большого диаметра с высокими характеристиками прочности, выносливости и жаропрочными свойствами при температуре 650°С, а также для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524465
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.07.2014
№216.012.e565

Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным жаропрочным коррозионностойким сплавам на основе никеля, и может быть использовано для изготовления литьем деталей горячего тракта газотурбинных установок, работающих в агрессивных средах при температурах 800-1000°C. Жаропрочный сплав...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524515
Дата охранного документа: 27.07.2014
20.08.2014
№216.012.eaab

Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным жаропрочным коррозионностойким сплавам на основе никеля, и может быть использовано для изготовления литьем деталей горячего тракта газотурбинных установок. Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525883
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.ed1b

Износостойкий чугун с шаровидным графитом

Изобретение относится к литейному производству, а именно к изысканию износостойкого чугуна с шаровидным графитом для производства деталей, предназначенных для работы в условиях ударно-абразивного износа, в частности для изготовления литых мелющих шаров рудоразмольных мельниц. Износостойкий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526507
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.08.2014
№216.012.eda6

Жаропрочный сплав

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления деталей горячей зоны авиационных двигателей, теплонагруженных элементов ракет и для производства деталей специальной техники. Жаропрочный сплав содержит, ат.%: титан 20-35, ванадий 20-35, ниобий 20-35,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526657
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.09.2014
№216.012.f105

Способ производства бесшовных горячекатаных труб размером 610×28-32×5300-6000 мм из сталей марок 15х1м1ф и 10х9мфб-ш для трубопроводов промежуточного перегрева пара котельных установок

Изобретение относится к производству труб для трубопроводов промежуточного перегрева пара котельных установок. Методом ЭШП выплавляют полые слитки размером 720×вн.560×3200±50 мм, которые растачивают и обтачивают в полые слитки-заготовки размером 700×вн.580×3200±50 мм. Слитки-заготовки нагревают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527523
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.09.2014
№216.012.f12a

Способ производства бесшовных горячекатаных труб размером 550×25-30 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10х9мфб-ш

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных горячекатаных труб размером 550×25-30 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш. Способ производства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527560
Дата охранного документа: 10.09.2014
+ добавить свой РИД