×
10.04.2019
219.017.0332

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ВЕРМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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.
Реферат Свернуть Развернуть

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 модификаторРасход вермикуляриз. модификатора, %Рафинирующий модификаторРасход рафинирующего модификатора, %Графитизирующий модификаторРасход графитизирующего модификатора, %
1До 0,02Чипс-модификатор0,4-0,6ФС30РЗМ300,2ФС750,1-0,3
20,02-0,04Чипс-модификатор0,7-0,9ФС30РЗМ300,3ФС750,2-0,4
30,04-0,06Чипс-модификатор1,0-1,2ФС30РЗМ300,5ФС750,3-0,5
40,06-0,08Чипс-модификатор1,3-1,7ФС30РЗМ300,6ФС750,4-0,6
5Более 0,08Чипс-модификатор1,8-2,0ФС30РЗМ300,8ФС750,6-0,8

Таблица 2
№ вариантаСодержание серы в исход. чугунеРасход вермикуляриз. модификатора, мас.%Необходимая температура получения ЧВГ, °СВремя сохранения эффекта модифициров., минПредел прочности при растяжении, МПаОтносительное удлинение, %
10,010,4От 1170304502,0
20,020,6От 1170304502,0
30,030,8От 1170304402,2
40,041,0От 1170304402,2
50,051,1От 1170304302,8
60,061,3От 1170304302,8
7 (прототип)0,020,7От 1500154250,8
8 (прототип)0,031,0От 1500154101,0
9 (прототип)0,041,5От 1500154001,5

Способполучениячугунасвермикулярнымграфитом,включающийнагреврасплавачугуна,выпускрасплававковш,наднокотороговводятмодифицирующиедобавки,отличающийсятем,чтомодифицирующиедобавкипомещаютвкарманднищаковшаслоями,нижнийизкоторыхсостоитизвермикуляризирующегокомплексногобыстроохлажденногомодификатора,средний-изграфитизирующегомодификатора,верхний-израфинирующегоматериала,вкачествекоторогоиспользуютжелезо-кремниевыелигатуры,содержащиередкоземельныеметаллы,образующиепривзаимодействиисрасплавомоксиды,причеммодифицирующиедобавкивводятвколичествеотмассырасплава:вермикуляризирующийкомплексныйбыстроохлажденныймодификатор-0,4-2,0%,графитизирующиймодификатор-0,1-0,8%,рафинирующийматериал-0,2-0,8%.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 49.
20.01.2013
№216.012.1bf0

Проходная главная передача транспортного средства

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах. Проходная главная передача транспортного средства содержит ведущую коническую шестерню (1), установленную на конических подшипниках (2) и (3), которые расположены в стакане (4). Стакан (4) выполнен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472646
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.03.2013
№216.012.2e54

Механизм переключения передач раздаточной коробки

Изобретение относится к механизмам переключения передач в трансмиссиях транспортных средств. Механизм переключения передач раздаточной коробки содержит корпус (1), выполненный за одно целое с крышкой картера раздаточной коробки. На корпусе (1) закреплена крышка (3). В корпусе (1) установлен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477391
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.04.2013
№216.012.39c5

Межосевой дифференциал проходной главной передачи транспортного средства

Изобретение относится к машиностроению, а именно к межосевым дифференциалам проходной главной передачи транспортного средства. Межосевой дифференциал содержит крестовину (1), установленную посредством шлиц на ведущем валу (2). Ведущий вал расположен с одной стороны на подшипнике (3),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480350
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3ae3

Двойной карданный шарнир с внутренней опорой

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в транспортных средствах. Двойной карданный шарнир с внутренней опорой содержит двойную вилку (1), две крестовины (2) и (3) с игольчатыми подшипниками (4). Обе крестовины (2) и (3) двумя шипами (5) взаимодействуют с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480636
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.09.2013
№216.012.6f55

Способ науглероживания чугуна с использованием наноструктурированного науглероживателя

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к получению чугуна с высоким содержанием углерода. Способ включает выплавку исходного расплава чугуна в печи, инжекционный ввод науглероживателя и выпуск расплава металла, при этом выплавку исходного расплава чугуна в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494152
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.7324

Способ производства высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом на основе наноструктурированного науглероживателя

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при получении высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом. Способ включает расплавление шихты в плавильном агрегате, температурную обработку расплава при 1300…1650°С, при этом при получении чугуна с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495133
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.7325

Способ получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом, используемого в сталеплавильном и литейном производствах. В способе подготавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495134
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.03.2014
№216.012.a8f6

Универсальный зубофрезерный станок

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при фрезеровании затылков зубьев долбяка с прямыми и косыми зубьями. Станок содержит электродвигатель, смонтированные на станине подвижный стол, несущий заготовку изделия, инструментальную стойку, несущую подвижную каретку с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508969
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.07.2014
№216.012.da6f

Глушитель-искрогаситель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к глушителям-искрогасителям шума выпуска двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: глушитель-искрогаситель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус (1) с торцевыми передней (2) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521697
Дата охранного документа: 10.07.2014
27.09.2014
№216.012.f74b

Способ фрезерования винтовых канавок с переменным шагом и радиусом профиля

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при фрезеровании винтовых канавок с переменным шагом и радиусом профиля на универсально-фрезерном станке. Способ включает сообщение фрезе вращения, а заготовке - перемещения в осевом направлении с постоянной скоростью, вращения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529144
Дата охранного документа: 27.09.2014
Показаны записи 1-8 из 8.
27.09.2013
№216.012.6f55

Способ науглероживания чугуна с использованием наноструктурированного науглероживателя

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к получению чугуна с высоким содержанием углерода. Способ включает выплавку исходного расплава чугуна в печи, инжекционный ввод науглероживателя и выпуск расплава металла, при этом выплавку исходного расплава чугуна в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494152
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.7324

Способ производства высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом на основе наноструктурированного науглероживателя

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при получении высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом. Способ включает расплавление шихты в плавильном агрегате, температурную обработку расплава при 1300…1650°С, при этом при получении чугуна с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495133
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.7325

Способ получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом, используемого в сталеплавильном и литейном производствах. В способе подготавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495134
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2014
№216.013.0848

Способ производства наноструктурированного науглероживателя для науглероживания железоуглеродистых сплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при обработке чугуна. Способ включает анализ компонентов исходного углеродсодержащего сырья по фракционному и химическому составу, дозирование, промывку потоком воды, сушку и дробление до фракции 0,1…30,0 мм. После дробления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533521
Дата охранного документа: 20.11.2014
23.02.2019
№219.016.c75a

Разрыхлитель формовочной смеси

Изобретение относится к области литейного производства. Разрыхлитель содержит корпус, внутри которого размещены завеса и вал, и привод вращения вала, размещенный вне корпуса. Корпус установлен над ленточным конвейером с формовочной смесью. Вал вращается в направлении движения ленты конвейера....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002342219
Дата охранного документа: 27.12.2008
20.03.2019
№219.016.e3bd

Чугун

Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности к разработке составов чугуна для отливок "тормозных барабанов". Чугун содержит, мас.%: углерод 3,4-3,9; кремний 1,2-1,7; марганец 0,7-1,0; хром 0,4-0,6; никель 0,02-0,2; медь 0,6-0,9; титан 0,03-0,08; алюминий 0,01-0,05;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002281982
Дата охранного документа: 20.08.2006
10.04.2019
№219.017.05b3

Комплексный модификатор для производства отливок из чугуна с вермикулярным и компактным графитом

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составу модификаторов для производства отливок из чугуна с вермикулярным и компактным графитом. Комплексный модификатор содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: магний 0,5-10, кальций 0,1-10, алюминий 0,1-10, кремний 30-80,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002323270
Дата охранного документа: 27.04.2008
10.04.2019
№219.017.064b

Фильтр для фильтрации металла

Фильтр содержит две одинаковые части (1, 2), в которых выполнены конические с расширением к внутренней части фильтра отверстия (4). Части фильтра соединены между собой с образованием внутренней полости. Каждая часть имеет юбку на половине внешней стороны окружности и выполнена из стержневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002419506
Дата охранного документа: 27.05.2011
+ добавить свой РИД