PL145472B1

POLSKA
RZECZPOSPOLITA
OPIS PATENTOWY
145472
LUDOWA
CU- tiNlA
Patent dodatkowy
do patentu nr
U "tż\> P-r*pniowego
Zgłoszono: 84 02 21
(P. 246 329)
Pierwszeństwo
Int. Cl.4 C21C 1/10
URZĄD
PATENTOWY
PRL
Zgłoszenie ogłoszono: 85 08 27
Opis patentowy opublikowano: 89 04 29
Twóroy wynalazku: Tomasz Mikiewicz, Stanisław Idziak
Uprawniony z patentut Politechnika Poznańska, Poznań (Polska)
SPOSÓB PRZYGOTOWANIA ŻELIWA DO SFEROIDYZACJI
Przedmiotem wynalazku jest sposób przygotowania żeliwa do sferoidyzaoji polegająoy na ra¬
finowaniu kąpieli metalowej pod warstwą zasadowego żużla. Do otrzymania żeliwa sferoidalnego
w stanie lanym (bez obróbki cieplnej) należy dotąd w charakterze wsadu stosować surówki o wy¬
sokiej czystośoi, zawierające w szczególności poniżej 0,031 siarki. Poza surówką stosuje się
ozysty złom ze stali węglowej o niskiej zawartośoi siarki i fosforu. Po załadowaniu metalo¬
wych materiałów wsadowyoh dodaje się pewną ilość składników żużlotwórozych. Po roztopieniu
ściąga się żużel z powierzohni metalu i w temperaturze około 1700 K spuszcza się ciekłe żeli¬
wo do nagrzanej kadzi zawierająoej środki sferoidyżujące, na przykład zaprawę fcelazokrzemowo-magnezową. Ciekłe żeliwo reaguje z tymi składnikami oo powoduje sferoldyzaoję grafitu zawar¬
tego w żeliwie. Następnie prowadzi się modyflkaoję żeliwa na przykład za pomooą żelazokrzemu.
Znany jest sposób odsiarozania żeliwa prze zna ozonę go do sferoidyzaoji polegająoy na wpro¬
wadzeniu na czyste zwieroiadło kąpieli w piecu indukcyjnym zasadowego żużla przy temperaturze
przegrzania wynoszącej 1480 do 1500°C. Prooes trwa 25 do 30 minut, podczas których doprowadza
się do pieoa maksymalną moo. Żużel należy następnie bardzo szybko śoiągnąć z powierzohni ką¬
pieli. (C. Podrzuoki, C. Kalata, Metalurgia i odlewniotwo żeliwa, wydawniotwo Śląsk 1976 r.,
str. 444). Z polskiego opisu patentowego nr 75 204 znany jest sposób plazmowo-żnżlowego odle¬
wania metali i stopów o bardzo dużej ozystośoi polegający na tym, że oiekły metal lub stop
odlewa się do krystalizatora poprzez ciekły żużel rafinaoyjny utrzymywany w wysokiej tempera¬
turze za pomooą palników plazmowyoh.
Zadaniem wynalazku jest uzyskanie żeliwa sferoidalnego o dobrych właściwościach w stanie
lanym z możliwością zastosowania bardziej zanieczyszczony oh, a więo tańszych materiałów wsa¬
dowyoh. Zadanie to rozwiązane zostało według wynalazku w ten sposób, że podczas indukcyjnego
ogrzewania kąpieli metalowej w pieou równocześnie żużel pokrywający tę kąpiel ogrzewa się
strumieniem plazmy niskotemperaturowej.
Stosująo sposób według wynalazku osiąga się równocześnie szereg korzyści, spośród których najważniejsze to stosunkowo krótki czas trwania procesu, podozas którego osiąga się nie
145 472
2
145 ^72
tylko odsiarczenie, lecz również odgazowanie azotu i wodoru, przy czym wywołana strumieniem
plazmy wysoka aktywność żużla w połączeniu z intensywnym ruchem kąpieli metalowej powodowa¬
nym ogrzewaniem indukcyjnym jest przyczyną powstawania subtelnyoh, dokładnie rozproszonych
w metalu centrów krystalizacji. Uzyskuje się żeliwo sferoidalne o bardzo dużej wytrzymało¬
ści na rozciąganie i wysokim wydłużeniu.
Te korzystne wyniki osiągnąć można stosując tanie
materiały wsadowe zawierające stosunkowo duże zawartości siarki, na przykład 0,12St.
W sposobie według wynalazku w charakterze zasadowego żużla stosować można dowolny zna¬
ny żużel o odczynie alkalicznym, na przykład żużel składający się z palonego wapna i stłucz¬
ki szklanej. Strumień plazmy niskotemperaturowej o temperaturze 4000 do 30000 K uzyskuje
się za pomocą dowolnego znanego plazmotronu, na przykład układa
plazmotronu łukowego prądu
stałego z elektrodą grafitową. W takim łukowym plazmotronie kolumna plazmy tworzy się po¬
między elektrodą grafitową, a korpusem plazmotronu umieszczonym w bezpośredniej bliskośoi
żużla pokrywającego stopione żeliwo w piecu indukcyjnym, W tych warunkach żużel silnie się
ogrzewa, a metal szybko podlega rafinacji do stopnia wystarczającego dla przeprowadzenia
sferoidyzaoji za pomocą znanych środków sferoidyzujących. Zabieg sferoidyzacji można prze¬
prowadzić bądź to w tyglu pieca indukcyjnego, bądź też w kadzi, bądź wreszcie w samej for¬
mie w sposób znany na przykład z polskich opisów patentowych nr nr 67 257, 80 525 lub
87 816. Sposób według wynalazku ilustruje poniższy przykład.
Przykład,
W tyglu korundowym pieca indukcyjnego topiono wsady metalowe składa¬
jące się z 75£ wagowych surówki hematycznej i 2551 złomu stalowego. Temperatura stopionego
żeliwa wynosiła 1700 K, Na powierzchnię metalu roztopionego w piecu naprowadzono żużel za¬
sadowy w ilości 1% wagowo w stosunku do metalu. Żużel ten składał się z 60£ wagowych wapna
palonego i 40% wagowych stłuczki szklanej. Przez okres 20 minut dogrzewano żużel i kąpiel
metalową palnikiem plazmowym pracującym w układzie palnik plazmowy - elektroda grafitowa.
Po ściągnięoiu żużla pobrano próbkę metalu i oznaczono jego skład ohemiozny. Stwierdzono,
że odsiarczanie wynosiło 70£ siarki pierwotnie zawartej w materiałaoh wsadowych, Sferoidyzację przeprowadzono za pomocą zaprawy magnezowo-krzemowej w kadzi szamotowej. Po modyfi¬
kacji żelazokrzemem 75%-owym rozlano metal do form odlewniozych. Otrzymane
żeliwo sferoi¬
dalne wykazywało prawidłową strukturę ferrytyczną z grafitem sferoidalnym. Jego właściwo¬
ści mechaniozne w stanie lanym były następujące: wytrzymałość na rozciąganie Rm - 550 MPa,
wydłużenie A5 - 19%, przewężenie - 22%f twardość Brinella - 180.
Zastrzeżenie
patentowe
Sposób przygotowania żeliwa do sferoidyzaoji, w którym wykorzystuje się proces rafino¬
wania kąpieli metalowej w piecu indukcyjnym pod warstwą zasadowego żużla oraz wykorzystuje
się ogrzewanie żużla za pomocą palników plazmowych, znamienny
tym, że podozaa
indukcyjnego ogrzewania kąpieli metalowej w piecu równooześnie żużel pokrywająoy tę kąpiel
ogrzewa się strumieniem plazmy niskotemperaturowej.
Pracownia Poligraficzna UP PRL. Nakład 100 egz.
Cena 400 zł