RS61617B1 - Inokulant za sivo liveno gvožđe - Google Patents

Description

Opis

STANJE TEHNIKE

[0001] Pronalazak se odnosi na proizvodnju livenog gvožđa, a tačnije na inokulant za sivo liveno gvožđe radi poboljšanja njegovih ukupnih svojstava.

[0002] Liveno gvožđe se obično proizvodi u kupoli ili indukcionoj peći i uglavnom ima oko 2 do 4 procenta ugljenika. Ugljenik se blisko meša sa gvožđem i oblik koji ugljenik poprima u očvrsnutom livenom gvožđu veoma je važan za karakteristike livenog gvožđa. Ako ugljenik ima oblik cementita, tada se liveno gvožđe naziva belim livenim gvožđem i ima fizičke karakteristike da je tvrdo i lomljivo, što je u određenim primenama nepoželjno. Ako ugljenik ima oblik grafita, liveno gvožđe je mekano i obradivo i naziva se sivim livenim gvožđem.

[0003] Grafit se može pojaviti u livenom gvožđu u ljuspičastim, vermikularnim, nodularnim ili sfernim oblicima i njihovim varijacijama. Nodularni ili sferni oblik daje najvišu čvrstoću i najduktilniji oblik livenog gvožđa.

[0004] Oblik koji grafit ima, kao i količina grafita naspram cementita, može se kontrolisati određenim aditivima koji pospešuju stvaranje grafita tokom očvršćavanja livenog gvožđa. Ovi aditivi se nazivaju inokulanti, a njihovo dodavanje livenom gvožđu je inokulacija. U proizvodnji livenog gvožđa, livnice stalno imaju probleme u vidu stvaranja cementita u tankim delovima odlivaka. Do stvaranja cementita dovodi brzo hlađenje tankih delova u poređenju sa sporijim hlađenjem debljih delova odlivaka. Stvaranje cementita u proizvodu od livenog gvožđa u struci se naziva „proizvod hlađenja“. Stvaranje proizvoda hlađenja kvantifikovano je merenjem „dubine hlađenja“, i snaga inokulanta za sprečavanje hlađenja i smanjenje dubine hlađenja pogodan je način za merenje i upoređivanje snage inokulanata.

[0005] Kako se industrija razvija, postoje potrebe za jačim materijalima. To znači više legiranja sa elementima koji promovišu karbide kao što su Cr, Mn, V, Mo itd., i tanjim delovima odlivaka i lakšim dizajnom odlivaka. Stoga postoji stalna potreba za razvojem inokulanata koji smanjuju dubinu hlađenja i poboljšavaju obradivost sivog livenog gvožđa.

[0006] Budući da tačna hemija i mehanizam inokulacije i zašto inokulanti funkcionišu onako kako funkcionišu, nisu u potpunosti shvaćeni, mnoga istraživanja se bave pružanjem novog inokulanta industriji.

[0007] Smatra se da kalcijum i određeni drugi elementi potiskuju stvaranje cementita i pospešuju stvaranje grafita. Većina inokulanata sadrži kalcijum. Dodavanje ovih sredstava za suzbijanje cementita obično je olakšano dodavanjem legure ferosilicijuma, i verovatno su najčešće korišćene legure ferosilicijuma legura visokog silicijuma koja sadrži 75 do 80% težine silicijuma i legura niskog silicijuma koja sadrži 45 do 50% težine silicijuma.

[0008] SAD patent br.3,527,597 otkriva da se dobra inokulaciona snaga dobija dodavanjem između oko 0,1 do 10% težine stroncijuma inokulantu sa silicijumom koji sadrži manje od oko 0,35% težine kalcijuma i do 5% težine aluminijuma.

[0009] SAD patent br.4,749,549 pruža inokulant koji se sastoji suštinski od oko 15 do 90% težine silicijuma, oko 0,1 do 10% težine stroncijuma, manje od oko 0,35% težine kalcijuma, do oko 5% težine aluminijuma, ne više od oko 30% težine bakra, jednog ili više aditiva odabranih od oko 0,1 do 15% težine cirkonijuma i oko 0,1 do 20% težine titanijuma, i ravnotežom gvožđa, sa ostacima nečistoća u uobičajenoj količini.

[0010] Takođe, SAD patent br.4,666,51 pruža postupak za pravljenje inokulanta za liveno gvožđe dodavanjem materijala bogatog stroncijumom i materijala bogatog jednim ili više aditiva odabranih između cirkonijuma i titanijuma, samih ili u kombinaciji, rastopljenom ferosilicijumu sa niskim sadržajem kalcijuma na dovoljnoj temperaturi i tokom dovoljno dugačkog perioda kako bi željena količina stroncijuma ušla u ferosilicijum.

[0011] US 2,280,286 A obelodanjuje postupak i agens pogodan za obradu rastopljenog gvožđa i čelika za unapređenje fine strukture zrna. Al, u kombinaciji sa drugim komponentama kao što su B i/ili Be, može se dodati za poboljšanje oplemenjivanja zrna u čeliku.

[0012] Superseed® Extra inokulant, legura ferosilicijuma sa (1,0 - 1,5% težine Zr, 0,6 - 1,0% težine sr, 0,1% težine Ca i manje od 0,5% težine Al) uspešno se koristi već nekoliko godina za proizvodnju tankozidnih odlivaka sivog gvožđa velike čvrstoće.

[0013] Međutim, za neka livena gvožđa poželjno je povećati sadržaj aluminijuma u livenom gvožđu na najmanje 0,01% težine, kako bi se smanjili proizvodi hlađenja u tankozidnim odlivcima sivog gvožđa. Kako bi se to postiglo, Alinoc® inokulant (legura ferosilicijuma sa 3,5 - 4,5% težine Al, 0,5 - 1,5% težine Ca) je dodat livenom gvožđu u prenosnoj posudi kako bi se povećao sadržaj aluminijuma u livenom gvožđu. dodavanjem Superseed® Extra inokulanta u posudu za izlivanje kako bi se smanjili proizvodi hlađenja u novim generacijama tankozidnih odlivaka sivog gvožđa.

[0014] Međutim, pokazalo se da ovo stvara probleme usled nakupljanja zgure u jedinici za izlivanje, verovatno uzrokovane visokim sadržajem kalcijuma u Alinoc® inokulantu. Jedinica za izlivanje se tako može koristiti samo za ograničeni broj rastopa livenog gvožđa i time povećava troškove za proizvodnju proizvoda livenog gvožđa. Stoga postoji potreba za inokulantom sa većim sadržajem aluminijuma i niskim sadržajem kalcijuma koji se može koristiti kao jedini inokulant koji se dodaje livenom gvožđu u prenosnoj posudi, u jedinici za izlivanje ili u toku rastopljenog livenog gvožđa.

SAŽETAK PRONALASKA

[0015] Utvrđeno je da je kontrola sadržaja aluminijuma presudna za proizvodnju odlivaka sivog gvožđa bez proizvoda hlađenja. Proizvod hlađenja se odnosi na to kako dizajn livenja promoviše cementit u mikrostrukturi liva, što najčešće nije željeno stanje.

[0016] Dalje je utvrđeno da se gvožđe visoke čvrstoće može proizvesti i kontrolom aluminijuma.

[0017] Takođe je utvrđeno da je smanjenje količine kalcijuma u inokulantu na manje od 0,5% težine kritično za ublažavanje nakupljanja zgure u jedinici za izlivanje. Utvrđeno je da se dodavanjem aluminijuma u inokulant koji ima malo ili uopšte nema kalcijuma i inokuliranjem rastopljenog sivog gvožđa u prenosnoj posudi ili u jedinici za izlivanje, smanjuje se hlađenje u tankozidim odlivcima, i istovremeno je smanjena količina nagomilavanje zgure na prenosnoj posudi i u jedinici za izlivanje.

[0018] Inokulant prema predmetnom pronalasku može se definisati kao ferosilicijumski inokulant za liveno gvožđe koji se sastoji od 40 do 90% težine silicijuma; 0,1 do 4% težine stroncijuma; manje od oko 0,35% težine kalcijuma; 1,5 do 10% težine aluminijuma; 0,1 do 10% težine cirkonijuma; i ravnotežom gvožđa, sa ostacima nečistoća u uobičajenoj količini.

[0019] Inokulant predmetnog pronalaska se na odgovarajući način dodaje rastopljenom sivom livu u prenosnoj posudi, gde je prenosna posuda držač koji se koristi između peći i kalupa. Takođe se može dodati u jedinicu za livenje, kao i u tok rastopljenog livenog gvožđa prilikom izlivanja livenog gvožđa, ili u kalupe.

[0020] Inokulant se može dodati kao jedini inokulant ili zajedno sa drugim inokulantima kao što je Superseed® Extra inokulant u rastopljeno sivo liveno gvožđe u prenosnoj posudi ili nakon toga tokom procesa izlivanja. Takođe, pogodno je da se inokulant prema predmetnom pronalasku doda samo jednom.

[0021] Sada je otkriveno da inokulant sa većim sadržajem aluminijuma poboljšava mikrostrukture sivog gvožđa (veći broj ćelija, niži sadržaj karbida, veći sadržaj perlita) i mehanička svojstva materijala bez dodatnih troškova uklanjanja zgure ili upotrebe sekundarnih legura, pod uslovom da je dobijen sadržaj aluminijuma od 0,010% težine rastopljenog livenog gvožđa. Uklanjanje kalcijuma iz sistema za inokulaciju upotrebom inokulanta predmetnog pronalaska kao jedinog inokulanta bilo je zaista iznenađujuće i neočekivano u svojoj sposobnosti da smanji nastanak proizvoda hlađenja i zgure u prenosnoj posudi, i posledično je smanjilo nakupljanje zgure u jedinici za izlivanje.

KRATAK OPIS SLIKA

[0022]

Slike 1 A, C, E i G prikazuju rezultate sa 0,006% aluminijuma u livenom gvožđu.

Slike 1 B, D, F i H prikazuju rezultat sa 0,012% aluminijuma u livenom gvožđu.

Slika 2 prikazuje jedinicu za izlivanje sa malo radnih sati.

Slika 3 prikazuje jedinicu za izlivanje sa nagomilanom zgurom.

Slika 4 prikazuje jedinicu za izlivanje sa malim nakupljanjem zgure kada se koristi inokulant prema pronalasku.

Slika 5 prikazuje drugu jedinicu za izlivanje sa malim nakupljanjem zgure kada se koristi inokulant prema pronalasku.

Slika 6 pokazuje kako se inokulanti generalno dodaju livenom gvožđu.

Slika 7 prikazuje fazne dijagrame za sastave zgure prema stanju tehnike i prema pronalasku. Slika 8 prikazuje zateznu čvrstoću za uzorke livenog gvožđa inokulirane inokulantom opisanim u Primeru 3.

DETALJAN OPIS PRONALASKA

[0023] Utvrđeno je da sadržaj aluminijuma u inokulantu treba da bude 2,0 do 10,0% težine, a poželjnije 2 do 6% težine.

[0024] Prema predmetnom pronalasku, sadržaj stroncijuma u inokulantu predmetnog pronalaska treba da bude između 0,1 do 4% težine. Poželjno je da inokulant sadrži 0,4 do 4% težine sadržaja stroncijuma ili između 0,4 do 1% težine. Dobar komercijalni inokulant ima oko 1% težine stroncijuma.

[0025] Prema predmetnom pronalasku, količina cirkonijuma treba da bude između 0,1 i 10%. Najbolji rezultati će se dobiti sa sadržajem cirkonijuma od 0,5 do 2,5%.

[0026] Takođe prema predmetnom pronalasku, sadržaj kalcijuma ne sme biti veći od oko 0,35%, i poželjno je da je ispod oko 0,15%. Najbolji rezultati se postižu kada je sadržaj kalcijuma ispod oko 0,1%.

[0027] Količina silicijuma u inokulantu treba da bude od 40 do 90%, a poželjno od 40 do 80% težine inokulanta.

[0028] Balans inokulanta je gvožđe sa ostacima nečistoća u uobičajenoj količini.

[0029] Inokulant predmetnog pronalaska može se napraviti na bilo koji uobičajeni način sa konvencionalnim sirovinama. Generalno, formira se rastopljena kupka od ferosilicijuma kojoj se dodaje metal stroncijuma ili stroncijum silicid zajedno sa materijalom bogatim aluminijumom i materijalom bogatim cirkonijumom; materijalom bogatim titanijumom ili oboje. Poželjno je da se potopljena elektrolučna peć koristi za proizvodnju rastopljene kupke od ferosilicijuma. Sadržaj kalcijuma u ovoj kupki se uobičajeno prilagođava tako da se sadržaj kalcijuma spusti ispod 0,35% težine. Ovome se dodaju aluminijum, stroncijum metal ili stroncijum silicid i materijal bogat cirkonijumom. Dodavanje aluminijuma, metala stroncijuma ili stroncijum silicida, materijala bogatog cirkonijumom istopljenom rastopini se na bilo koji uobičajeni način. Zatim se rastopina izliva i učvršćuje na uobičajeni način.

[0030] Čvrsti inokulant se tada usitnjava na uobičajeni način kako bi se olakšalo njegovo dodavanje u rastop livenog gvožđa. Veličina usitnjenog inokulanta će se odrediti postupkom inokulacije, na primer, inokulant usitnjen za upotrebu u inokulaciji u posudi je veći od inokulanta usitnjenog za protočnu inokulaciju. Prihvatljivi rezultati za inokulaciju u posudi dobijaju se kada se čvrsti inokulant usitni do veličine oko 9,525 mm (3/8 inča).

[0031] Alternativni način za izradu inokulanta je nanošenje sloja silicijuma, gvožđa, metala stroncijuma ili stroncijum silicida, aluminijuma i materijala bogatog cirkonijumom u reakcionu posudu, i zatim njegovo topljenje kako bi se stvorila rastopljena kupka. Zatim se rastopljena kupka učvrsti i usitni kako je opisano iznad.

[0032] Osnovna legura za inokulant je poželjno ferosilicijum koji se može dobiti na bilo koji uobičajeni način, kao što je formiranje rastopine kvarca ili starog gvožđa na uobičajeni način, međutim, takođe je moguće koristiti već formirani ferosilicijum ili silicijum metal i gvožđe.

[0033] Sadržaj silicijuma u inokulantu je 40 do 90% težine, a poželjno od 40% težine do 80% težine. Kada se inokulant pravi od osnovne legure ferosilicijuma, preostali procenat ili ravnoteža nakon svih ostalih elemenata je gvožđe.

[0034] Kalcijum će normalno biti prisutan u kvarcu, ferosilicijumu i drugim aditivima, tako da će sadržaj kalcijuma u rastopljenoj leguri biti veći od oko 0,35%. Shodno tome, sadržaj kalcijuma u leguri moraće da se prilagodi tako da inokulant ima sadržaj kalcijuma unutar navedenog raspona. Ovo podešavanje se vrši na uobičajeni način.

[0035] Aluminijum se dodaje inokulantu nakon uklanjanja kalcijuma.

[0036] Tačan hemijski oblik ili struktura stroncijuma u inokulantu nisu tačno poznati. Veruje se da je stroncijum prisutan u inokulantu u obliku stroncijum silicida (SrSi2) kada se inokulant pravi iz rastopljene kupke različitih sastojaka. Međutim, veruje se da su prihvatljivi oblici stroncijuma u inokulantu metal stroncijuma i stroncijum silicid, bez obzira na to kako se inokulant formira.

[0037] Metal stroncijuma nije lako ekstrahovati iz njegovih glavnih ruda, stroncijanita, stroncijum karbonata (SrCO3) i celezita, stroncijum sulfata, (SrSO4). Ekonomski nije praktično koristiti metal stroncijuma tokom procesa proizvodnje inokulanta i poželjno je da se inokulant pravi sa rudom stroncijuma.

[0038] SAD patent br.3,333,954 obelodanjuje pogodan postupak za pravljenje inokulanta sa silicijumom koji sadrži prihvatljive oblike stroncijuma, gde je izvor stroncijuma stroncijum karbonat ili stroncijum sulfat. Karbonat i sulfat se dodaju u rastopljenu kupku od ferosilicijuma. Dodavanje sulfata se postiže daljim dodavanjem fluksa. Karbonat alkalnog metala, natrijum hidroksid i boraks su obelodanjeni kao odgovarajući fluksovi. Postupak iz '954 patenta obuhvata dodavanje materijala bogatih stroncijumom u rastopljeni ferosilicijum sa niskim sadržajem kalcijuma na dovoljnoj temperaturi i tokom dovoljnog vremenskog perioda kako bi se izazvao ulazak željene količine stroncijuma u ferosilicijum. SAD patent br.

3,333,954 obelodanjuje pogodan način za pripremu inokulanta sa silicijumom koji sadrži stroncijum u koji se dodaje materijal bogat aluminijumom, i može se dodati bilo materijal bogat cirkonijumom, materijal bogat titanijumom ili oboje kako bi se formirao inokulant predmetnog pronalaska. Dodavanje materijala bogatog aluminijumom i materijala bogatog cirkonijumom, titanijumom ili oboje može se postići dodavanjem ovih materijala u rastopljenu kupku od ferosilicijuma bilo pre, posle ili tokom dodavanja materijala bogatog stroncijumom. Dodavanje materijala bogatog aluminijumom i materijala bogatog cirkonijumom, titanijumom ili oboje vrši se na bilo koji uobičajeni način.

[0039] U gotovom inokulantu postoje normalne količine elemenata u tragovima ili zaostalih nečistoća. Poželjno je da količina zaostalih nečistoća bude niska u inokulantu.

[0040] U specifikaciji i patentnim zahtevima procenat elemenata je težinski procenat na osnovu očvrsnutog inokulanta krajnjeg proizvoda, ako nije drugačije naznačeno.

[0041] Poželjno je da se inokulant formira od rastopljene smeše različitih sastojaka kako je prethodno opisano, međutim, dolazi do određenog poboljšanja dubine hlađenja tako što se inokulant predmetnog pronalaska izrađuje u obliku suve smeše ili briketa koji uključuje sve sastojke bez formiranja rastopljene mešavine sastojaka. Takođe je moguće koristiti dva ili tri sastojka u leguri, i zatim dodati ostale sastojke bilo u suvom obliku ili kao brikete u kupku sa rastopljenim gvožđem koja se tretira. Prema tome, u okviru predmetnog pronalaska je formiranje inokulanta sa silicijumom koji sadrži stroncijum i njegovo korišćenje sa aluminijumom i materijalom bogatim cirkonijumom.

[0042] Dodavanje inokulanta u liveno gvožđe vrši se na bilo koji uobičajeni način. Na primer, kao što je prikazano na Slici 6, inokulant se može dodati u prenosnu posudu, u jedinicu za izlivanje (2), u tok livenog gvožđa (3) pri ulasku u kalup i pomoću umetka smeštenog unutar sistem klizača kalupa.

[0043] Poželjno je da se inokulant dodaje što je bliže moguće konačnom odlivku. Obično se inokulacija u posudi i inokulacija toka koriste za postizanje vrlo dobrih rezultata. Takođe se može koristiti inokulacija kalupa. Inokulacija toka je dodavanje inokulanta rastopljenom toku tokom izlivanja u kalup.

[0044] Količina inokulanta koja se dodaje će varirati i uobičajeni postupci mogu se koristiti za određivanje količine inokulanta koja se dodaje. Prihvatljivi rezultati su pronađeni dodavanjem između 0,3 i 0,6% težine inokulanta u odnosu na liveno gvožđe kada se koristi inokulacija u posudi.

[0045] Iako se dosadašnja diskusija prvenstveno bavila dodavanjem inokulanta predmetnog pronalaska livenom gvožđu za proizvodnju sivog livenog gvožđa, takođe je moguće dodati inokulant predmetnog pronalaska kako bi se smanjili proizvodi hlađenja u duktilnom gvožđu.

[0046] Naredni primeri ilustruju predmetni pronalazak.

PRIMERI

[0047] Očigledno je da inokulanti predmetnog pronalaska pružaju daleko superiornije rezultate u odnosu na konvencionalni komercijalni inokulant ili neobrađeni uzorak.

[0048] Biće jasno da su ovde poželjna otelotvorenja predmetnog pronalaska odabrana u svrhu ilustracije kako bi se pokrile sve promene i modifikacije poželjnih otelotvorenja predmetnog pronalaska koje ne predstavljaju odstupanje od duha i obima predmetnog pronalaska..

Primer 1

[0049] U prvim krugovima ispitivanja korišćen je inokulant prema predmetnom pronalasku koji sadrži 2% težine Aluminijuma u leguri. Odlivci od gvožđa proizvedeni su sa prihvatljivim nivoima karbida i nakupljanje zgure nije predstavljalo problem. U nastavku je krug ispitivanja koji pokazuje razliku između finalnog aluminijuma od 0,006% i 0,012% Al u livenom gvožđu, gde je prvi potpuno karbidan, dok je drugi bez karbida ili ima samo tragove karbida koji su prihvatljivi u ovom livenju. U procesu nisu izvršene druge značajne promene. Slika 1 ilustruje rezultate. U uzorcima A i E inokuliranim sa inokulantom prema predmetnom pronalasku nisu pronađeni karbidi. Kao što se može videti iz uzoraka B i F na Slici 1, struktura livenog gvožđa sadrži karbid.

Primer 2

[0050] Pojava tvrde zgure nastala je ubrzo nakon dodavanja inokulanta (Alinoc®) sa sadržajem kalcijuma od 0,5 do 1,5%, uglavnom se javlja ispod nivoa gvožđa na zidovima jedinice za izlivanje, što dovodi do skraćenog veka trajanja i dodatnih troškova čišćenja. Slika 2 ilustruje jedinicu za izlivanje sa malim brojem radnih sati, dok Slika 3 prikazuje jedinicu za izlivanje sa nakupljenom zgurom na bočnim zidovima kada je Alinoc® inokulant dodat u prenosnu posudu, i kada je Superseed® Extra inokulant sa Al sadržajem <0,5% težine dodat jedinica za izlivanje.

[0051] Jedno ispitivanje je izvedeno sa inokulacijom rastopine livenog gvožđa sa Superseed® Extra inokulantom sa Al sadržajem <0,5% težine i inokulantom prema predmetnom pronalasku, zajedno sa Superseed® Extra inokulantom sa Al sadržajem <0,5% težine. Kao što je prikazano na Slikama 4 i 5, u jedinici za izlivanje pronađeno je malo ili nimalo nakupljanja zgure.

[0052] Pošto rastopljeni liv i zgura koegzistiraju, bilo je poželjno pogledati hemiju zgure u jedinici za izlivanje. Uzeta je početna vrednost kako bi se približno utvrdilo šta se dešava kada se u prenosnoj posudi ne koristi Alinoc® inokulant, i livenom gvožđu u prenosnoj posudi dodato je 0,5% težine Superseed® Extra inokulanta sa Al sadržajem <0,5% težine. Uzet je jedan uzorak sa revidiranim postupkom (0,125% Alinoc® inokulanta i 0,375% Superseed® Extra inokulanta sa <0,5% težine Al) (Uzorak 2015), i jedan uzorak je uzet

1

upotrebom inokulanta prema predmetnom pronalasku koji sadrži 2% težine aluminijuma. (Uzorak 2016) Uzorci su uzeti iz jedinice za izlivanje neposredno nakon prenosa novog gvožđa. Sastavi zgure prikazani su u Tabeli 1.

Tabela 1. Sastavi zgure

[0053] Kao što se može videti iz Tabele 1, početna zgura i 2015 zgura imaju približno isti sastav. Zgura iz Uzorka 2016 koja koristi inokulant predmetnog pronalaska ima, međutim, niži SiO2, a viši FeO i MnO. Sastavi zgure za Uzorak 2015 i Uzorak 2016 izvučeni su u faznom dijagramu za SiO2, CaO i Al2O3za 30% FeO. Rezultati su prikazani na Slici 7.

Sastavi zgure prikazani su sivo označenim trouglovima na faznim dijagramima. Sa Slike 7 se vidi da se sastav zgure pomerao sa tridimita u Uzorku 2015. prema zguri bogatijoj sa FeO i Al2O3za Uzorak 2016 inokuliran inokulantom prema pronalasku. Sastav zgure Uzorka 2016 pruža manje tvrdu i manje žilavu zguru koju je lakše ukloniti od tridimitne zgure Uzorka 2015.

[0054] Ova promena u sastavu zgure najverovatnije je povezana sa promenom sistema inokulacije, koji je pomerio sastav zgure tako da bude bogatiji sa Al, Sr i Zr i efikasno odmaknuo sastav zgure od tridimita.

[0055] Potrebni aluminijum može se dodati legurama za inokulaciju kao što je Superseed® Extra inokulant u koncentracijama koje pružaju efikasna sredstva za postizanje potrebnih nivoa aluminijuma u tečnom sivom gvožđu za poboljšanje kvaliteta gvožđa. Stvaranje zgure zahvaljujući ovom načinu dodavanja aluminijuma biće smanjeno i pružiće hemiju sa kojom se lakše rukuje. Kombinovanjem dodavanja aluminijuma sa korakom inokulacije moguće je i ekonomičnije rešenje.

[0056] Dodatak Alinoc® inokulanta uvodi i kalcijum što je dovelo do problema stvaranja zgure. Studija zgure pokazala je da ju je kalcijum pomerio ka zguri koja uzrokuje brže nakupljanje zgure u jedinici za izlivanje. Proizvedena je serija Superseed® Extra inokulanta sa 2% aluminijuma koji je funkcionisao bez problema sa nakupljanjem zgure, uz održavanje poboljšane mikrostrukture.

[0057] U postupku iz dva koraka, inokulacioni agensi se dodaju na dva mesta, uglavnom u prenosnu posudu dok se puni i u tok izlivanja kada se kalup puni za proizvodnju odlivaka. Sa druge strane, u postupku iz jednog koraka prema pronalasku, inokulacioni agens se dodaje samo na jednom mestu, na primer u prenosnu posudu dok se puni.

[0058] Kontrola zgure u posudama za prenos gvožđa i jedinicama za izlivanje stalni je problem sa kojim se livnice svakodnevno bave, i dodavanjem dodatnih elemenata, kao što je kalcijum u Alinoc® inokulant, utiče se na hemiju zgure. Hemijske promene stvaraju teške naslage zgure koje je vrlo teško ukloniti. Korišćenjem inokulanta predmetnog pronalaska sa povećanim sadržajem aluminijuma, unos aluminijuma se može kontrolisati bez unosa kalcijuma koji stvara zguru.

Primer 3

[0059] Proizvedena su dva različita inokulanta prema pronalasku.

[0060] Inokulant A je imao naredni sastav: 73,1% težine Si, 1,94% težine Al, 0,10% težine Ca, 1,19% težine Zr, 0,99% težine Sr, preostali deo je Fe. Inokulant A je referentni primer, jer je koncentracija Al je ispod 2,0% težine.

[0061] Inokulant B je imao naredni sastav: 71,3% težine Si, 4,4% težine Al, 0,085 Ca, 1,27% težine Zr, 0,98% težine Sr, a preostalo je gvožđe.

[0062] Inokulant A je dodat u rastopinu livenog gvožđa u posudi za izlivanje kao jedini inokulant u količini od 0,3% težine osnovnog liva i

[0063] Inokulant B je dodat u rastopinu livenog gvožđa u posudi za izlivanje kao jedini inokulant u količini od 0,3% težine osnovnog livenog gvožđa.

[0064] Radi poređenja, osnovno liveno gvožđe inokulirano je Superseed® Extra inokulantom koji sadrži manje od 0,5% težine Al, označenim kao Inokulant C.

[0065] Osnovno liveno gvožđe imalo je naredni sastav: 3,45% težine C, 1,82% težine Si, 0,071% težine S, 0,049% težine P, 0,0039% težine.

[0066] Konačni sastavi livenih gvožđa inokuliranih sa Inokulantom A, Inokulantom B i Inokulantom C iz stanja tehnike prikazani su u Tabeli 2.

Tabela 2. Konačno gvožđe (% težine)

[0067] Cilj je bio postići ciljani nivo od najmanje 0,010% težine aluminijuma u konačnom livenom gvožđu, kao i nisku hladnoću i dobra mehanička svojstva. Kao što se može videti iz Tabele 3, ciljani sadržaj aluminijuma je dobijen dodavanjem Inokulanta B koji sadrži 4,4% težine aluminijuma. Dodatak Inokulanta A u količini od 0,3% na bazi livenog gvožđa nije dostigao ciljani sadržaj aluminijuma. Kako bi se postigao ciljani sadržaj aluminijuma, mora se dodati više od 0,3 Inokulanta A. Inokulant C prema stanju tehnike, kako se očekivalo, nije obezbedio nikakvo povećanje sadržaja aluminijuma u livenom gvožđu.

[0068] Klinovi su izliveni kako bi se odredila dubina proizvoda hlađenja za odlivke inokulirane Inokulantom A, Inokulantom B i Inokulantom C. Rezultati su prikazani u Tabeli 4.

1

Tabela 4

[0069] Iz Tabele 4 se može videti da je Inokulant B sa sadržajem aluminijuma od 4,4% težine osnovnog gvožđa rezultovao vrlo malom dubinom hlađenja.

[0070] Zatezna čvrstoća merena je za liveno gvožđe inokulirano Inokulantom A, Inokulantom B i Inokulantom C stanja tehnike. Rezultati granice tečenja i krajnje čvrstoće prikazani su na Slici 8.

[0071] Sa Slike 8 se vidi da liveno gvožđe inokulirano inokulantom B ima znatno veću granicu tečenja i krajnju čvrstoću od livenog gvožđa inokulirano inokulantom A, dok je liveno gvožđe inokulirano Inokulantom C pokazalo najmanju granicu tečenja i krajnju čvrstoću.

Claims (9)

Patentni zahtevi

1. Ferosilikonski inokulant za liveno gvožđe, naznačen time što se sastoji od 40 do 90% težine silicijuma; 0,1 do 4% težine stroncijuma; manje od oko 0,35% težine kalcijuma; 2,0 do 10,0% težine aluminijuma; 0,1 do 10% težine cirkonijuma, uravnotežen gvožđem, sa ostacima nečistoća u uobičajenoj količini.

2. Ferosilikonski inokulant prema patentnom zahtevu 1, gde je silicijum prisutan u količini od 40 do 80% težine.

3. Ferosilikonski inokulant prema bilo kom od patentnih zahteva 1-2, gde je aluminijum prisutan u 2 - 6% težine.

4. Ferosilikonski inokulant prema patentnom zahtevu 3, gde je aluminijum prisutan u 2 - 4% težine.

5. Postupak za inokulaciju sivog livenog gvožđa, naznačen time što postupak obuhvata dodavanje ferosilikonskog inokulanta prema bilo kom patentnom zahtevu 1-4 u rastopljeno liveno gvožđe u prenosnu posudu, u jedinicu za izlivanje, u toku dok se gvožđe izliva u kalup, ili kao umetak smešten unutar sistema klizača kalupa.

6. Postupak prema patentnom zahtevu 5, gde se u rastopljeno sivo liveno gvožđe u prenosnoj posudi ne dodaje nijedan drugi inokulant.

7. Postupak prema patentnom zahtevu 5, gde se u rastopljeno sivo liveno gvožđe u jedinici za prelivanje ne dodaje nijedan drugi inokulant.

8. Postupak prema patentnom zahtevu 5, gde se u rastopljeno sivo liveno gvožđe u toku dok se gvožđe izliva u kalup ne dodaje nijedan drugi inokulant.

9. Postupak prema patentnom zahtevu 5, gde se u rastopljeno liveno gvožđe u jedinici za izlivanje tokom procesa livenja vrši jedno dodavanje ferosilicijumskog inokulanta.