9/42 ZASTOSOWANIE WĘGLIKA KRZEMU DO WYTOPU ŻELIW A SZAREGO W ŻELIWIAKU WPROW ADZENIE.

Transkrypt

1 9/42 Soidification of Metais and Aoys, Year 2000, Voume 2, Book No 42 Krzepnięcie Metai i Stopów, Rok 2000, Rocznik 2, Nr 42 PAN-Katowice, PL ISSN ZASTOSOWANIE WĘGLIKA KRZEMU DO WYTOPU ŻELIW A SZAREGO W ŻELIWIAKU Maksymiian DUDYK Poitechnika Łódzka, Fiia w Biesku-Białej Katedra Technoogii Bezwiórowych ui.kustronia 99, Biesko-Biała WPROW ADZENIE. Właściwości stopu przeznaczonego na odewane częsc1 maszyn, można zmieniać w istotnym a zarazem wymaganym kierunku, stosując odpowiednie procesy topienia- rafinację, modyfikację itp. Zabieg modyfikacji żeiwa ma między i1mymi na ceu zwiększenie zdoności do zarodkowania., poprzez zwiększenie iczby aktywnych zarodków grafitu, co w konsekwencji daje wzrost właściwości mechnicmych i technoogicznych odewu. W praktyce przemysłowej przeważnie do modyfikacji stosowany jest żeazokrzem [ 1-:-4]. Oprócz żeazokrzemu coraz częściej do procesów modyfikacji wprowadza s ię metaurgiczny węgik krzemu (SiC). [5]. Węgik krzemu produkowany jest w postaci karborundowych eektrokostek, umożiwiających dodawanie ich bezpośrednio do wsadu żeiwiakowego [5]. Zaetą metody wprowadzania węgika krzemu do wsadu żeiwiakowego jest to, że ze wzgędu na znaczą zawartość węga (około 30%) w jego składzie chemicznym, istnieje możiwość nawęgania że iwa. Umożiwia to zmniejszenie udziału surówki we wsadzie żeiwiakowym w zaeżności od typu żeiwiaka i gatunku wytwarzanego żeiwa. Pozwaa to na zastosowanie w procesie wytapiania żeiwa, większego udziału złomu staowego. Istnieje możiwość otrzymania drobnego grafitu, a co za tym idzie wyższąjakość odewów przy obniżonych kosztach wytopu. W artykue przedstawiono próbę zastosowania węgika krzemu (SiC), w wytopie żeiwa gatunku w procesie żeiwiakowym.

2 >W>..ł HB ~H MPa 0() ':.JJ "2WJI 2so ' :J [ 1ffi -1 ::1 75~ 50J 25 ~ (\_j M ' a ź.t~\w~ o ził~~ ~sa z dodaikiem SiC Rys.. Średnie wartości właściwości mechanicznych. Fig.. A verage vaues o f mechanica properties.

3 89 METODYKA BADAŃ I WYNIKI. Badania przeprowadzono w warunkach przemysłowych w jednej z krajowych odewni żeiwa. Wytopy przeprowadzono w że iwiaku z dmuchem wzbogaconym w ten. Do wsadu żeiwiakowego (300 kg) dodawano trzy różne dodatki węg ika krzemu; 4,8 kg; 7,2 kg i 9,6 kg. Żeiwo do badania właściwości mechanicznych, składu chemicznego i próby kinowej, pobierano na początku, w środku i pod koniec wytopu, da każdego dodatku węgika krzemu. Skład chemiczny badanego żeiwa przedstawiono w tabicy. Otrzymane wyniki z badań właściwości mechanicznych, przykładowo da żeiwa z dodatdem 7,2 kg SiC, przedstawiono w postaci wykresów słupkowych na rysunku. Wpływ różnego dodatku węgika krzemu na wiekość zabieenia żeiwa 250 przedstawiono na rys. 2. a) b) c) Rys. 2. Przełomy kinów z żeiwa 250 po różnych dodatkach węgika krzemu: a) dodatek 4,8 kg SiC, b) dodatek 7,2 kg SiC, c) dodatek 9,6 kg SiC. Fig 2. Fractures of the wedges obtained from cast iron 250, after varied additions of the siieon carbide:a) an addition of 4,8 kg SiC, b) an addition of 7,2 kg SiC, c) an addition of 9,6 kg SiC \ i J

4 Skład cherniemy badanych próbek Skład chemiczny Tabica Nr Po-! c S i Mn p s Cr Ni Mo V C u T i S n A Mg R> As S c C e Fe FE! próby 1 2 nuar. % % % % % % % % % % % % % % % i % % % % % 3,44 1,82 0,56 0,178 0,147 0,067 0,031 0,003 0,014 0,128 0,009 0,003 0,005 0,014 0,000 0,006 0,946 4,06 84,98 93,57 2 3,45 1,82 0,56 0,181 0,148 0,067 0,032 0,003 0,014 0,127 0,009 0,003 0,005 0,014 0,000 0,006 0,948 4,07 85,71 93,57 3 3,42 1,81 0,56 0,178 0,150 0,067 O,Q31 0,003 0,014 0,127 0,009 0,003 0,005 0,014 0,000 0,0061 0,939 4,04 85,36 93,61 śr 3,44 1,82 0,56 0,179 O, 148 0,067 0,031 0,003 0,014 0,127 0,009 ' 0,003 0,005 0,014 0,000 0,006 0,944 4,06 85,35 93,58 3,44 1,79 0,63 0,176 0,148 0,071 0,035 0,005 0,017 0,144 0,010 0,004 0,005 0,014 i 0,000 0,007 0,943 4,05 82,13 93,50 2 3,46 1,82 0,63 0, 172 0,150 0,072 0,036 0,004 0,017 0,144 0,010 0,004 0,005 0,014 0,001 0,008 0,950 4,08 81,01 93,40 3 3,44 1,81 0,63 0,174 0,148 0,071 0,035 0,004 0,017 0,144 0,010 0,004 0,005 0,014 0,001 0,008 0,946 4,06 81,80 193,49 śr 3,45 1,81 0,63 0, ,149 0,071 ' 0,035 0,004 0,017 0,144 0,010 0,004 0,005 0,014 0,001 0,008 0,948 40,7 81,40 93,47! 3 13,56 2,02 0,69 0,154 0,120 0,096 0,036 0,006 0,016 0,156 0,13 0,006 0,006 0,014 j 0,001 0,006 0,994 4,24 73,69 93,10 2 3;:57 2,04 i 0,69 0,193 0,143 0,096 0,035 0,005 0,016 0,157 0,13 0,006 0,006 0,014 0,001 0,006 1,001 4,26 77,43 93,01 i 3 3,54 2,02 0,69 0,193 0,130 0,096 0,034 0,004 0,016 0,155 0,13 0,005 0,006 0,014 0,001 0,006 0,990 4,23 81,17 93,09 śr 3,55 2,03 0,69 0,193 0,137 0,096 0,034 0,004 0,016 0,156 0,13 0,006 0,006 0,014 0,001 0,006 0,996, 4,25 179,30 93,05 i

5 Na rysunku 3 i 4 przykładowo przedstawiono wpływ dodatku węgika krzemu i modyfkacji żeazokrzemu (FeSi75) na postać grafitu żeiwa 250. Przykładowo w tabicy 2 przedstawiono zużycie i koszt materiałów wsadowych do wytopu 2800 ton żeiwa 250 z dodatkiem węgika krzemu. 91 a) b)!.t Rys. 3. Struktura żeiwa 250 z dodatkiem 7,2 kg SiC bez modyfikacji: a) postać grafitu w próbce nietrawionej, b) struktura po trawieniu. Fig 3. Structure of cast iron 250 with an addition of 7,2 kg SiC, without modification:a) a graphite form in the non-etched sampe, b) structure after etching Rys. 4. Struktura żeiw a 250 z dodatkiem 7,2 kg SiC po modyfikacji FeSi75: a) postać grafitu w próbce nietrawionej, b) struktura po trawieniu. Fig 4. Structure of cast iron 250 with an addition of 7,2 kg SiC, after modification: a) a graphite form in the non-etched sampe, b) structure after etching

6 Tabica 2 Zużycie i koszt materiałów wsadowych da odewów z żeiwa 250 z dodatkiem SiC Omaczenie i gatunek materiału :\umer normy Pan produkcji Odewy z żeiwa 250 PX- 92tH ton Uzyski Lp. Wyszczegónienie Udzia ł w stosunku do wsadu metaowego w % Zużycie wsadu metaowego.too, tonę dobrego odewu Odewy dobre 52 1,000 2 Układy wewowe 37 0,712 3 Braki 6 0, Zgary i straty bezzwrocne 5 0,096 IU!zem 100 1,923 Zużycie i kosz!. materiałów wsadowych Cena za tonę materiału (zł) Nazwa materiału Cakowhe zużycie materiału Całkowity koszt Lp. Udział materiału we wsadzie % Norma zu życia materiału (tony) wsadowego (tony) materiałowy (zł) Surówka odewnicza 20,00 0, J 2 Złom obiegowy 43,00 0, Złom staowy kupny 25,00 0, , Złom żeiwny kupny 10,50 0, ! Węgik krzemu SiC 1,20 0, Feyn 60-80% 0,10 0, ~!od}fikator granu. 0,20 0, i Razem 100,00 1, ,5 i ; g Koks kotłinowv 1,62 0, , ,5 9 Koks wsadowy 18,00 0, , ,5 Raz.."!! 19,62 0, Kamień wapienny 5,50 0,

7 93 PODSUMOW ANIE Przeprowadzone badania wytopu żeiwa gatunku 200 i 250 w warunkach przemysłowych, potwierdziły przydatność metaurgicznego węgika krzemu do nawęgania wsadu, zawierającego znaczne zawartości złomu staowego. Otrzymane wyniki z badai właściwości mechanicznych Rm i HB są porównywane (a nawet je przewyższają) z wynikami kasycznego wytopu żeiwa z 40% udziałem surówki we wsadzie żeiwiakowym- rys.. Przeprowadzana anaiza przełomów próby kinowej, potwierdza nawęgający wpływ węgika krzemu da wsadów zawierających 25 % udziału złomu staowego. Wraz ze wzrostem dodatku węgika krzemu zmniejszał się stopiei zabieenia kina- rys. 2. Postać i rozrrmieszczenie grafitu w otrzymanych strukturach, świadczyć może o korzystnym wpływie zabiegu modyfikacji FeSi75 żeiwa 200 i 250 otrzymanych z wytopów żeiwiakowych zawierających we wsadzie węgik krzemu- rys. 3 i 4. Ograniczenie do 20% udziału we wsadzie żeiwiakowym surówki odewniczej i wprowadzenie 25% udziału złomu staowego pozwoiło uzyskać ponad 8% oszczędności na materiałach wsadowych. LITERATURA [] Podrzucki Cz.: Żeiwo - Struktura, właściwości, zastosowanie. T I i II, Wyd. ZG STOP Kraków [2] Podrzucki Cz., Kałata Cz.: Metaurgia i odewnictwo żeiwa. Wyd. Śąsk, Katowice [3] Sakwa W.: Żeiwo. Wyd. Śąsk, Katowice [4] Warchała T.: Metaurgia i odewnictwo. Część I Struktura i właściwości żeiwa. Częstochowa [5] Schramm K. : Zastosowanie eektrokostek w procesie żeiwiakowym. Wyd. Frank & Schute GmbH Appication of the siieon carbide for the meting of grey cast iron in the cupoa Summary Possibiity of appication of the metaurgica siieon carbide for the meting of grey cast iron (grade of 200 and 250) in the cupoa has been presented in this paper. A carburizing infuence of SiC was stated. This phenomenon has made possibe for appication of the cupoa charges with considerabe eontent of the stee scrap. Required mechanica properties of the meted cast iron with the costs reduction of the charge materias have been obtained. Investigations was carried out in the one of domestic iron foundry.