Способи введення модифікаторів.

Есть внутрипечное модифицирование и модифицирование в ковше….

Применение вибрации. Целью использования вибрации является интенсификация процесса образования обломков кристаллов и перемешивания расплава в незатвердевшей части отливки.

Еще в начале XX в. было установлено, что интенсивное встряхивание изложницы с частотой 1... 100 встряхиваний/мин при амплитуде 15...20 мм способствует лучшему выделению газов из расплава, измельчению зерна, улучшению механических свойств.

Для вибровстряхивания литейных форм можно применять вибростолы. Для виброобработки расплава в форме служат пневматические, механические, гидравлические и электромагнитные вибраторы. Очевидно, что эффект от виброобработки расплава в форме будет достигнут, если одновременно обеспечиваются условия для затвердевания расплава от стенок формы, а режимы вибрирования должны обеспечивать разрушение растущих кристаллов.

Использование ультразвуковых колебаний. Обычно к ультразвуковым колебаниям относят упругие колебания с частотой 16-10³... 1 • 10¹⁰ колебаний в секунду, т.е. герц (Гц). Человеческое ухо способно слышать звуки с частотой от 15 до 15000 Гц. Установлено, что воздействие ультразвука на первичную кристаллизацию аналогично эффекту от виброобработки затвердевающего расплава. Продуктивным является введение ультразвуковых колебаний через плавящуюся проволоку или трубку с порошком модификатора или микрохолодильников.

Применение электромагнитных полей. Вынужденную вибрацию расплава в форме можно создать наложением бегущих, пульсирующих, вращающихся электромагнитных полей. Установлено, что под одновременным действием скрещенных неоднородного электрического и однородного магнитного полей в расплаве возникает интенсивная циркуляция, которая обеспечивает эффект, аналогичный вибрированию формы.

Введение в расплав микрохолодильников. Микрохолодильники вводятся в расплав в виде металлических порошков, которые являются модификаторами или дополнительными центрами кристаллизации и измельчают зерно. Возможно даже их захолаживаю-щее действие (что следует из названия). Размеры частиц используемых для этой цели порошков около 0,1 мм, их содержание колеблется от 3 до 10 % (от массы расплава).

Порошок может быть изготовлен из раскислителей, легирующих добавок или какого-либо промежуточного сплава на той же основе.

При плавке методом переплава – нет окислительно-восстановительного

периода.

Дефосфорация железоуглеродистых сплавов. Фосфор обладает большим сродством к кислороду, чем железо, и его можно удалить из расплава методом окислительного рафинирования. Установлено, что при окислении элементов, растворенных в металле, обычно образуются не чистые оксиды, а сложные соединения, содержащие оксиды металла. В частности, при окислении фосфора, растворенного в железе, из металла выделяется фаза, имеющая состав, близкий к фосфату железа (FеО)₃-Р₂0₅.

Кроме того, углерод, содержащийся в чугунах и сталях, по мере повышения температуры увеличивает свою восстановительную способность, и при температурах выше 1320 °С восстанавливает образующиеся соединения фосфора. При этом фосфор возвращается в металл.

Таким образом, для окислительного рафинирования металла от фосфора недостаточно получить нерастворимое в металле соединение, необходимо еще, чтобы это соединение было стойким к воздействию температуры и раскислителей.

Такое соединение получают при наличии избытка СаО в шлаке, т.е. при наличии основного шлака.

На основании приведенных рассуждений можно сделать вывод о том, что для увеличения степени дефосфорации чугунов и сталей необходимо соблюдение трех условий, а именно:

-высокая окисленность металла и шлака (для реализации первой стадии десульфурации — окисления фосфора);

-низкотемпературный режим плавки (для увеличения константы равновесия экзотермических реакций окисления фосфора);

-наличие основного шлака (для фиксации степени дефосфорации, достигнутой на первой стадии процесса).

Сопоставляя условия, необходимые для удаления серы и фосфора, важно отметить, что два из трех условий диаметрально противоположны по характеру воздействия (окисленность металла и шлака и температурный режим). Третье условие — основность шлака — также различается не только формулировкой соответствующих пунктов. Для дефосфорации металла нельзя использовать шлаки с высокой основностью, так как при низкотемпературном режиме плавки такие шлаки имеют низкие текучесть и химическую активность.