Качество литейной продукции определяется, в основном, качеством шихтовых материалов, при этом затраты на основные и вспомогательные материалы в структуре себестоимости литья, составляют от 40 до 70 %. Разработка новых экономно-эффективных мероприятий, направленных на сокращение расхода материалов, является одной из важнейших задач в современном литейном производстве. Преимущество магния, как высокоэффективного и наиболее дешевого сфероидизатора графита, доказано многолетней мировой и отечественной практикой его применения [1].

Созданная лабораторная установка высокотемпературного моделирования для комплексной обработки чугуна и разработанные конструкции погружных многосопловых фурм для вдувания в расплав порошкообразной извести и диспергированного магния с переводом последнего в парообразное состояние в графитовом испарителе с теплопередающей стенкой были использованы для отработки технологии получения чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ) при мелкосерийном производстве отливок. Фурмы с закрытым графитовым испарителем с теплопередающей стенкой, снабженные 24 или 32 цилиндрическими соплами, которые расположены в один или два ряда под углом 90° к вертикальной оси фурмы, а также 3 или 4 соплами под углом 45°, позволяют предотвратить непосредственное взаимодействие диспергированного магния с чугуном и обеспечить перевод магния в парообразное состояние и регулируемое вдувание в объем последнего соответствующего количества струй газовой смеси магния и азота (аргона).

Для получения по расплавлению литейного чугуна, содержащего 3,6 % С, 2,4 % Si, 0,4 % Mn, 0,040 % P и 0,045 % S, в магнезитовый тигель 150-кг индукционной печи загружали 91 кг чугуна и 9 кг лома.         После расплавления и нагрева расплава до температуры 1380 – 1400 ºС химический анализ отобранной пробы чугуна, за исключением серы, соответствовал рекомендуемому химическому составу ЧШГ марок ВЧ 35, ВЧ 40 и ВЧ 45.

Предварительную доводку расплава до содержания серы 0,010 – 0,015 % производили путем вдувания через двухсопловую фурму порошкообразной извести и плавикового шпата (90% СаO + 10% CaF₂) с расходом 0,9 кг/(т·мин) в потоке несущего азота (0,06 кг/(т·мин)).

После 15-минутного вдувания в расплав 1,35 кг смеси порошкообразной извести и плавикового шпата с удельным расходом 13,5 кг/т чугуна обеспечивалось содержание серы в чугуне в пределах 0,012 – 0,014 %.

В последующем в чугун присаживали 0,05 кг (0,5 кг/т) ферросилиция

ФС 65 с целью предсфероидизирующего инокулирования расплава и приступали к сфероидизирующей обработке струями смеси парообразного магния и азота, формируемыми при подаче диспергированного магния с расходом 0,060 кг/(т·мин) в потоке азота (0,055 кг/(т·мин)) через погружную фурму с графитовым испарителем с теплопередающей стенкой. После 8-ми минутного вдувания диспергированного магния с удельным расходом 0,48 кг/т обеспечивали конечное содержание серы в чугуне 0,004 – 0,005 % и растворенного магния 0,028 – 0,035 %. При этом отношение Mg_ост/S_ост в чугуне колебалось в пределах 6,3 – 7,0, что приводило к стабильному образованию шаровидного графита в чугуне.

Таким образом, на основе проведенных высокотемпературных экспериментов показана возможность управления процессом обработки чугуна диспергированным магнием с целью получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом для отливок малого развеса.