Устройство для обработки чугуна магнием

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к оборудованию для ввода легкоиспаряющихся реагентов в жидкий чугун. Цель - увеличение степени усвоения магния, уменьшение пироэффекта и управление интенсивностью процесса модифицирования. Устройство для обработки чугуна магнием содержит испаритель многофазового использования с дном и отверстиями в стенке, закрепленный HJ полой штанге, в которой расположен подвижный шток с клапаном. Испаритель снабжен дополнительной емкостью с кольцевым зазором, вьтолненной открытой снизу и с боковыми отверстиями, причем нижняя кромка внутренней емкости расположена вьше верхнего бокового отверстия дополнительной емкости. Дно внутренней емкости испарителя выполнено с отверстием для истечения расплавленного магния, перекрьшаемым клапаном на штоке с уплотнениями. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (50 4 С 21 С 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4059621/31-02 (22) 22.04.86 (46) 07.03.88. Бюл. Ф 9 (7 1) Институт проблем литья АН УССР (72) Г.Д.Хуснутдинов, В.Т.Шульга, В.С.1Цумихин, Б.Г.Зеленый н А.А.Шейко (53) 621.745 (088.8) (56) Патент СССР ((1056910, кл. С 21 С 1/10, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА

МАГНИЕМ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к оборудованию для ввода легкоиспаряющихся реагентов в жидкий чугун. Цель — увеличение степени усвоения магния, уменьшение пироэффекта и управление интенсивностью процесса модифицирования.

Устройство для обработки чугуна магнием содержит испаритель многофазового использования с дном и отверстиями в стенке, закрепленный H l полой штанге, в которой расположен подвижный шток с клапаном. Испаритель снабжен дополнительной емкостью с кольцевым зазором, выполненной открытой снизу и с боковыми отверстиями, причем нижняя кромка внутренней емкости расположена выше верхнего бокового отверстия дополнительйой емкости. Дно внутренней емкости испарителя выполнено с отверстием для истечения расплавленного магния, перекрываемым клапаном на штоке с уплотнениями. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1379313

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к оборудованию для ввода легкоиспаряющихся реагентов в жидкий чугун.

Цель изобретения — увеличение степени усвоения магния, уменьшение пироэффекта и управление интенсивностью процесса модифицирования.

На чертеже показано устройство для обработки чугуна магнием, общий вид.

Испаритель, эякрепленный на штанге 1, выполнен в виде двух емкостей, вставленных одна в другую с кольцевым 15 зазором 2. При этом наружная емкость

3 открыта снизу и в нижней части имеет многочисленные отверстия 4, а внутренняя емкость 5 открыта сверху и в ее нижней (донной) части выполнено 20 калиброванное отверстие 6, закрывающееся клапаном 7, который посредством штока 8 соединен с регулировочным устройством 9. Нижняя кромка внутренней емкости 5 находится выше самого 25 верхнего отверстия 4 в нижней части наружной емкости 3.

Устройство работает следующим образом.

Испаритель с размещенным во внутренней емкости 5 магнием 10 и закрытым отверстием 6 вводят в жидкий чугун 11.

При этом благодаря уплотнению 12 воздух не вытесняется иэ внутреннего пространства испарителя и чугун, за35 полняя внутреннее пространство испарителя вьппе уровня самого верхнего отверстия 4 наружной емкости, не соприкасается с внутренней емкостью 5.

Сохраняющаяся газовая оболочка в кольцевом зазоре 2 между емкостями изолирует магний от расплава и предотвращает их взаимодействие до начала испарения магния.

По мере нагрева магния 10 эа счет лучистой энергии и конвекции от жидкого чугуна 11 магний вначале расплавляется, оставаясь во внутренней емкости 5, а затем начинает испаряться. Пары магния через открытую верхнюю часть внутренней емкости 5 проникают в зазор 2, проходят вдоль стенок испарителя сверх вниз, охлаждают поверхность внутренней емкости, понижают уровень расплава чугуна внутри испарителя и в виде многочисленных пузырьков выходят в толщу расплава через отверстия 4. Таким образом осуществляется испарение магния из внутренней емкости испарителя и реализуется режим обработки чугуна магнием слабой интенсивности. Многочисле нные пузырьки ма гния по мере в сплы- вания в чугуне растворяются и, соединяясь с вредными примесями, рафинируют чугун.

При необходимости интенсифицировать процесс взаимодействия магния с чугуном с целью сфероидизации графита осуществляется дополнительная обработка чугуна расплавленным магнием 10, находящимся во внутренней емкости 5 испарителя.

Открывая и регулируя величину проходного сечения отверстия 6 посредством изменения полложения клапана 7, достигают дозированной подачи (истечения) расплавленного магния в чугун.

Изменение положения клапана осуществляют при помощи регулировочного устройства 9, соединенного с клапаном

7 штоком 8. Расход жидкого магния дозируют таким образом, что избегают выбросы чугуна из ковша и появление пироэффекта. Жидкий магний, вступая в контакт с чугуном, испаряется (причем скорость такого испарения значительно превышает скорость испарения во внутренней емкости испарителя), повышая давление в парогазовой оболочке. Вследствие этого уровень чугуна в испарителе понижается до отверстий 4 в наружной емкости испарителя.

Парообразный магний, проходя через отверстия 4, в виде многочисленных пузырьков проходит через массу чугуна, модифицируя его. При насьппении чугуна магнием до остаточного содержания 0,0307 происходит сфероидиэация графита, т.е. осуществляется процесс получения высокопрочного ч— гуна с шаровидным графитом. (Предлагаемое устройство опробывают в литейном цехе, для чего используют чугун, выплавленный в индукционной печи. В качестве шихтовых материалов берут литйные и передельные чушковые чугуны, отходы стали. Температура чугуна перед модифицированием составляет 1500+20 С. Масса обрабатываемого металла 100 кг. Металл иэ печи выливают в чайниковый ковш, в котором производят обработку магнием при помощи предлагаемого устройства.

В испаритель закладывают куски металлического магния или порошковый маг1379313

Процент Форма графиусвоения та в струкмагния туре чугуна

Способ обработки

Количество магния, Х

Содержание серы, мас.Х

Плавка

Введено Остаточное

До обра- После ботки обработки в чугуне

1 Парами магния

0,005 0,0034 68,0 ГФ 3, ГФ 4

0,09

0,02

0,03 0,024 80

0,07

ГФ 9, ГФ 10

0,015

2 То же

0,008 0,04 0 035

87 ГФ 12, ГФ 13

0,08

4 Парами и жидким магнием 0,07

0,007 0 05 0,030

0,0071 0,1 0,046

60 ГФ 12

46 ГФ 13

69 ГФ 13

7,6 ГФ 13

5 То же 0,07

6 0,012

7 Известный 0,07

О, 1 0,069

0,5 0,038

Следы

0,01

8 Магнием в автоклаве 0,08 0,009 0,15 0,044 29,3 ГФ 13 ний, Количество металлического магния в различных опытах изменяют от

0,005 до 0,10 кг (т.е. расход магния составляет 0,005 — О, 10Х от массы жидкого чугуна). В процессе проведения опытов контролируют содержание серы и магния в чугуне до и после обработки, степень усвоения магния (отношение магния остаточного в чугу- 10 не к введенному), форму графита в образцах из модифицированного чугуна.

Полученные результаты изменения содержания серы и магния в чугуне приведены в таблице. l5

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить степень усвоения магния по сравнению с известным в 4 — 5 раз. Для получения шаровидного графита (ГФ 13) расход магния уменьшается в 2,5 — 3 раза. При повышенном расходе магния (свыше О, 1Х) на поверхности металла в ковше наблюдается незначительный барботаж металла. Степень усвоения магния достигает в опытах 87Х, дымовыделение и пироэффект отсутствуют..

Формула изобретения

1. Устройство для обработки чугуна магнием, содержащее испаритель многоразового использования с дном, отверстиями в стенке и закрепленный на полой штанге, в которой расположен подвижный шток с клапаном, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения степени усвоения магния, уменьшения пироэффекта и управления интенсивностью процесса модифицицования, испаритель снабжен дополнительной емкостью, охватывающей внутреннюю емкость с кольцевым зазором, выполненной открытой снизу и с боковыми отверстиями, причем нижняя кромка внутренней емкости расположена выше верхнего бокового отверстия дополнительной емкости.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что дно внутренней емкости испарителя снабжено отверстием для истечения расплавленного магния, перекрываемое клапаном на штоке с уплотнениями.

1379313 исгтири ж.юе

Составитель А.Минаев

Техред М.Дидык

КорректорМ.Максимишинец

Редактор И.Дербак

Тирам 545 Подписное нНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 941/26

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная,4