Устройство для ковшевого модифицирования чугуна

 

Изобретение может быть использовано для внепечного рафинирования и модифицирования чугуна, а также черных и цветных металлов. Устройство представляет собой стальной контейнер с отверстиями, расположенными в боковой и донной частях, внутри которой размещают модификатор. Контейнер снабжен крышкой из огнеупорного материала, удельный вес которого составляет 0,3-0,6 от удельного веса расплава. В процессе модифицирования чугуна в ковше контейнер с модификатором всплывает, обеспечивая одновременно с модифицированием перемешивание расплава. Использование устройства позволяет повысить стабильность механических свойств чугуна и равномерность распределения модификатора в распл аве. 1 табл., 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 С 1/00

ГО СУДА Р СТВ Е ННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,00

i& О, Q (21) 4813677/02 (22) 16,04.90 (46) 07.01,93, Бюл. N 1 (71) Сумский филиал Харьковского политехнического института им, В.И,Ленина (72) В.В.Ерженков, В,Ф.Паршин и A,È.Ïoкутная (56) Авторское свидетельство СССР

ЛЬ 1715855, кл. С 21 С 1/00, 20.12.90. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОВШЕВОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА (57) Изобретение может быть использовано для внепечного рафинирования и модифицирования чугуна, а также черных и цветных

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для модифицирования чугуна.

Известно устройство для модифицирования чугуна лигатурами., представляющее собой колокольчик-испаритель, жестко соединенный с тяжелой крышкой ковша, в результате чего колокольчик находится только на дне ковша.

Однако вышеуказанное устройство характеризуется относительно невысокой степенью усвоения модифицирующего компонента.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и назначению является устройство для ковшевого модифицирования чугуна, включающее металлический конвейер с модификатором, который размещают от дна ковша на рассто„„5U„„1786086 А1 металлов. Устройство представляет собой стальной контейнер с отверстиями, расположенными в боковой и донной частях, внутри которой размещают модификатор.

Контейнер снабжен крышкой из огнеупорного материала, удельный вес которого составляет 0,3-0,6 от удельного веса расплава, В процессе модифицирования чугуна в ковше контейнер с модификатором всплывает, обеспечивая одновременно с модифицированием перемешивание расплава. Использование устройства позволяет повысить стабильность механических свойств чугуна и равномерность распределения модификаторэ в pacniiaee. 1 табл„3 ил. янии 0,05-0,15 высоты его внутренней полости.

Недостатком этого устройства является неравномерное распределение в расплаве модифицирующего компонента, концентрация которого будет выше в нижних слоях чугуна, чем в верхних, из-за того, ч10 контейнер расположен на дне ковша, что ведет к нестабильным механическим свойствам чугуна и в конечном счете сказывается на качестве готовой продукции. Для получения модифицированного чугуна с заданнь|м процейтным содержанием модифицирующего компонента, распределенного равйомерно в объеме расплава, необходимо вводить дополнительно операцию по перемешиванию расплава в ковше, которая не является безопасной.

Цель изобретения — повышение ста. бильности механических свойств чугуна зв счет перемешивания расплава, 1786086

Указанная цель достигается тем, что устройство для ковшевого модифицирования чугуна, выполненное в виде стального контейнера с отверстиями, расположенными в боковой и донной частях, согласно изобретению дополнительно содержит крышку из огнеупорного материала, удельный вес которой составляет 0,3-0,6 от удельного веса расплава чугуна.

Наличие стального контейнера для модификатора под крышкой исключает возможность полного всплытия устройства на зеркало расплава. Крышка из огнеупорного материала, удельный вес которой меньше удельного веса расплава в 2-3 раза, всплывает на границу раздела шлак-металл, поднимая за собой стальной контейнер, который будет находиться в расплаве, так как удельный вес стали больше удельного веса расплава чугуна, При этом модифициI> óþùèå компоне нты и осто янно находятся в расплаве, взаимодействуют "с ййм, улучшая его качество путем преобразования структуры расплава. Устройство, перемещаясь в расплаве за счет равнодействующей центробежных сил, получающихся в результате выброса паров модификатора при взаимодействии его с"чугуном через отверстия"в контейнере, перемешивает расплав, обеспечивая при этом равномерное распределение модификатора в объеме расплава.

На фиг.1 изображено устройство для ковшевого модифицирования; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — размещение устройства в ковше до заполнения его жидким металлом.

Устройство для ковшевого модифицирования состоит из крышки 1, изготовленной из огнеупорного материала, например огнеупорного кирпича, диаметр которой меньше внутреннего диаметра ковша 2, стального контейнера 3 для модификатора с отверстиями 4, расположенными в боковой и донной частях его, и соединенного с крышкой 1 посредством штыря 5 и гайкой 6 с шайбой 7, В контейнер устройства для ковшевого модифицирования 8 насыпают модификатор 9.

Устройство работает следующим образом.

Модифицирование проводят в разливочном ковше 2. На дно ковша 2 перед заливкой металла помещают устройство для ковшевого модифицирования 8, наполненное модификатором 9. Ковш 2 заполняют жидким металлом, при этом находящийся в

25 .литейные и механические свойства распла5

15 !

55 контейнере 3 модификатор 9 нагревается и взаимодействует с расплавом чугуна. Образующиеся пары модификатора 9 выбрасываются через отверстия 4 в контейнер 3 в расплав. Крышка 1 будучи легче чугуна в 2-3 раза всплывает, поднимая за собой контейнер 3, хаотически перемещаясь в расплаве за счет равнодействующей центробежных сил, получающихся в результате выброса паров модификатора 9 через отверстия 4 в контейнере 3, перемешивая при этом расплав. По мере подъема уровня металла в ковше 2 происходит взаимодействие модификатора 9 с расплавом чугуна с каждым последующим слоем расплава, поступающего в ковш 2. Крышка 1 будет находиться в процессе работы устройства 8 на зеркале расплава, а контейнер 3 с модификатором 9 будет погружен в расплав, так как он тяжелее его, обеспечивая послойное насыщение расплава модифицирующим реагентом. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает равномерное насыщение расплава реагентами, улучшает ва чугуна.

В таблице приведена сравнительная характеристика предлагаемого варианта модифицирования чугуна с прототипом.

Модифицирование проводили в ковше емкостью 500 кг лигатурой ЖКМ. Заливали отливки массой 400 кг, Вырезали из каждой

Отлйвки по две заготовки и определяли по ним содержание магния и механические свойства, Результаты испытаний подтверждают, что заявляемое устройство для ковшевого модифицирования обеспечивает равномерное распределение модификатора в объеме расплава чугуна и стабильные механические свойства готовой продукции, Формула изобретения

Устройство для ковшевого модифицирования чугуна, включающее стальной контейнер с отверстиями, расположенными в боковой и донной частях, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения стабильности механических свойств чугуна и однородности распределения модификатора в расплаве за счет обеспечения его перемешивания в процессе модифицирования оно дополнительно снабжено крышкой из огнеупорного материала, удельный вес которого составляет 0,3-0,6 от удельного веса расплава чугуна, 1786085

67иг

Фиг. Z.

1786086

40

50

Составитель В,Ерженков

Техред М,Моргентал Корректор О.Густи

Редактор Л,Волкова.

Производственно-издательский комбинат "Пате " . У т нт, г. жгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 228 Тираж

ВНИИПИ Гос а ственн

Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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