Способ улавливания шлака в поворотном ковше при заливке форм металлом

 

Изобретение используется в литейном производстве при заливке форм металлом из поворотных ковшей. Сущность изобретения: в ковше на поверхности металла у носка размещают плоский огнеупор, например кирпич, а за ним насыпают битые огнеупоры различной плотности. Жидкий шлак задерживается между кусками огнеупоров, охлаждается в контакте с ними и соединяет их в гибкую систему. Обеспечивается надежность улавливания шлака. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам улавливания шлака в поворотных ковшах.

Известен способ улавливания шлака в поворотном ковше при заливке форм, в котором у носка ковша на поверхности металла размещают плоский огнеупор (патент Англии N 704120, кл. B 22 D 41/00, 1954).

Недостатком способа является неполное задержание шлака, попадание его в литниковую систему формы, что приводит к браку отливок.

Технической задачей изобретения является повышение степени улавливания шлака, сокращение брака отливок.

Задача решается тем, что на поверхность металла за плоским огнеупором насыпают битые огнеупоры, имеющие различную плотность.

На фиг. 1 показан ковш в положении до заливки и в конце заливки; на фиг. 2 - ковш с устройством для погружения кирпича; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.

Способ осуществляют следующим образом.

На поверхность металла в поворотном ковше 1 (фиг. 1) после очистки шлака перед носком 2 устанавливают плоский огнеупор 3, имеющий плотность больше, чем плотность шлака, например, кирпич периклазохромитовый плотностью 3,7 - 3,8 г/см³.

Плотность шлака при разливке чугуна 2,6 - 2,7 г/см³. За периклазохромитовым кирпичом насыпают подогретые бесформенные куски огнеупоров: периклазохромитовых 4 и 5 в смеси с кусками огнеупоров динасовых, шамотных, периклазовых и др. плотностью 2,0 - 3,0 г/см³.

Площадь кусков огнеупоров на поверхности металла в ковше не ограничивается, так как огнеупоры вместе со шлаком в промежутках между кусками огнеупоров обеспечивают теплоизоляцию металла с поверхности. Применение кусков огнеупоров различной массы и крупности обеспечивает различную глубину погружения их в металл. Бесформенность кусков создает многочисленные ячейки между кусками, в которых задерживается шлак как в процессе выстаивания, так и разливки.

Задержанный шлак в ячейке всплывает на поверхность металла в ячейке и за счет интенсивного охлаждения сверху и с боков затвердевает, и тем самым исключается попадание его в отливку.

В ковше (фиг. 1) необходимо в футеровке выполнить специальные углубления, позволяющие огнеупору 3 строгую фиксацию и поворот в процессе разливки металла.

В ковше 1 (фиг. 2) положение огнеупора 3 у носка ковша 2 строго зафиксировано с помощью специального устройства, устанавливаемого на ковш.

Устройство состоит из штанги 6, установленной на упорах 7, приваренных к ковшу 1. В центре штанги приварен фиксатор 8, на который подвешена зажимная скоба 9. Зажимная скоба 9 крепится к огнеупору 3 с помощью клина 10 и несет на себе груз 11.

Зажимная скоба имеет возможность поворачиваться на фиксаторе в процессе заливки форм при постоянной глубине погружения огнеупора 3, при этом сохраняется постоянным сечение выпускного отверстия у носика ковша. Груз 11 позволяет устанавливать желаемую глубину погружения огнеупора 3. Глубина погружения кусков 4 и 5 должна иметь меньшую глубину, чем огнеупор 3, тем самым исключить попадание кусков огнеупоров 4 и 5 под огнеупор 3, в выпускное отверстие и формы. Груз 11 также позволяет использовать огнеупоры 3 с массой меньше, чем масса шлака, даже легковесные.

Для экономии огнеупоров при улавливании шлака в ковше должны применяться отходы производства, старые кирпичи, использованные в печах, сводах, ковшах и т.д.

Шлаковая частица размером 0,1 мм всплывает на поверхность шлака в ковше емкостью 1 т за 30 с после заполнения ковша металлом из печи.

Обычно время до начала заливки форм составляет 2 - 5 мин. За данный промежуток времени весь шлак, даже более мелкие частицы, всплывут на поверхность металла до начала заливки.

Улавливание жидких и твердых частиц шлака предлагаемым способом в поворотном ковше основано на их задержании между кусками кирпичей.

Жидкий шлак (частицы), всплывший на поверхность, задерживается между кусками огнеупоров, охлаждается сверху и с боковых сторон за счет контакта с огнеупорами, соединяет куски огнеупоров в гибкую подвижную систему.

Пример. Расход металла (чугуна) для 1 т ковша составляет 3 - 10 кг/с или 450 - 1400 см³.

Скорость истечения у носка (максимальная) может быть определена по максимальному расходу.

Для обеспечения нормальной заливки при максимальном и минимальном расходе площадь сечения носка принимают 100 см², тогда максимальная скорость истечения через носик 28 см/с.

После заполнения ковша металлом и выдержке до 1 мин весь шлак с частицами до 0,1 мм всплывает на поверхность и с помощью счищалки вручную удаляется. Затем на поверхность металла к носку укладывают подогретый кирпич периклазохромитовый, далее укладывают куски огнеупоров и приступают к заливке форм.

Шлаковые частицы, оставшиеся на поверхности металла, совместно с металлом будут двигаться к носку ковша. Достигнув кусков огнеупоров, частицы шлака между ними задерживаются. Улавливаются также оставшиеся на футеровке ковша частицы шлака, которые после расплавления будут всплывать в потоке металла при заливке.

Через 4 - 6 мин от начала заливки практически весь шлак из расплавленного металла и футеровки всплывает на поверхность и будет задержан между кусками огнеупоров.

В конце заливки плоский огнеупор и куски огнеупоров опустятся на футеровку ковша, а последние порции металла будут фильтроваться между кусками огнеупоров.

Таким образом предлагаемый способ обеспечивает улавливание шлака в поворотном ковше от начала до конца разливки.

Формула изобретения

1. Способ улавливания шлака в поворотном ковше при заливке форм металлом, включающий размещение на поверхности металла у носка ковша плоского огнеупора, отличающийся тем, что за плоским огнеупором насыпают битые огнеупоры, имеющие различную плотность.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что плоский огнеупор имеет плотность, большую плотности шлака.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве плоского огнеупора используют кирпич.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве плоского огнеупора используют переклазохромитовый кирпич с плотностью 3,0 - 4,0 г/см³.

5. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что при использовании плоского огнеупора с плотностью меньшей, чем плотность шлака, регулируют глубину его погружения посредством груза.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3