Способ обработки расплавленного металла

 

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА, включающий погружение плазматрона вглубь металла и подачу через него иокизированного азота, о т л и ч а ю щ и и с я тем,| что, с целью повышения коэффициента усвоения азота металлом за счет интенсификации процессов теплои массоо& ена в расплаве, плазматрону придают возвратно-поступательное перемещение с одновременным отклонением плазматрона на угол 5-20° от вертикали, а над поверхностью расплава создают избыточное давление азота 100-200 н/м. 2, Способ по П.1, о т л и ч а ю |ц и и с я тем, что обработку расплава осуществляют одновременно несколькими плазматронами, расположенными по окружности. (Л

„„SU„„1067838

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 В 9/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ к данному изобретению является способ обработки расплавленного металла, включающий погружение плазматрона вглубь металла и подачу через него ионизированного азота. После погружения плазматрон перемещают по кругу, что способствует хорошему перемешиванию расплава.

Однако степень усвоения азота металлом а, данном способе недостаточна, так как обработка расплава плазменной струей происходит на одной постоянной глубине. Поэтому слои расплава, расположенные выше или ниже плоскости вращения плазменной струи, обрабатываются плазматроном недостаточно интенсивно.

Цель изобретения — повышение коэФФициента усвоения азота металлом

СР

ОЪ

QO

©Э

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И QTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3378826/22-02 (22) 08.01.82 (46) 23. 12.91. Бюл. М 47 .(71) Институт проблем литья АН УССР (72) В.Л. Найдек, А.В.Наривский, Н.С.Ганжа, I0.C.Бабаскин, В.Н.Костяков, Т.С.Шишханов, В.В,Казанский, В.H.Äåìèäèê, А.П.Ноженко, В.А.Уманский и Е.Б.Полетаев (53) 621.745,55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ю 244358, Kï. С 21 с 7/00, 1967.

Авторское свидетельство СССР

If 839266, кл. С 21 С 7/00, 198Ñ. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОГО ИЕТАЛЛА, включающий погружение плазматрона вглубь металла

Изобретение относится к области металлургии, в частности к процессам, обработки расплавленных металлов и сплавов ионизированными .газами, и может быть использовано при выплавке нитридосодержащих лигатур.

Известен способ обработки рас-плавленного металла, заключающийся в погружении вглубь металла дугового плазматрона и подачу через него инертного газа. В этом способе на расплав воздействуют ионизированным в дуге газом, что повышает его рафинирующие свойства. Прохождение. через расплав высоконагретого газа способствует интенсивному тепло- и массообмену при обработке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату. 2 и подачу через него ионизированного

I азота, о т л и.ч а ю шийся тем,l что, с целью повышения коэФФициента усвоения азота металлом за счет интенсификации процессов тепло- и массообмена в расплаве, плазматрону придают возвратно-поступательное перемещение с одновременным отклонением плазматрона на угол 5-20 от вертикали, а над поверхностью расплава создают избыточное давление азота 100-200 н/м .

2. Способ по и. I, о т л и ч а юшийся тем, что обработку расплава осуществляют одновременно несколькими плазматронами, расположенными по окружности.

1067838 за счет интенсификации процессов тепло- и массообмена в расплаве, Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки расплавлен5 ного металла, включающем погружение плазматрона вглубь металла и подачу через него ионизированного азота, плазматрону придают возвратно-поступательное перемещение с одновременным отклонением плазматрона на о угол 5-20 от вертикали, а над поверхностью расплава создают избыточное давление азота 100-200 н/м

Обработку расплава могут осущест- 15 влять одновременно несколькими плазматронами, расположенными по окружности, Придание плазматрону (плазматронам) возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости позволяет интенсифицировать процессы тепло- и массообмена в расплаве на всей глубине ванны.

Отклонение плазматрона (плазма- 25 тронов) на угол 5-20 от вертикали о при возвратно-поступательном перемещении во время обработки способствует интенсификации процессов тепло- и массообмена в расплаве, а сле- g0 довательно коэффициента усвоения азота металлом.

При угле отклонения плазматрона меньше 5 не достигается требуемого перемешивания расплава. При угле отклонения более 20 возможно касание плазматроном футеровки ковша или ее оплавление плазменной струей °

Создание избыточного давления 40 азота над поверхностью расплава в пределах 100-200 н/м способствует лучшей усвояемости азота расплавом.

При давлении менее 100 н/м сте2 пень усвоения азота расплавом почти 4 не отличается от- степени усвоения азота в способе-прототипе при отсутствии избыточного давления азота над расплавом. При давлении более

200 н/м возникают технические труд- 0 ности по надежной герметизации ковша, а коэффициент усвоения азота расплавом повышается незначительно.

Обработку расплава одновременно несколькими плазматр мами, расположенными по окружности, целесообразно проводить в ковшах большой емкости, I

Описанный способ опробован при выплавке ванадиевых лигатур, химический состав которых приведен в таблице.

Расчет шихты производили в зависимости от веса плавки и химическо-. го состава используемых ферросплавов (чугун, ферромарганец, ферросилиций, феррованадий). Содержание азота являлось основой для расчета необходимого количества азота, вводимогс в лигатуру через плазматрон.

Плавили лигатуру в индукционной печи ИСТ-0,16, расплав выливали в предварительно нагретый ковш емкостью 100 кг. На ковш устанавливали крышку, и в расплав погружали включенный плазматрон мощностью 100 кВт.

Над расплавом создавали избыточное давление азота около 150 н/м путем подачи его в ковш по отдельной магистрали через редуктор и ресивер.

Обработку расплава плазматроном производили в течение 15 мин. За это время в лигатуру ЖВдН (см. табл. 1) вводили лколо 2 мз, а в лигатуру FeV 5 м азота в ионизированном состоянии. В процессе обработки плазматрон поднимали и опускали на величину от 2/3 до 1/3 глубины ванны со скоростью 0,5 см/с с одновременным отклонением его от о вертикали на угол 10-15 . 3a время обработки температура расплава в о ксвше повышалась на 30-35 С для обоих типов лигатур.

Результаты химанализов и расчетные данные показали, что предложенный способ обработки расплава обеспечивает коэффициент усвоения азота расплавом более 703, что в 1,31,5 раза выше, чем в известном способе. Кроме того, достигнуто выравнивание температуры в объеме ванны и сокращение длительности периода обработки. В целом рассмотренный способ обеспечивает в сравнении с известным способом экономический эффект более 5 руб на одну тонну обработанного металла.

1067838

Содержание элементов, мас.Ф

Лигатура.С Ип Si Ч N Fe

ЖВдн

1,0-1,5 Остальное

3 5-4,0 Остальное

10-15 а0,3

3-3,5 35-40

О, 75-1, 0 2" 3

FeV

Составитель Г.Иозжечкова

Редактор И.Ленина Техред д.(}лийнык Корректор И.Самборская

Заказ 466 Тираж Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101