Способ науглероживания расплава

 

8520

И САН И Е

О П

Союз Советских 1ц 68

Социалистических

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Республик

+<> (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.05.78 (21) 2621043/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.09.79. Бюллетень № 36 (45) Дата опубликования описания 30.09.79 (51) М. Кл.-

С 21С 1/00

Государственный комитет (53) УДК 621.745 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. С. Шумихин, А. Г. Потрух и В. П. Кутузов

Институт проблем литья АН Украинской ССР (il) Заявитель (54) СПОСОБ НАУГЛЕРОЖИВАНИЯ РАСПЛАВА

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в литейном производстве при науглероживании металлов.

Известен способ науглероживапия металла за счет контакта его с угольным стержнем или с угольной футеровкой, закрепленными в ковше. По такому способу жидкий металл, подвергаемый науглероживанию, поступает в ковш, в котором находится угольный стержень или угольная футеровка. Науглероживание металла происходит за счет диффузии углерода в расплаве (1).

Недостатками известного способа являются низкая скорость растворения углерода, значительные потери тепла при науглсроживании за счет протекания эндотермического процесса растворения углерода в железе (50 С на 1 % усвоенного углерода) и за счет излучения при длительной выдержке прп науглероживании, что затрудняет получение металла с требуемым содержанием углерода.

Известен способ обработки металла реагентами, заключающийся в введении этих реагентов в виде стержня в металл и вращении до их растворения (2).

Однако при использовании такого способа для науглероживания малая скорость вращения не позволяет интенсифицировать процесс в достаточной степени, а также в процессе науглероживания происходит большой угар углерода.

Целью настоящего изобретения является интенсификация процесса науглероживанпя, сокращение угара углерода.

Для достижения поставленной цели графптовый стержень вводят на всю глубину емкости с металлом и вращают со скоростью 200 — 600 об/мин. Для поддержания требуемой температуры металла при науглероживании над зеркалом металла устанавливают электрод. Интенсификация процесса науглероживания осуществляется за счет прндания графитовому стержню, растворяющемуся в жидком металле в диффузионном режиме, вращательного движения со скоростью 200 — 600 об/мин. Известно, что скорость растворения цилиндрических графитовых стержней прямо пропорцион; льна корню квадратному угловой скорости вращения.

Более низкая скорость вращения недостаточна для достижения ускоренного науглероживающего эффекта жидкого металла.

При скоростях врашения более 600 об/мин наблюдаются повышенные вибрационные нагрузки, приводящие к разрушению графитового стержня, возникающая центро3р бежная сила отбрасывает металл к стенкам

688520 низмом 2 устанавливается па необходимый уровень в зависимости от размера графитового стержня и глубины емкости с металлом. Графитовый стержень 3 вращается от

5 электродвигателя через многоступенчатый редуктор 4. Поддержание необходимой температуры науглероживания осуществляется за счет дуги от специально установленного электрода 5. Для уменьшения !

О потерь тепла излучением с зеркала металла и для предотвращения выбросов металла на ковше устанавливается футеровапная огнеупорной массой крышка 6.

В лаборатории были проведены плавки

15 в печи сопротивления с целью исследования интенсивности растворения графитовых стержней в зависимости от скорости вращения. Графитовые стержни диаметром 10 мм и длиной 100 мм опускались в алундовой тигель с металлом и приводились во вращательное движение. Содержание углерода в металле, температура в печи и время растворения для всех опытов были постоянными.

Результаты опытных плавок приведены в таблице.

Содержание углерода в расплаве, Время растворения, мин

Температура металла, С

Скорость вращения, об/мин

Скорость растворении углерода, о,/мин

После растворения

До растворения п/п

1450

5,0

0,10 — 0,13

0,14 — 0,15

0,25 — 0,27

0,29 — 0,30

0,30 — 0,32

Выбросы металча разрушение

0 !

700

3,10

3,25

3,80

4,00

4,10

Не контролировалась

2,50

Из таблицы видно, что скорость растворения углерода в металле имеет наиболее высокие показатели (0,25 — 0,32%/мин) при скорости вращения 200 — 600 об/мин. При 30 более высокой скорости наблюдаются выбросы металла из тигля, разрушение стержня. емкости, при этом возможны выбросы металла.

Равномерное распределение углерода в объеме металла осуществляется за счет того, что вращающийся графитовый стержень оказывает эффективное перемешивающее воздействие на расплав.

Сокращение угара углерода при пауглероживании реализуется за счет того, что растворяющаяся поверхность графитового стержня находится на глубине металла, контакт ее с атмосферой воздуха отсутствует.

Возможность науглероживания металла до необходимой концентрации реализуется установлением над зеркалом металла электрода, дуга от которого позволяет поддерживать необходимую температуру для протекания диффузионных процессов растворения углерода.

На чертеже изображена схема осуществления способа науглероживания металла вращающимся графитовым электродом, введенным на всю глубину емкости.

Металл, подвергаемый науглсроживапгпо, находящийся в ковше 1, подъемным мехаФормула изобретения 35

Способ науглероживания расплава, заключающийся в введении в расплав графитового стержня и вращении его в металле в процессе обработки, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса науглероживания и сокращения угара углерода, графитовый стержень вращают со скоростью 200 — 600 оборотов в минуту и в процессе обработки расплав обогревают электрической дугой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1461579, кл. С 21С 7/00, 1976.

2. Патент Японии № 4528687, кл. 10А 41, 1972, 688520

Составитель А. Кондратьев

Техред Н. Строганова

Редактор 3. Ходакова

Корректор Т. Добровольская

Ти ног р а фи я, п р. Сапунова, 2

Заказ 2358/7 Изд. № 589 Тираж 658 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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