Устройство для модифицирования сплавов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рес убиии п>998527 (6l) Дополнительное к авт. свив-ву(22) Заявлено 23. 12.80 (21) 3221489/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

О убликовано 23. 02. 83 Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 25.02„83 (5l)N. Кл.

С 21 С 1/00

Гевударстеевивй кемитет

СССР ао аллам изебре1еиий и еткрмтий (53) УДК 621.

7М. 3 (088. 8) Ю.С. Потапов, Л.П. Барилович, В.Д. Довбня и В.Д р (. ар„=::,, l . т ",;:-..., - - с

Киевский автомобильно-дорожный институт и . 604НВ@щ „-,,, Великой Октябрьской социалистической револ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОДИфИЦИРОВАНИЯ СПЛАВОВ

Изобретение относится к металлургии, машиностроению и может быть использовано при производстве высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, высококачественных сталей и других сплавов, при изготовлении отли-, вок и слитков.

Известно устройство для модифицирования сплавов, включающее поплавковую диафрагму с углублением. Модификатор перед выпуском в ковш сплава закрывают поплавковой диафрагмой, . углубление (полость) которой заполняют разливаемым металлом до начала заполнения ковша (1 .

К недостаткам этого устройства для модифицирования относятся нестабильность процесса, связанная с тем, что динамический напор струи заливаемого расплава, поступающей не по оси о .поплавковой диафрагмы, вызывает ее крен и соответственно всплывание модификатора на поверхность, т.е. в зазор между стенкой ковша и диафраг2 мой, где частично окисляется, что требует дополнительного неэффективного расхода модификатора присадки.

Кроме того, поступление струи расплава из разливочного желоба несимметричйо относительно оси ковша и поплавковой диафрагмы ведеТ к возникновению реактивной силы, смещающей саму поплавковую диафрагму в направ лении ее действия - к стенке:ковша.

A поскольку стенки ковша имеют настилы, выступы и наросты, которые мо" гут удерживать в какой-нибудь точке . поднимающуюся вместе с зеркалом расплава поплавковую диафрагму, то создаются условия для переворачивания последней. Это также снижает стабильность и надежность устройства.

Недостатком устройства такие яв" ляется невысокая .интенсивность процесса модифицирования,обусловленная тем, что в центральной зоне поплавковой диафрагмы перемешивание неве8527 актора 2 тельный момент, вызывающий его вращеЗО Hive

Струи расплава, выходя через .тангенциальные щели и контактируя непосредственно с прогретым модификатором в полости 6, вызывают интенсив.ную турбулизацию в реакционной полости. Этому же способствует вращение поплавкового реактора 2 вокруг оси струи, поступающей в приемную воронку 4.

Таким образом, достигается интенсификация протекания процесса взаимодействия модификатора с расплавом и повышение эффективности процесса модифицирования в условиях, когда исключены потери модифицирующих элементов за счет окисления, имеющего место при их контакте с атмосферой.

3 99 лико и создается зона перемодифицированного расплава.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для получения высокопрочного чугуна, включающее, поплавковый реактор с модификатором, устанавливаемый в выемку ковша и плиту (диафрагму) с отверстиями, изготовленную из углеродосодержащего материала. Плита прижата к дну ковша стопором, который фиксируется креплением 2).

Недостатками известного устройства являются сложность в изготовлении реактора с модификатором и приспособлений для его крепления, а также большая трудоемкость в подго- товке процесса модифнцирования, Данное устройство не обеспечивает. стабильность процесса модифицирования, происходит ошлаковывание и окомкование лигатуры, особенно при использовании чугуна с низкой температурой перегрева (ниже 1420 С), например, чугуна ваграночной плавки и модифи- . катора с низким содержанием магния (меньше 54).

Целью изобретения является повышение эффективности и стабильности процесса модифицирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем ковш с помещенным в него поплавковь м реак-тором, согласно изобретению, поплавковый реактор выполнен в виде М-образной воронки, с тангенциально расположенными у ее днища щелевыми ка- . налами, соединяющими внутреннюю и наружную полости реактора.

На фиг, 1 представлено устройство для модифицирования сплавов, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 °

В ковш 1 помещен выполненный из графита поплавковый реактор 2 в виде

M-образной воронки, на который через направляющую воронку 3 подают расплавленный металл в приемную воронку.

4 реактора. Расплавленный металл че-, рез тангенциальные щелевые каналы 5, выполненные у днища реактора, направляется в полость 6, где расположен модификатор.

Устройство работает следующим об- . » разом.

На дно ковша 1 засыпают измельченный модификатор в виде смеси компонетов из сплава и устанавливают на него поплавковый реактор 2, изготовленный из огнеупорного .и термост9йкого материала, например графита, или углеродосодержащего материала.

Жидкий металл из разливочного желоба подают в направляющую воронку 3, установленную на конце желоба, либо асимметрично на ковше, и из нее в приемную воронку 4 поплавкового реактора 2.

Расплав из приемной воронки 4 через тангенциальные щелевые каналы 5 подают в полость 6 поплавкового реВ этой полости растворяется модификатор при поступлении в ковш расплава. Последний, заполняя приемную воронку 4, утяжеляет реактор 2 так, что весь модификатор в полости 6 ре актора 2 оказывается погруженным в расплав. Этим достигается защита модификатора от окисления. Последняя по зволяет снизить расход модификатора до минимума. Жидкий металл, выходя из приемной воронки 4 через тангенциальные щелевые каналы струями, со-. общает поплавковому реактору 2 вращаУстройство обеспечивает автоматическое центрирование поплавкового реактора 2 относительно оси струи из направляющей воронки 3 за счет воздействия динамического напора струи на коническую поверхность воронки 4.

Это приводит к повышению стабильности и надежности процесса модифициро" вания.

После наполнения ковша поплавковый реактор вынимают, остатки жид. 5 9 кого металла беспрепятственно выли= ваются через тангенциальные щелевые каналы и таким образом он может быть использован неоднократно.

Пример. Иодифицированию подвергают чугун; выплавленный в 100 кг индукционной печи с температурой на

>желобе 1400 С и составом вес.3: С

3,6; Si 2,2; Мп 0,45; Сг 0,01 S

0,03; P 0,06.

В качестве модификатора применяют комплексный модификатор, содержащий, . вес.Ж: Hg 6-9; Са 8-12; Р3М 1-2;

Si 45-55; Fe - остальное, Поплавковый реактор выполняют. механической обработкой из графитового электрода.

При расходе модификатора 0,83 получен высокопрочный чугун с шаровидным графитом марки 60-2 при единоразовой обработке 50, 100 кг чугуна, т.е. с пределом прочности при растяжении 65- 70 кг/мм, относительном удлинении 3-43, ударной вязкости

2,5-3,5 кгм/см, НВ 255-269.

Таким образом,.преимуществами .устройства для модифицирования сплавов являются интенсивная турбулизация расплава в реакционной эоне полость поплавкового реактора-обеспечивает прак-.ически полное усвоение модифицирующих элементов и исключает наличие зоны перемодифицирования рас плава,.отсутствие контакта легкоокис ляющихся элементов модификатора с атмосферой ° позволяющее снизить его расход в 2-2,5 раза, стабильность процесса модифицирования, достигается аа счет обеспеченйя в предлагае- мом устройстве .благоприятных физикоФормула изобретения

Устройство для модифицирования

- 25 сплавов, содержащее:ковш с помещенным в него поплавковым реактором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и стабильности процесса модифицировазо ния, поплавковый реактор выполнен в виде И-образной воронки с тангенциально расположенными у ее днища щелевыми каналами, соединяющими внутреннюю и наружную полости реактора., -35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

tl 471388, кл. C 21 C 1/00, 1973.

2. Патент Австрий И 309490, кл. С 22 С 37/04, 1973.

98527 6 химических и.гидродинамических условий в реактивной эоне.Кроме того, существенным является автоматическое центрирование .поплавз кового реактора относительно оси струи, вытекающей из направляющей воронки, удобство реализации на существующем оборудовании и небольшие затраты иэ-эа многоразового использования как для малых, так и для больших количеств одноразово обрабатываемого расплава. Экономический эффект от применения предлагаемого устройства для мо1 дифицирования составляет 20-30 руб.. .на 1 т высокопрочного чугуна за счет повышения эффективности модифицирования и уменьшения расхода модификатора в 1,3-1,5 раза.

998527

Заказ 1077/46

Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Кондратьев

Редактор H. Рогулич Техред К.Мыцьо Корректор А. Ференц