СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК C21C1/10 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения высококачественных отливок.

Известен способ получения чугуна с шаровидным графитом из чугуна ваграночной плавки, включающий предварительную обработку лигатурой, содержащей редкоземельные элементы, и отсевом лигатуры железо-кремний-магний, а также последующую внутриформенную обработку лигатурой железо-кремний-магний.

Известно устройство для получения чугуна с шаровидным графитом, содержащее желоб, бункер-дозатор и конфузор при соотношении площадей сечений входного и выходного отверстий, равным 2-4.

Недостатком известного способа и устройства является то, что они не обеспечивают высокого качества чугунных отливок с шаровидным графитом. Требуется значительный расход электроэнергии на догрев чугуна до 1450-1500^оС, в индукционной печи, а также большой расход модификатора, связанный с его распылением и сгоранием при обработке им жидкого чугуна.

Способ получения чугуна с шаровидным графитом включает предварительную обработку расплава чугуна порошком карбида кальция, а также внутриформенную обработку. Согласно изобретению в желобе осуществляют дополнительный нагрев чугуна до 1450-1500^оС путем продувки его кислородом с помощью специальной фурмы, затем расплав подают в графитовый конфузорный смеситель и производят дополнительную обработку порошком карбида кальция и отсевом лигатуры железо-кремний-магний, после чего расплав заливают в ковш и выдерживают в течение 1,0-1,5 мин, а затем в полость литейной формы.

Устройство для получения чугуна с шаровидным графитом включает желоб, над которым установлен бункер-дозатор с модификатором, конфузорный смеситель модификатора с жидким чугуном. Согласно изобретению устройство снабжено дополнительным бункером-дозатором, установленным над графитовым конфузорным смесителем, закрепленным под желобом с возможностью перемещения из-под желоба по окружности с радиусом, равным длине консоли; над последним установлена фурма для подогрева жидкого металла, причем бункеры-дозаторы снабжены трубкой для подачи модификатора на струю жидкого металла и установлены с возможностью перемещения как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. При этом фурма выполнена из коллектора в виде трубок с соплами, а бункеры-дозаторы выполнены со стальной трубой, установленной на дне бункера под углом α =15...25^о и в которой помещен аэратор, выполненный в виде стального стержня с винтовыми канавками.

Использование предлагаемого способа и устройства для получения чугуна с шаровидным графитом позволяет производить предварительную обработку чугуна в ковше без прекращения обычного ваграночного процесса и в любой нужный момент можно прекратить подачу кислорода и модификатора. Благодаря этому сокращается расход модификатора и кислорода, повышается технологичность процесса и качество отливок.

Способ осуществляется следующим образом. На поток жидкого металла, выпускаемого из летки, равномерно подсыпают из первого загрузочного устройства (бункера-дозатора) порошок карбида кальция крупностью менее 8 мм в количестве 1,5...3,0% от массы металла. Затем стекающийся по желобу расплав с помощью специальной фурмы обрабатывают кислородом в количестве 4...8 л на 1 кг чугуна, в результате чего температура повышается до 1420-1470^оС и снижается содержание серы до 0,04-0,05%.

После этого металл подается в графитовый конфузорный смеситель, на поток которого из второго бункера-дозатора по трубке и воронке подсыпают порошок десульфуризатора, состоящий из карбида кальция крупностью менее 8 мм и мелочи лигатуры железо-кремний-магний крупностью менее 1-2 мм, где порошок десульфуризатора проходя через отверстие смесителя, смешивается с потоком жидкого чугуна и взаимодействует с последним в ковше. Металл выдерживается в ковше в течение 1-1,5 мин. Указанная выдержка необходима для ошлаковывания и всплытия неудалившихся продуктов реакции взаимодействия лигатуры, содержащей карбид кальция, и отсева лигатуры железо-кремний-магний с расплавом чугуна, а также обеспечения минимальных тепловых потерь в процессе обработки. После выдержки металла в ковше производится заливка форм.

На фиг.1 изображено устройство для получения чугуна с шаровидным графитом; на фиг. 2 - выполнение конструкции фурмы; на фиг.3 - выполнение конструкции бункера-дозатора.

Устройство состоит из приемника жидкого чугуна 1, желоба 2, бункеров-дозаторов 3, 4 с модификатором 5, 6 и трубками 7, 8, ковша 9. Над желобом 2 установлена фурма 10, а под желобом 2 - графитовый конфузорный смеситель 11 с отверстием 12, который посредством консоли 13 прикреплен к приваренному к желобу 2 штырю 14. В верхней части консоли 13 посредством стальной трубки 14 смонтирована воронка 15 для приема порошка модификатора 6, поступающего по трубке 8 из бункера 4. Фурма выполнена из коллектора 16 в виде трубки с соплами 17. Бункера-дозаторы 3, 4 выполнены из корпуса 18, на дне которого установлена стальная трубка 19 под углом 15-25^о, в которой помещен аэратор 20, представляющий собой стальной стержень с винтовыми канавками. В верхней части корпуса 18 приварена стальная трубка 21 с фиксирующим винтом 22, посредством которого устройство подвешено к штырю 23 с возможностью вращения. Штырь 23 приварен к концу стержня 24, конец которого жестко соединен со стержнем 25, установленного перпендикулярно горизонтальной плоскости.

На кожухе шахты вагранки (условно не показано) приварены две пластинки с кольцами 26, 27 для закрепления стержня 25, сползание вниз которого ограничено кольцом 27 со стопорным винтом. Аэратор 20 приводится в действие двигателем 28.

Устройство работает следующим образом. Жидкий чугун плавят в вагранке с огнеупорной футеровкой и выпускают через летку в приемнике 1 и желоб 2.

Посредством бункера-дозатора 3, установленного под желобом 2, при вращении аэратора 20 электродвигателем 28, порошок карбида кальция крупностью менее 8 мм в количестве 1,5-3,0% подают в стальную трубку 7, а оттуда на поток ваграночного чугуна в желобе 2. Затем стекающий по желобу 2 расплав с помощью специальной фурмы 10 обрабатывают кислородом в количестве 4-8 л на 1 кг чугуна, в результате чего температура чугуна повышается до 1420-1470^оС, а содержание серы снижается до 0,04-0,05%. В графитовом конфузорном смесителе 11 осуществляют дополнительную обработку путем подачи порошка десульфуризатора, состоящего из карбида кальция крупностью менее 8 мм и мелочи лигатуры железо-кремний-магний крупностью менее 1-2 мм из бункера 4 по трубке 8 через воронку 15.

Проходя через отверстие 12, порошок десульфуризатора смешивается с потоком жидкого металла и взаимодействует с последним в ковше 9.

Использование: металлургия, в частности получение высококачественных отливок. Сущность: способ включает обработку расплава чугуна порошком карбида кальция, нагрев чугуна на желобе до 1450 - 1500°С продувкой его кислородом с помощью специальной фурмы пропускание расплава через конфузорный смеситель с одновременным введением порошка карбида кальция совместно с отсевом лигатуры железо - кремний - магний, после чего расплав заливают в ковш и выдерживают в течение 1,0 - 1,5 мин. Устройство для получения чугуна с шаровидным графитом содержит желоб, над которым установлен с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскости бункер-дозатор с трубкой, для подачи реагентов на струю графитовый конфузорный смеситель, закрепленным под желобом с возможностью перемещения из под желоба по окружности с радиусом, равным длине консоли, дополнительный бункер-дозатор с трубкой для подачи реагентов на струю, установленный над конфузорным смесителем с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, фурму, установленную над желобом, которая может быть выполнена в виде коллектора из трубок с соплами: каждый бункер дозатор может быть снабжен стальной трубкой, установленной в его нижней части под углом 15 - 25° и горизонтали, соединенной с трубой для подачи реагента, а аэратором, выполненным в виде стального стержня с винтовыми канавками и установленного в стальной трубе. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Способ получения чугуна с шаровидным графитом, преимущественно для чугуна ваграночной плавки, включающий введение в расплав чугуна железокремниймагнийсодержащей лигатуры, пропускание расплава через конфузорный смеситель и последующую заливку расплава в ковш, отличающийся тем, что расплав чугуна предварительно обрабатывают порошком карбида кальция, затем нагревают до 1450 - 1500^oС с продувкой его кислородом с помощью фурмы, а в качестве железокремниймагнийсодержащей лигатуры используют отсев железокремниймагниевой лигатуры, при этом отсев железокремниймагниевой лигатуры вводят совместно с порошком карбида кальция при пропускании расплава через конфузорный смеситель с последующей выдержкой в ковше 1,0 - 1,5 мин. 2. Устройство для получения чугуна с шаровидным графитом, содержащее желоб, бункер-дозатор, установленный над желобом, и конфузорный смеситель, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительным бункером-дозатором, установленным над конфузорным смесителем и фурмой, установленной над желобом, при этом конфузорный смеситель выполнен графитовым и закреплен под желобом на консоли с возможностью перемещения по окружности радиусом, равным длине консоли, а бункеры-дозаторы выполнены с трубками для подачи реагента на струю и установлены с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что фурма выполнена в виде коллектора из трубки с соплами. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый бункер-дозатор снабжен стальной трубой, установленной в его нижней части под углом 15 - 25^o к горизонтали, соединенной с трубой для подачи реагента и аэратором, выполненным в виде стального стержня с винтовыми канавками и установленного в стальной трубе.