РАБОЧАЯ ЕМКОСТЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ Российский патент 1997 года по МПК C21C1/10 

Изобретение относится к рабочей емкости для обработки расплавленного металла посредством введения в него испаряемых добавок, в частности, с целью изготовления заготовок из чугуна с шаровидным графитом посредством введения чистого магния, или магниевого сплава с высоким процентным содержанием магния, а также смесей чистого магния с различными гасителями реакции, как например, опилки железа и т.п.

Для обработки расплавленного чугуна известно применение чистого магния, соответственно сплавов содержащих в своем составе магний. В случае магниевого сплава с низким процентным содержанием магния, например 5.10% Mg, недостатки проявляются в виде больших затрат на изготовление этих сплавов и в виде их ограниченной применяемости, т.к. наряду с магнием в расплавленный металла попадают также и другие вещества, содержащиеся в сплаве, присутствие которых нежелательно в обрабатываемом металле.

Применение магниевых сплавов с низким процентным содержанием магния для обработки чугунов может осуществляться, например, в так называемом многослойным способом. При этом в открытый разливочный ковш вводится заранее определенное количество сплава, которое затем заливается поступающей в разливочный ковш струе2й расплавленного металла. В случае сплавов магния с высоким его процентным содержанием, например 40% Мд, это не практикуется из-за возникновения при этом сильных реакций.

Для обработки расплавленного чугуна с помощью чистого магния, главным образом известно применение наклоняемых рабочих емкостей с расположенными в них камерами. В таких устройствах расплавленный металл приводится в соприкосновение с веществом для его обработки в результате наклона рабочей емкости. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результате является рабочая емкость для обработки расплавов испаряющимися добавками, содержащая емкость, снабженную перегородкой с отверстиями, разделяющими ее на рабочую и вспомогательную камеры, продольные оси которых совпадают, и образующей днище рабочей камеры (патент Великобритании 1172209, В 22 D 41/00, 1969). Однако, известная емкость имеет некоторые сложности в изготовлении и обслуживании, а также характеризуется не очень высокими результатами обработки, особенно, когда в качестве легкоиспаряющейся добавки используют чистый магний или сплавы с высоким процентным содержанием магния.

Задачей предлагаемого изобретения является, предложить такую конструкцию рабочей емкости, которая является относительно простой как с точки зрения изготовления, так и с точки зрения обслуживания, и с помощью которой одновременно могут быть оптимизированы параметры обработки.

Решение этой задачи обеспечивается тем, что в рабочей емкости для обработки металлических расплавов испаряющимися добавками, содержащей емкость, снабженную перегородкой с отверстиями, разделяющей ее на рабочую и вспомогательную камеры, продольные оси которых совпадают, и образующей днище рабочей камеры, перегородка выполнена в виде стенки вспомогательной камеры, при этом вспомогательная камера расположена снаружи рабочей.

Предложение иллюстрируется чертежом, где изображен продольный разрез рабочей емкости.

Рабочая емкость 1 состоит из рабочей камеры 2 и вспомогательная камеры 3, служащей для приема вещества для обработки, например, магния, соответственно сплавов магния с высоким его процентным содержанием. Вспомогательная камера 3 соединена с рабочей камерой через стенку 4. Стенка 4к одновременно образует и днище 5 рабочей камеры 2, причем соединение между вспомогательной камерой 3 и рабочей камерой 2 рабочей емкости 1 обеспечивается посредством отверстий 6, соответственно каналов.

Процесс обработки происходит следующим образом: В вспомогательную камеру 3, при нахождении рабочей емкости 1 в горизонтальном положении, подается чистый магний, соответственно сплав магния с большим его процентным содержанием. После этого посредством крышки 7 камера 3 закрывается. Вслед за этим рабочая емкость 1 устанавливается вертикально и обрабатываемый расплавленный чугун заливается в рабочую камеру 2. Из-за относительно малого диаметра отверстий 6 расположенный чугун медленно поступает в камеру 3, и начинается испарение вещества для обработки. В результате большого парообразования и связанного с ним большого давления возникает эффект продувки обуславливающей циркуляцию расплавленного металла, с помощью которого камера 3 непрерывно пополняется расплавленным металлом, вплоть до окончания процесса обработки.

Реакция регулируется посредством подачи расплавленного металла до тех пор, пока, выходящие из камеры пары не затормозят подачу расплавленного металла в камеру 3.

Некоторые отверстия 6 расположены таким образом, что из оси 8 образуют с средней осью 9 рабочей емкости 1 острый угол. В результате этого расплавленный металл приводится в движение способствуя отводу продуктов реакции.

В описанной рабочей емкости обрабатывались расплавленные чугун со следующим исходным содержанием серы, соответственно магния:
Загрузка 1: посредством добавления 0,093% по весу Мg и ри исходном содержании серы S 0,011% по весу, был получен расплав с остаточным содержанием Mg 0,043% по весу и S 0,009% по весу, Температура обработки составляла 1480^oC.

Загрузка 2: посредством добавления 0,072% по весу Mg и при исходном содержании серы S 0,012% по весу был получен расплав с остаточным содержанием Mg 0,036% по весу и S 0,009% по весу. Температура обработки составляла 1510^oC.

Загрузка 3: посредством добавления 0,09% по весу М и при исходном содержании серы S 0,01% по весу был получен расплав с остаточным содержанием Mg 0,042% по весу и S 0,008% по весу. Температура обработки составляла 1470^oC.

Загрузка 4: посредством добавления 0,23% по весу сплава магния с 40% содержанием магния и при исходном содержании серы S-0,01% по весу, был получен расплав с остаточным содержанием Mg 0,48% по весу и S 0,008% по весу. Температура обработки составляла 1480^oC.

Использование: изготовление заготовок чугуна с шаровидным графитом. Предлагается емкость для обработки расплавленного металла, введением испаряемых добавок, в частности чистого магния или магниевых сплавов с высоким процентным содержанием магния. Сущность: емкость снабжена перегородкой с отверстиями, разделяющей ее на рабочую и вспомогательную камеры, продольные оси которых совпадают, и образующей днище рабочей камеры, при этом перегородка выполнена в виде стенки вспомогательной камеры, которая расположена снаружи рабочей. 1 ил.

Рабочая емкость для обработки металлических расплавов испаряющимися добавками, содержащая емкость, снабженную перегородкой с отверстиями, разделяющей ее на рабочую и вспомогательную камеры, продольные оси которых совпадают, и образующей днище рабочей камеры, отличающаяся тем, что перегородка выполнена в виде стенки вспомогательной камеры, при этом вспомогательная камера расположена снаружи рабочей.