КРЫШКА ДЛЯ КОВША ПРИ МОДИФИЦИРОВАНИИ ЧУГУНА Российский патент 2000 года по МПК B22D41/00 C21C1/10 

Изобретение относится к металлургии и касается конструкции крышки с футерованной внутри чашей, используемой для заполнения ковша металлом при модифицировании.

Известно применение футерованной крышки, устанавливаемой на ковш при модифицировании чугуна /см. Литейное производство, N 7, 1984 г., с. 8/ /1/.

Известен также способ модифицирования чугуна в ковше с применением крышки-чаши /а.с. SU 1766963 A1, кл C 21 C 1/10 от 17.10.92 г./ /2/.

Крышка для ковша при модифицировании чугуна имеет футерованную обечайку, цапфы и выпускное отверстие в донной части.

Недостатком при использовании крышки /1/, /2/ при модифицировании чугуна является то, что при поступлении расплавленного чугуна в чашу крышки из плавильных печей /дуговых, индукционных/ в результате удара падающей струи в дно чаши, часть металла будет выбрасываться через край за счет отражения от дна чаши. Угол падения струи металла на дно чаши равен углу отражения от дна. Конструкция цилиндрической части крышки с футерованной чашей /2/ не способна отразить металл обратно в чашу, и металл выбрасывается через край. Создаются опасные условия труда, и часть чугуна будет безвозвратно потеряна, имеются большие тепловые потери чугуна. При низкой скорости, медленном подъеме уровня чугуна в ковше модификатор будет всплывать на поверхность поднимающегося чугуна в ковше и сгорать с большим пироэффектом без модифицирующего воздействия на чугун. В данном случае гарантированное получение высокопрочного чугуна исключается. Увеличить высоту крышки, а соответственно и высоту чаши внутри крышки не представляется возможным из-за низкой высоты крановой подвески ковша. Чаша данной конструкции имеет значительные тепловые потери за счет излучения с поверхности металла в чаше.

Технической задачей изобретения является исключение выброса металла из чаши при поступлении его из печи, сокращение потерь тепла и обеспечение быстрого подъема уровня металла в ковше при модифицировании.

Задача решается тем, что в крышке, включающей металлическую футерованную обечайку с цапфами и донной частью, в которой расположено выпускное отверстие, обечайка выполнена конусной или в форме шарового пояса; обечайка в верхней части имеет цилиндрическую горловину, снабженную козырьком; донная часть крышки выполнена выпуклой; крышка снабжена пробкой, закрывающей выпускное отверстие в донной части.

На фиг. 1 показана крышка с чашей, футерованной кирпичом /вид сверху/.

На фиг. 2 - крышка с чашей, футерованной кирпичом с пробкой в дне чаши /вид А-А/.

На фиг. 3 - крышка с чашей, футерованной кирпичом, имеющая плоское дно и пробку в дне чаши. Крышка установлена на ковш в рабочее положение перед заливкой металла в чашу.

На фиг. 4 показана крышка с чашей /вид. Б-Б/.

На фиг. 5 показана крышка с чашей, футерованной кирпичом, обечайка которой выполнена в форме шарового пояса.

Крышка (фиг. 1, фиг. 2) состоит из конусной обечайки 1, цилиндрической горловины 2 с козырьком 3, дна 4. Крышка снабжена цапфами 5 /фиг.1/. Внутренняя поверхность крышки - чаша 6 футерована огнеупорной набивкой 7 и огнеупорным кирпичом 8. В дне крышки имеется выпускное отверстие 9, которое закрывается пробкой 10.

На фиг. 3 показан упрощенный вариант крышки, установленной на ковш 11. В крышке отсутствует цилиндрическая горловина 2 и козырек 3, а дно 4 чаши выполнено плоским. Высота крышки выбирается в зависимости от высоты подвески /коромысла/ 12 /фиг. 4/ и должна быть в пределах 50 - 100 мм до ее верхней части. Этим обеспечивается свободное вращение коромысла 12 над крышкой вокруг оси редуктора поворота ковша. Объем металла в чаше 6 крышки должен быть максимально возможным. Для увеличения объема металла в чаше 6, сокращения тепловых потерь, дно 4 крышки выполняется выпуклым во внутрь ковша /фиг. 2, фиг. 5/. Конусность обечайки 1 крышки выбирается в зависимости от высоты крышки и диаметра Д горловины 2. Диаметр Д горловины принимается равным диаметру горловины барабанных ковшей (см. таблицу).

В соответствии с правилами техники безопасности литейные ковши независимо от их емкости должны выполняться металлом не более чем на 7/8 их внутренней высоты /см. Справочник по охране труда, том 3, издательство Судостроение, Л. , 1974 г., с. 69, пункт 273/ /3/. Следовательно, выпуклая форма дна крышки чаши обеспечивает содержание более значительного объема чугуна.

Уменьшение расстояния между дном чаши и поверхностью жидкого чугуна в ковше до 50-100 мм приводит к сокращению потерь тепла как в ковше, так и в чаше.

Процесс модифицирования чугуна в ковше с крышкой осуществляется следующим образом:
В предварительно подогретый до температуры 500 - 600^oC ковш 11 на дно за перегородку вводят 0,1 - 0,2% от жидкого металла в ковше плавикового шпата. Плавиковый шпат должен равномерно покрывать дно ковша. Затем с помощью воронки засыпают модифицирующую смесь 13. Модифицирующая смесь должна быть засыпана таким образом, чтобы максимальная ее высота была в центре, а минимальная под углом естественного скоса уменьшалась к стенкам ковша.

Модифицирующая смесь сверху покрывается чугунной стружкой в количестве до 1%. Модифицирующая смесь вводится в количестве 3,0% от веса чугуна. Состав модификатора, мас.%: 58% Ск10Мг92Р /9% Mg/, 2% - графит, 20% - плавиковый шпат, ферросилиций ФС75 - остальное. Компоненты модифицирующей смеси должны быть предварительно раздроблены до размеров не более 7 мм. Пылевидная фракция размером до 0,5 мм отсеяна. Графит добавляется в смесь и тщательно перемешивается. На ковш 11 с помощью крана устанавливается предварительно подогретая до температуры 500 - 600^oC крышка с чашей 6. Крышка устанавливается таким образом, чтобы выпускное отверстие 9 с пробкой 10 было установлено по другую сторону перегородки с модифицирующей смесью 13 таким образом, чтобы после заполнения чаши 6 и удаления пробки 10 металл не падал на модифицирующую смесь 13. Затем ковш вместе с крышкой с помощью крана устанавливается под желоб плавильной печи. Чугун при температуре 1450 - 1470^oC первоначально заполняет чашу 6, а затем после удаления из чаши пробки 10 металл через выпускное отверстие 9 поступает в ковш 11. Первоначально чугун поступает за перегородку с модифицирующей смесью, а затем вдоль стенки поступает на модификатор. Уровень металла быстро повышается, так как заливка из плавильной печи через чашу не прерывается до заполнения ковша заданной массой.

Наличие в чаше конусной части выпуклого дна, а при необходимости цилиндрической горловины с козырьком, исключает выплескивание металла, снижает тепловые потери, обеспечивает минимальный расход модификатора.

Изобретение может быть использовано в металлургии. Крышка для заливки чугуна в ковш при модифицировании содержит металлическую футерованную обечайку с цапфами и донной частью, в которой расположено выпускное отверстие, закрывающееся пробкой. Обечайка крышки выполнена конусной или в форме шарового пояса и в верхней части имеет цилиндрическую горловину. Горловина крышки снабжена козырьком. Донная часть крышки выполнена выпуклой. При использовании изобретения исключаются выбросы металла из чаши крышки, сокращаются потери тепла, обеспечивается минимальный объем модификатора. 4 з.п.ф-лы, 5 ил. , 1 табл.

1. Крышка для заливки чугуна в ковш при модифицировании, включающая металлическую футерованную обечайку с цапфами и донной частью, в которой расположено выпускное отверстие, отличающаяся тем, что обечайка крышки выполнена конусной или в форме шарового пояса. 2. Крышка по п.1, отличающаяся тем, что обечайка в верхней части имеет цилиндрическую горловину. 3. Крышка по п.2, отличающаяся тем, что ее горловина снабжена козырьком. 4. Крышка по п.1, отличающаяся тем, что ее донная часть выполнена выпуклой. 5. Крышка по п.4, отличающаяся тем, что она снабжена пробкой, закрывающей выпускное отверстие в донной части.