Способ науглероживания расплава Советский патент 1983 года по МПК C21C1/00 

/.-И-УЖИ

сл

4

О5 СО 00

фаг/ Изобретение огносигся к литейному производству, в частности к методам науглероживания в процессе выплавки чугуна в электропечах литейных цехов. По основному авт. св. N 688520 известен способ науглероживания распла ва, включакяций введение в расплав rpja фитового стержня и вращение его в металле в процессе обработки со скорость 20О-60О об/мин, при этом расплав обогревают электрической дугой С1 Недостатком данного способа являют ся значительные затраты времени на протекание процесса науглероживания, вызванные постепенным насыщением расплава углеродом вокруг вращающегося электрода и уменьщением скорости растворения углерода расплавом, причем при большой длительности процесса науглероживания существенно увеличивается угар элементов за счет, перегрев металла взоне действия электриче кой дуги. Цель изобретения - сокращение врем ни науглероживания и снижение угара э мен гов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу науглероживания расплава одновременно с вращением гр фитового стержня производят вращение расплава в направлении, противоположно вращению графитового стержня со скоростью 20-60 об/мин.. При вращении расплава обеспечивают движение металла по отношению к вращающемуся графитовому стержню и электроду. Перенос растворяемого вещества в движущейся жидкости осуществляется молекулярной диффузией, возникающей в результате разности концентраций растворенного вещества у поверхности реагирования и в объеме жидкости с последующим переносом час тиц вещества, растворенного в жидкости, в процессе движения последней. Противоположное вращение расплава по отношению к вращающемуся графитовому стержню способствует увеличению скорости растворения углерода в распла ве. Благодаря этому достигают значительного сокращения времени науглероживания. Кроме того, вращением распла ва достигают равномерного распределения углерода по всему объему расплава его высокой степени гемогенизации, при этом исключается перегрев металла в зоне действия электрической дуги. Передача тепла ог электрической дуги осуществляется равномерно по всей поверхности жидкого металла. При этом существенно уменьшается угар легирующих элементов в расплаве . При скорости вращения расплава более 60 об/мин на поверхности жидкого металла появляется воронка, уменьщающая полезную поверхность . контакта расплава .с графитовым стержнем, что приводит к увеличению времени науглероживания расплава. Появление воронки способствует также частому прерыванию электрической дуги, необходимой для подогрева расплава во время науглероживания. При скорости вращения расплава менее 20 об/мин скорость растворения углерода в нем снижается до значений, практически подучаемых при науглероживании по известному способу, и увеличи ваются Затраты времени для. достижения заданной кшцентрации углерода в расплаве. На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа науглероживания расплава жидкого металла; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1. Подвергаемый науглероживанию металл заливают в ковш 1 и устанавливают его подъемным механизмом 2 на необходимый уровень в зависимости от размера графитового стержня и глубины емкости с металлом. Графитовый стержень 3 враШается от электродвигателя через многоступенчатый редуктор 4. Поддержание необходимой температуры науглероживания осуществляют за счет горения электрической дуги от специально установленного электрода 5; Для уменьшения потерь тепла излучением с зеркала металла и предотвращения выбросов металла на ковще устанавливают футерованную огнеупорной массой крышку 6 с от- верстием для размещения электродов и придают, вращательное движение металлу в сторону, противоположную вращению графитового стержня. г Движение ковша с металлом, установленного на верхней платформе 7, производят с помощью электродвигателя 8 через редуктор 9 и коническую зубчатую передачу 10-11-. Электродвигатель с редуктором установленъ на нижней плат-: форме 12. Верхняя платформа может вращаться относительно нижней платформы в подшипниках 13, установленных на кольцевой стойке 14. Благодаря дополнительному вращению металла достигаюг сокращения времени науглерожива ния, более .тшвномерного распределени углерода в объеме расплава за счег пристенного движения расплава всгречн Движению науглероживаемого-вокруг врашаюшегсся электрода расплава. В лабораторных условиях проводят плавки чугуна с целью опробования предлагаемого способа. В выплавленный в тигле 1 исходный чугун объемом 0,5 кг с содержанием углерода 2,5 % при поддержаниитемпературы печи на уровне 1450 С опускают с помощью подъемного механизма 2 графитовый стержень- 3 на глубину 2/3 высоты . тигля и вращают его от электродвигате ля через многоступенчатый редуктор 4 в течение 5 мин, задавая одинаковое время растворення для всех проведенных 384 опытов. Одновременно вращают тигель с расплавами чугуна со скоростью 40 об/мин в сторону, противоп лож{)ую вращению графитового стержня, с помощью электродвигателя 8 через редуктор 9 и коническую зубчатую перехшчу 10 Д1, установленных на платформе 12. Тигель вращается на верхней платформе 7, установленной в подщипннках 13 на кольцевой стойке 14. Результаты опытных плавок приведены в таблице, .. из которой видно, что предлагаемый способ науглероживания расплава по сравнениюС известкым обеспечивает повышение скорости растворения углерода в расплаве на 25-ЗО %, а также снижение угара легирушцих элементов, в том числе марганца, хрома, порядка 50 %.

гн 00) О D СГ) CO(N N .

(JOJCM сГ 1

СПОСОБ НАУГЛЕРОЖИВАНИЯ РАСПЛАВА, по авг. св. № 68852О, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени науглероживания и снижения угара элементов, одновременно с вращением графитового стержня производят вращение расплава в направлении, противоположном вращению графитового стержня, со скоростью 2О-6О об/мин.

г . V

CD 0) ГСО

- Н (N СОЛ

99999

М Ю 00 (N

-. гН (М СОСО

О О о

о

о

оо

CD

Т