Устройство для обработки чугуна магнием Советский патент 1988 года по МПК C21C1/10 

СдЭ

tUD

00

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к оборудованию для ввода легкоиспаряющихся реагентов в жидкий чугун.

Цель изобретения - увеличение степени усвоения магния, уменьшение пи- роэффекта и управление интенсивностью процесса модифицирования.

На чертеже показано устройство для обработки чугуна магнием, общий вид.

Испаритель, закрепленный на штанге 1, выполнен в виде двух емкостей, вставленных одна в другую с кольцевым зазором 2, При этом наружная емкость 3 открыта снизу и в нижней части имеет многочисленные отверстия 4, а внутренняя емкость 5 открыта сверху и в ее нижней (донной) части выполнено калиброванное отверстие 6, закрывающееся клапаном 7, который посредством штока 8 соединен с регулировочным устройством 9. Нижняя кромка внутренней емкости 5 находится выше самого верхнего отверстия 4 в нижней части наружной емкости 3.

Устройство работает следующим образом.

Испаритель с размещенным во внутренней емкости 5 магнием 10 и закрытым отверстием 6 вводят в жидкий чугун 11.

При этом благодаря уплотнению 12 воздух не вытесняется из внутреннего пространства испарителя и чугун, заполняя внутреннее П1)остранство испарителя выше уровня верхнего отверстия 4 наружной емкости, не соприкасается с внутренней емкостью 5. Сохраняющаяся газовая оболочка в кольцевом зазоре 2 между емкостями изолирует магний от расплава и предотвращает их взаимодействие до начала испарения магния. I

По мере нагрева магния 10 за счет

лучистой энергии и конвекции от жидкого чугуна 11 магний вначале расплавляется, оставаясь во внутренней емкости 5, а затем начинает испаряться. Пары магния через открытую верхнюю часть внутренней емкости 5 проникают в зазор 2, проходят вдоль сте- нок испарителя caepxv вниз, охлаждают поверхность внутренней емкости, понижают уровень расплава чугуна внутри испарителя и в виде многочисленных пузырьков выходят в толщу расплава через отверстия 4. Таким образом

осуществляется испарение магния из внутренней емкости испарителя и реализуется режим обработки чугуна магнием слабой интенсивности. Многочисленные пузьфьки магния по мере всплы- вания в чугуне растворяются и, соединяясь с вредными примесями, рафинируют чугун.

0 При необходимости интенсифицировать процесс взаимодействия магния с чугуном с целью сфероидизации графита осуществляется дополнительная обработка чугуна расплавленным магни5 ем 10, находящимся во внутренней емкости 5 испарителя.

Открывая и регулируя величину проходного сечения отверстия 6 посредством изменения полложения клапана 7,

0 достигают дозированной подачи (истечения) расплавленного магния в чугун. Изменение положения клапана осуществляют при помощи регулировочного устройства 9, соединенного с клапаном

5 7 штоком 8. Расход жидкого магния дозируют таким образом, что избегают выбросы чугуна из ковша и появление пироэффекта. Жидкий магний, вступая в контакт с чугуном, испаряется (при0 чем скорость такого испарения значительно превышает скорость испарения во внутренней емкости испарителя), повышая давление в парогазовой оболочке. Вследствие этого уровень чугуна в испарителе понижается до отверстий 4 в наружной емкости испарителя.

Парообразный магний, проходя через отверстия 4, в виде многочисленных пузырьков проходит через массу чугуна, мрдифицируя его. При насышении чугуна магнием до остаточного содержания 0,030% происходит сфероиди- зация графита, т.е. осуществляется процесс получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Предлагаемое устройство опробыва- ют в литейном цехе, для чего используют чугун, выплавленный в индукционной печи. В качестве шихтовых матери0 алов берут литс;йные и передельные

чушковые чугуны, отходы стали. Температура чугуна перед модифицированием составляет 1500+20°С. Масса обраба- тьшаемого металла 100 кг. Металл из

5 печи выливают в чайниковый ковш, в котором производят обработку магнием при помощи предлагаемого устройства. В испаритель закладывают куски металлического магния или порошковый маг5

0

5

НИИ. Количество металлического магния в различных опытах изменяют от 0,005 до 0,10 кг (т.е. расход магния составляет 0,005 - 0,10% от массы жидкого чугуна). В процессе проведения опытов контролируют содержание серы и магния в чугуне до и после обработки, степень усвоения магния (отношение магния остаточного в чугуне к введенному), форму графита в образцах из модифицированного чугуна Полученные результаты изменения содержания серы и магния в чугуне приведены в таблице.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить степень усвоения магния по сравнению с известным в 4 - 5 раз. Для получения шаровидного графита (ГФ 13) расход магния уменьшается в 2,5 - 3 раза. При повышенном расходе магния (свьше 0,1%) на поверхности металла в ковше наблюдается незначительный барботаж металла. Степень усвоения магния дос- тигает в опытах 87%, дымовыделение и пирозффект отсутствуют,.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки чугуна магнием, содержащее испаритель многоразового использования с дном, отверстиями в стенке и закрепленный на полой штанге, в которой расположён подвижный шток с клапаном, о т- личающееся тем, что, с целью увеличения степени усвоения магния, уменьшения пироэффекта и управления интенсивностью процесса моди- фициврвания, испаритель снабжен дополнительной емкостью, охватывающей внутреннюю емкость с кольцевым зазором, выполненной открытой снизу и с боковыми отверстиями, причем нижняя кромка внутренней емкости расположена вьш1е верхнего бокового отверстия дополнительной емкости.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что дно внутренней емкости испарителя снабжено отверстием для истечения расплавленного магния, перекрываемое клапаном на штоке с уплотнениями.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к оборудованию для ввода легкоиспаряющихся реагентов в жидкий чугун. Цель - увеличение степени усвоения магния, уменьшение пироэффекта и управление интенсивностью процесса модифицирования. Устройство для обработки чугуна магнием содержит испаритель многофазового использования с дном и отверстиями в стенке, закрепленный HJ полой штанге, в которой расположен подвижный шток с клапаном. Испаритель снабжен дополнительной емкостью с кольцевым зазором, вьтолненной открытой снизу и с боковыми отверстиями, причем нижняя кромка внутренней емкости расположена вьше верхнего бокового отверстия дополнительной емкости. Дно внутренней емкости испарителя выполнено с отверстием для истечения расплавленного магния, перекрьшаемым клапаном на штоке с уплотнениями. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил. (Л

2 3 4

5 6 7

0,09 0,07 0,08

Парами магния

То же

Парами и жидким магнием

То же

Известный

0,02 0,005 0,0034 68,0 - ГФ 3, ГФ 4 0,015 0,03 0,024 80 ГФ 9, ГФ 10 0,008 0,04 0,035 87 ГФ 12, ГФ 13

Магнием

в автоклаве 0,08

0,009 0,15 0,044

29,3

ГФ 13

ypooettb чугуна в испарителе