Устройство для подачи модификатора в жидкий металл Советский патент 1991 года по МПК B22D27/20 B22D1/00 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для подачи модификатора на струю жидкого металла и в форму преимущественно при заливке литейных форм на автоматических заливочных установках.

Цель изобретения - повышение стабильности модифицирования жидкого металла при использовании автоматических заливочных установок,

На фиг.1 показано устройство для подачи модификатора в жидкий металл, продольный разрез; на фиг.2 - схема ввода модификатора на струю заливаемого в форму жидкого металла.

Устройство для подачи модификатора в жидкий металл содержит штуцер 1 для подсоединения к трубопроводу сжатого газа, пневмоклапан 2 с электромагнитным приводом для открытия и закрытия подачи сжатого газа, газовое сопло 3, бункер 4 порошкообразного модификатора, регулирующий элемент (сменный шиберный затвор) 5 с калиброванными отверстиями 6, соединенный с электромагнитным приводом для дозированной подачи и отсечения подачи порошкообразного модификатора, корпус 7 с полостями разрежения 8 и смешения 9 и каналом 10 для подачи модификатора из бункера в смесительную камеру 9, выходное сопло-трубку 11 для подачи порошкообразного модификатора непосредственно в струю жидкого металла и накидную гайку 12.

Газовое сопло 3 и выходное сопло-трубка 11 имеют проходные каналы, диаметры которых находятся в соотношении 1:(3 - 5).

Устройство работает следующим образом.

После подачи литейной формы под заливочную установку одновременно с включением заливочной установки и началом заливки жидкого металла в литейную форму включаются электромагнитные приводы пневмоклапана 2 и шиберного затвора 5 на впуск сжатого газа и подачу порошкообразного модификатора.

Сжатый газ из трубопровода по штуцеру 1 через пневмоклапан 2 поступает в газовое сопло 3, по выходе из которого сформировавшаяся его струя создает разрежение в полости 8 разрежения корпуса 7 и устремляется в смесительную камеру 9. Из бункера А через калиброванное отверстие 6 сменного шиберного затвора 5 и канал 10 в корпусе 7 порошкообразный модификатор под действием собственного веса и создавшегося разрежения поступает в смесительную камеру 9, откуда подхватывается струйным потоком газа и по выходному соплу-трубке 11 транспортируется и направляется непосредственно в струю заливаемого в форму жидкого металла. По окончании заливки жидкого металла в форму после выключения заливочной установки срабатывают пневмоклапан 2 и шиберный затвор 5 на закрытие, отсекая подачу сжатого газа и порошкообразного модификатора и тем самым прерывая работу устройства.

0 По поступлении под заливочную установку очередной незалитой литейной формы и включении заливочной установки цикл работы устройства повторяется.

При этом необходимая по технологии

5 массовая скорость подачи порошкообразного модификатора в струю жидкого металла обеспечивается установкой приводного шиберного затвора с калиброванным отверстием соответствующего диаметра.

0 Испытания предложенного струйного устройства проводили по следующей методике,

Для испытания предложенного устройства изготовили 5 штук выходных сопел-тру5 бок для подачи порошкообразного модификатора непосредственно в струю жидкого металла длиной 0,6 м с проходными каналами диаметром 6, 9, 12,15 и 18 мм, т.е. в 2, 3, 4, 5 и 6 раз больше диаметра проход0 ного канала газового сопла (3 мм), и шиберный затвор с калиброванным отверстием 6 мм, обеспечивающим массовую скорость подачи порошкообразного модификатора, равную 6 г/с.

5 Устройство подключали к магистрали осушенного сжатого воздуха. Давление воздуха, подаваемого в струйное устройство, равное 0,2 МПа, устанавливали посредством газового редуктора и контролировали

0 по манометру. Провели пять серий испытаний, При этом в каждой серии испытаний в устройстве устанавливали выходное сопло- трубку с разным диаметром проходного канала.

5 Об эффективности модифицирования жидкого металла и работы устройства судили по показаниям величины отбела технологических клиновых проб размером 65 х 65 х х12 мм, получаемых в 3-ярусной литейной

0 форме по 4 пробы в каждом ярусе с литниковой системой, обеспечивающей последовательное снизу вверх заполнение жидким металлом литейных полостей каждого яруса.

5 Металлоемкость форм 18,6 кг. Формы заливали чугуном с СЕ 3,95 - 4,05%, имеющим температуру 1380 - 1400°С, посредством заливочного устройства с массовой скоростью заливки 3 кг/с.В качестве модификатора использовали ферросилиций с барием марки ФС75Ба4 с частицами размером 0,32 - 1,0мм.

Из результатов испытаний следует, что устройство эффективно работает при соотношении диаметров проходных каналов га- зового сопла и выходного сопла-трубки, равном 1:(3-5), и дозированной подаче порошкообразного модификатора с заданной массовой скоростью в единицу времени, определяемой диаметром каиброванного от- верстия в шиберном затворе, обеспечивая при этом высокую стабильность результатов модифицирования на протяжении всего времени заливки жидкого металла в литей- ную форму, о чем свидетельствует отсутст- вне разброса показаний величины отбела клиновых проб, получаемых последовательно в 3-ярусной форме, и их соответствие технологическим нормам (3-5 мм), при которых достигаются заданные структура и ме- ханические свойства чугуна в отливках.

При увеличении величины соотношения диаметров проходных каналов газового сопла и выходного сопла-трубки для подачи порошкообразного модификатора потоком газа непосредственно в струю жидкого металла более 1:3 устройство неработоспособ- но из-за прекращения подачи порошкообразного модификатора с заданной по технологии массовой скоростью вследствие возникающего повышенного сопротивления в проходном канале сопла- трубки, препятствующего транспортированию модификатора из полости смешения в струю жидкого металла: модификатор застревает внутри устройства. Величина отбела клина значительно выше технологической нормы, что приводит к повышению брака отливок по твердости.

При уменьшении величины соотношения диаметров проходных каналов газового сопла и выходного сопла-трубки менее 1:5 понижается эффективность модифицирования,

величина отбела клина выше технологической нормы вследствие имеющих место непроизводительных потерь модификатора, обусловленных резким падением давления и скорости газопорошковой струи на выходе из сопла-трубки и увеличением зоны рассеивания выбрасываемых частиц модификатора, что приводит к браку отливок по несоответствию структуры и механических свойств (в частности, твердости).

Использование устройства для введения порошкообразного модификатора в струю жидкого металла обеспечивает повышение стабильности результатов модифицирования жидкого металла на протяжении всего времени заливки его в литейную форму, а также сокращение расхода сжатого газа в 2-3 раза.

Устройство может быть применено для введения порошкообразного модификатора в струю жидкого металла при выдаче из плавильного агрегата в ковш, при переливе из раздаточного в разливочный ковш и при заливке литейных форм.

Наиболее целесообразно использовать устройство для введения порошкообразного модификатора в струю жидкого металла при заливке литейных форм посредством автоматических заливочных установок в массовом и крупносерийном производстве отливок.

Формула изобретения

Устройство для подачи модификатора в жидкий металл, содержащее бункер для порошкообразного модификатора, смесительную камеру с газовым соплом и выходным соплом-трубкой, канал для подачи модификатора с регулирующим элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности модифицирования жидкого металла при использовании автоматических заливочных установок, газовое сопло и выходное сопло-трубка выполнены с проходными каналами, соотношение диаметров которых равно 1 :(3-5).

1 2 J

Фиг. 2

Изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для подачи модификатора на струю жидкого металла преимущественно при заливке литейных форм на автоматических заливочных установках. Цель изобретения - повышение стабильности модифицирования жидкого металла при использовании автоматических заливочных установок. Устройство содержит бункер для порошкообразного модификатора, смесительную камеру с газовым соплом и выходным соплом-трубкой и канал для подачи модификатора с регулирующим элементом. При этом газовое сопло и выходное сопло-трубка выполнены с проходными каналами, соотношение диаметров которых равно 1 : (3 - 5). 2 ил. It (Л С ON О Ю VI О О