Устройство для ковшевого модифицирования чугуна Советский патент 1993 года по МПК C21C1/00 

ел

С

Изобретение может быть использовано для внепечного рафинирования и модифицирования чугуна, а также черных и цветных металлов. Устройство представляет собой стальной контейнер с отверстиями, расположенными в боковой и донной частях, внутри которой размещают модификатор. Контейнер снабжен крышкой из огнеупорного материала, удельный вес которого составляет 0,3-0,6 от удельного веса расплава. В процессе модифицирования чугуна в ковше контейнер с модификатором всплывает, обеспечивая одновременно с модифицированием перемешивание расплава. Использование устройства позволяет повысить стабильность механических свойств чугуна и равномерность распределения модификатора в распл аве. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для модифицирования чугуна.

Известно устройство для модифицирования чугуна лигатурами, представляющее собой колокольчик-испаритель, жестко соединенный с тяжелой крышкой ковша, в результате чего колокольчик находится только на дне ковша.

Однако вышеуказанное устройство характеризуется относительно невысокой сте- пенью усвоения модифицирующего компонента.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и назначению является устройство для ковшевого модифицирования чугуна, включающее металлический конвейер с модификатором, который размещают от дна ковша на расстоянии 0,05-0,15 высоты его внутренней полости.

Недостатком этого устройства является неравномерное распределение в расплаве модифицирующего 1омпонента, концентрация которого будет выше в нижних слоях чугуна, чем в верхних, из-за того , чҐо контейнер расположен на дне ковша, что ведет к нестабильным механическим свойствам чугуна и в конечном счете сказывается на качествётото- вой продукции. Для получения модифицированного чугуна с заданным процентным содержанием модифицирующего компонента, распределенного равномерно в объеме расплава, необходимо вводить дополнительно операцию по перемешиванию расплава в ковше, которая не является безопасной.

Цель изобретения - повышение стабильности механических свойств чугуна за счет перемешивания расплава.

1

00

io

10 iOO О

Указанная цель достигается тем, что устройство для ковшевого модифицирования чугуна, выполненное в виде стального контейнера с отверстиями, расположенными в боковой и донной частях, согласно изобретению дополнительно содержит крышку из огнеупорного материала, удельный вес которой составляет 0,3-0,6 от удельного веса расплава чугуна.

Наличие стального контейнера для модификатора под крышкой исключает возможность полнргр всплытия устройства на зеркало расплава. Крышка из огнеупорного материала, удельньЧй вес которой меньше удельного веса расплава в 2-3 раза, всплывает на границу раздела шлак-металл, поднимая за собой стальной контейнер, который будет находиться в расплаве, так как удельный вес стали больше удельного веса расплава чугуна. При этом модифици- рую щиё компоненть Ггюстоянно находятся в расплаве, взаимодействуют с ййм, улучшая его качество путем преобразования структуры расплава. Устройство, перемещаясь в расплаве за счет равнодействующей центробежных сил, получающихся в результате выброса паров модификатора при взаимодействий его с чугутем чёр ё з от Ёёр ст й я Ъ контейнере, перемешивает расплав, обеспечивая при этом равномерное распределение модификатора в объеме расплава.

На фиг.1 изображено устройство для ковшевого модифицирования; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - размещение устройства в ковше до заполнения его жидким металлом.

Устройство для ковшевого модифицирования состоит из крышки 1, изготовленной из огнеупорного материала, например огнеупорного кирпича, диаметр которой меньше внутреннего диаметра ковша 2, стального контейнера 3 для модификатора с отверстиями 4, расположенными в боковой и донной частях его, и соединенного с крышкой 1 посредством штыря 5 и гайкой 6 с шайбой 7. В контеййер устройства для ковшевого модифицирования 8 насыпают модификатор 9.

Устройство работает следующим образом.

Модифицирование проводят в разливочном ковше 2. На дно ковша 2 перед заливкой металла помещают устройство для ковшевого модифицирования 8, наполненное модификатором 9. Ковш 2 заполняют жидким металлом, при этом находящийся в

контейнере 3 модификатор 9 нагревается и взаимодействует с расплавом чугуна. Образующиеся пары модификатора 9 выбрасываются через отверстия 4 в контейнер 3 в

расплав. Крышка 1 будучи легче чугуна в 2-3 раза всплывает, поднимая за собой контейнер 3, хаотически перемещаясь в расплаве за счет равнодействующей центробежных сил, получающихся в результате выброса

паров модификатора 9 через отверстия 4 в контейнере 3, перемешивая при этом расплав. По мере подъема уровня металла в ковше 2 происходит взаимодействие модификатора 9 с расплавом чугуна с каждым

последующим слоем расплава, поступающего в ковш 2. Крышка 1 будет находиться в процессе работы устройства 8 на зеркале расплава, а контейнер 3 с модификатором 9 будет погружен в расплав, так как он тяжелее его, обеспечивая послойное насыщение расплава модифицирующим реагентом. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает равномерное насыщение расплава реагентами, улучшает

.литейные и механические свойства расплава чугуна.

В таблице приведена сравнительная характеристика предлагаемого варианта модифицирования чугуна с прототипом.

Модифицирование проводили в ковше емкостью 500 кг лигатурой ЖКМ. Заливали отливки массой 400 кг. Вырезали из каждой Отливки по две заготовки и определяли по ним содержание магния и механические

свойства,

Результаты испытаний подтверждают, что заявляемое устройство для ковшевого модифицирования обеспечивает равномерное распределение модификатора в объеме

расплава чугуна и стабильные механические свойства готовой продукции.

Формула изобретения . Устройство для ковшевого модифицирования чугуна, включающее стальной контейнер с отверстиями, расположенными в боковой и донной частях, отличающее- с я тем, что, с целью повышения стабильности механических свойств чугуна и однородности распределения модификатора в расплаве за счет обеспечения его перемешивания в процессе модифицирования оно дополнительно снабжено крышкой из огнеупорного материала,удельный вес которого

составляет 0,3-0,6 от удельного веса расплава чугуна.

CpLLZ. /

Фиг.. 2.