Устройство для модифицирования чугуна Советский патент 1993 года по МПК C21C1/10 B22D27/20 

Шиг.1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом.

Известно устройство для модифицирования, содержащее литниковую чашу, реакционную камеру :и сливной канал.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает равномерного м. полного усвоения модификатора, так как металл, загрязненный шлаковыми включениями, не задерживаясь в литниковой чаше, попадает в реакционную камеру, где вступает во взаимодействие с модификатором, зашлэковывая ее.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для. модифицирования, содержащее литниковую чашу, центробежнмк, реакционную камеру с верхним и нижним отверстиями для выхода металла и сливной канал.

Недостатком данного устройства является то, что металл, загрязненный шлаковыми включениями, через входной канал и центробежник попадает в реакционную камеру, где вступает во взаимодействие с верхним слоем модификатора, ошлаковывая его. Шлак осаждается на стенках устройства, что приводит к преждевременному выводу его из эксплуатации. Наличие шлаковых включений значительно снижает усвоение модификатора.

Целью изобретения является повышение степени усвоения модификатора и увеличение срока службы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее последовательно соединенные литниковую чашу, реакционную и расширительную камеры, снабжено съемным шлакосборником, соосно установленным на литниковой чаше и выполненным в виде кольцеобразной емкости, полость которой сообщается с полостью литниково й чаши посредством ш,елевых проемов во- внутренней стенке кольцеобразной емкости, при этом соотношение объемов литниковой чаши со шлакосборником, реакционной и расширительной камерсоот- ветственно равно (3.0-3,5) : 1,0 У (1,5-2.0) кроме того в днище литниковой чаши установлена быстро прогтлавляемая пластина.

На фмг.1 изображено устройство, разрез А-А на фиг.2; на фиг.2 - устройство в плане..

Устройство для модифицирования содержит литниковую чашу 1 с установленным на ней соосно съемным шлакосборником 2, имеющим внутреннюю стенку 3 с вертикальными щелевыми проемами 4, быстропроплавл яемую металлическую пластину 5, установленную в днище литниковой, чаши 1, подводящий канал б, реакционную камеру 7 с верхним и нижним выходными отверстиями, расширительную камеру 8 и сливной канал 9. Шлакосборник 2 выполнен в виде кольцеобразной емкости, полость которой сообщается с полостью литниковой чаши 1 посредством щелевых проемов 4 во внутренней стенке 3 кольцеобразной емкости; а днище шлакосборника выполнено круглое отверстие, равно.е верхнему диаметру литниковой чаши 1. Высота внутренней стенки равна высоте шлакосборника 2, а высота

щелевых проемов 4 равна высоте внутренней стенки 3. Количество щелевых проемов должно быть таким, чтобы обеспечить эффективный напор металла, очищенного от шлаковых включений, на входе в реакционную камеру 7, Литниковая чаша 1 со шлакос- борником 2, реакционная камера 7 и расширительная, камера 8 выполнены с соотношением объемов соответственно (3,0- 3,5) : 1,0-: (1,5-2,0). Такое соотношение

объемов способствует равномерному и эффективному процессу модифицирования, повышает степень усвоения модификатора, что было установлено опытным путем (табл.1),

Установка быстропроплавляемой пластины 5 способствует тому, что первая порция металла из раздаточного ковша (а она имеет наибольшее количество шлаковых включений), не попадает сразу из заливочной чаши в реакционную камеру 7, а позволяет более легким шлаковым включениям всплыть на поверхность, откуда они потоком заливаемого металла через щелевые проемы 4 во внутренней стенке 3 выносятся

к стенкам шлакосборника 1.

Пример. Для обработки 500 кг исходного чугуна при производстве высокопрочного чугуна используется устройство с

объемом реакционной камеры 18000 см . Общая площадь поверхности внутренней стенки вокруг отверстия шлакосборника составляет снаружи 1400см2, внутри 1300см2. При этом суммарная площадь 6 проемов

составляет снаружи 700 см , изнутри - 650 см2. Проемы имеют в плане трапецию с размерами по наружному диаметру 5 см, внутреннему диаметру 4 см, Объем расширительной камеры 36000 см . В днище литниковой чаши устанавливается пластина из стали Ст35 толщиной 5 мм, которая проплавляется через б с после подачи в чашу исходного чугуна с температурой 1400°С.

При использовании этого устройства степень усвоения магния из модификатора

составляет 75%, количество циклов до зарастания выходного отверстия - 28.

Работа устройства для модифицирования,

Расплавленный исходный чугун из раздаточного ковша заливается в литниковую чашу 1 с установленным на ней шлакосбор- ником 2. Быстропроплавляемая пластина 5 препятствует попаданию расплава в реакционную камеру 7, куда предварительно помещен модификатор. Когда чаша и шлакосборник наполняются жидким металлом, находящийся в чугуне шлак отбрасывается потоком металла к стенкам шлакосборника. При проплавлении пластины очищенный металл поступает в подводящий канал 6. Одновременно производится непрерывная доливка расплава, поддерживающая уровень зеркала металла выше нижней кромки проемов 4, что обеспечивает постоянное удаление шлаковых включений, поступающих во время заливки.

Таким образом на протяжении всего цикла обработки шлаковые включения не попадают в подводящий канал, а осаждаются на стенках шлакосборника или плавают на поверхности металла между внешней стенкой чаши и внутренней стенкой в шла- косборнике. После окончания заливки уровень металла в литниковой чаше понижается и шлак, скопившийся на зеркале металла, осаждается на стенках шлакосборника, а остатки металла стекают через щелевые проемы 4 в подводящий канал.

Через подводящий канал металл поступает в реакционную камеру 7, где вступает во взаимодействие с верхним слоем модификатора и через верхнее выходное отверстие сливается в. расширительную камеру 8, где происходит накопление обработанного металла и усреднение его по химическому составу. Из расширительной камеры металл сливается через сливной канал в заливочный ковш.

При прохождении через реакционную

камеру последних порций металла модификатор в реакционной камере 7 кончается и остаток металла выливается в расшири- .тельную камеру 8 через нижнее выходное отверстие, что обеспечивает очистку реакционной камеры от остатков модификатора и продуктов реакции модификатора и металла. Днище расширительной камеры выполнено наклонным в сторону сливного отверстия, что обеспечивает полное удаление металла из устройства по окончании цикла обработки.

Использование заявляемого устройства в производстве позволит повысить степень усвоения модификатора и увеличить срок

службы устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для модифицирования чугуна, включающее последовательно соединенные литниковую чашу, реакционную и

расширительную камеры, отличаю ще е- с я тем, что, с целью повышения степени усвоения модификатора и увеличения срока службы устройства, оно снабжено съемным шлакосборником, соосно установленным на

литниковой чаше и выполненным в виде кольцеобразной емкости, полость которой сообщается с полостью литниковой чаши посредством щелевых проемов во внутренней стенке кольцеобразной емкости, при

этом соотношение объемов литниковой чаши со шлакосборником,реакционной и расширительной камер соответственно равно (3,0-3.5): 1,0(1.5:2,0).

2.Устройство по п.1 .отличающее- с я тем, что в днище литниковой чаши установлена быстропроплавляемая пластина.

Использование: получение высокопрочных чугунов с шаровидным и вермикуляр- ным графитом. Сущность изобретения: устройство содержит последовательно соединенные литниковую чашу (ЛЧ) 1, реакционную камеру (РК) 7 и расширительную камеру (РК) 8, съемный шлакосборник 2, со- осно установленный на (ЛЧ) 1, выполненный в виде кольцеобразной емкости, полость которой сообщается с полостью ЛЧ 1 посредством щелевых проемов 4, которые выполнены во внутренней стенке 3 шлакос- борника 2, соотношение объемов 04 1 со шлакосборником, реакционной камеры РК7 и расширительной камеры РК 8 соответственно равно (3,0-3,5): 1,0:(1,5-2,0); в днище ЛЧ 1 установлена быстропроплавляемая пластина. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил. С