Установка для перемешивания жидкого металла Советский патент 1978 года по МПК C21C1/00 

1

Изобретение относится к устройствам для модифицирования жидкого металла, например чугуна, путем перемешивания его в закрытых емкостях типа автоклавов с модифицирующими добавками, например металлическим магнием.

В литейном производстве применяются различные способы модифицирования металла: путем введения газообразного или жидкого модификатора через испарительные камеры в жидкий металл, помещения твердого модификатора на поверхность жидкого металла, расплавления его и перемешивания жидкого модификатора с металлом.

Известно устройство для перемешивания жидкого металла с модификатором в автоклавах, включающее совершающий в емкости автоклава возвратно-поступательное прямолинейное перемещение шток силового механизма с закрепленной на нем графитовой мешалкой, выполненной в виде усеченного конуса с открытой сферической полостью, обращенной к расплаву металла ,1.

Перед перемешиванием в жидкий металл помещают твердые куски модификатора, который, расплавляясь, образует на поверхности слой определенной толщины. В дальнейшем часть жидкого модификатора переходит в газообразное состояние и, соприкасаясь с воздухом, находящимся в камере автоклава, осаждается в виде окислов на стенках камеры и мешалки.

После растворения модификатора начинают процесс перемешивания его с жидким металлом. Производительность перемешивания определяется скоростью перемещения мешалки и конструктивными ее размерами, главным образом, радиусом сферической полости.

В процессе модификации металла мешалке сообщают возвратно-поступательное перемещение. При этом образующая сферическая полость отсекает часть жидкого модификатора, находящегося на поверхности расплава металла, и внедряет его внутрь. Одновременно с модификатором захватывается часть воздуха, расположенного между поверхностью расплава модификатора и поверхностью внутренней сферы мешалки.

С погружением мешалки в жидкий металл давление и температура воздушного промежутка возрастают, в результате чего интенсивность отложения окислов на сферической поверхности резко увеличивается. Вследствие этого снижается производительность процесса модифицирования из-за уменьшения рабочего объема мешалки, непроизводительных расходов дорогостоящего модификатора - магния (выделение его на стенках мешалки в виде окислов, не участвующих в полезной работе), частых очисток мешалки от окислов магния; интенсивность отложения окислов магния на сферической поверхности мешалки в 2,5-3 раза выше, чем на стенках автоклава. В предлагаемой установке для уменьшения окислообразования модификатора и ускорения нроцесса перемешивания в теле перемешивателя выполнены сквозные каналы, заполненные пористым газопроницаемым материалом. Пористый материал может иметь следуюший состав, вес. %:

Окись магния90-95

Пульвербакелит ПК2-3,5

Борная кислота0,06-0,1

Черный графит0,2--0,4

АцетонОстальное

На чертеже схематически показана описываемая установка.

Установка содержит емкость 1, закрываемую крышкой 2 с центральным отверстием, через которое процуш,ен шток 3 с закрепленной на его конце графитовой мешалкой 4. Шток с мешалкой может совершать в емкости 1 прямолинейное возвратно-поступательное перемешение. Мешалка 4 выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого обрашено вниз, п имеет открытую сферическую полость 5 и сквозные отверстия 6, соединяюшие эту полость с верхней плоскостью конуса и заполненные пористым, пропускаюшим газ материалом указанного состава.

Количество отверстий и их диаметр определяется составом материала-заполнителя, скоростью перемещения мешалки и объемом сферической полости мешалки. Так, при радиусе сферы сф 550 см с объемом 320 см проходное сечение F отверстий, наполненных заполнителем с газопроницаемостью 500 ед., 78 см т. е. четыре отверстия диаметром 5 мм.

После заливки жидким металлом в емкость на поверхность расплава помешают твердые куски модификатора - металлического магния и нагнетают в полость емкости давление воздуха 4,5-5 ата. После расплавления модификатора включают в движение шток с мешалкой 4. При движении вниз образуюшая сферической полости 5 отсекает часть жидкого модификатора, находящегося на поверхности расплавленного металла, и вдавливает его внутрь расплава. При этом давление воздуха в объеме, ограниченном сферой и поверхностью расплава металла, повышается и воздух удаляется оттуда через пористый материал в отверстиях 6 в полость емкости, не заполненной металлом.

Формула изобретения

Установка для перемешивания жидкого металла с модификатором, содержашая графитовый перемешиватель в виде усеченного конуса с открытой вниз сферической полостью, закрепленный на штоке силового механизма, отличаюшаяся тем, что, с целью уменьшения окислообразования модификатора и ускорения процесса перемешивания, в теле перемешивателя выполнены сквозные каналы, заполненные пористым газопроницаемым материалом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2024068, кл. В 01F 13/00, 1971.