Способ обработки расплавленного металла

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 С 22 В 9/2 РЕТЕН ЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИям и о 1 НРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(71) Институт проблем литья АН УСС (72) В.Л. Найдек, А.В,НарН,С.Ганжа, Ю.С.Бабаскин,ков, Т.С.Шишханов, В.В,КВ.Н.Демидик, А,П,Йоженкоский и Е.Б.Полетаев(56) Авторское свидетельство СССР й 244358, кл. С 21 С 7/00, 1967.Авторское свидетельство СССР Ю 839266, кл. С 21 С 7/00, 198 С. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОГО ИЕТАЛЛА, включающий по гружение плазматрона вглубь металл 1Изобретение относится к области металлургии, в.частности к процессам, обработки расплавленных металлов и сплавов ионизированнцми .газами, и может быть использовано при выплавке нитридосодержащих лигатур.Известен способ обработки расплавленного металла, заключающийся в погружении вглубь металла дугового плазматрона и подачу через него инертного газа. В этом способе на рас" плав воздействуют ионизированным в дуге газом, что повышает его раФинирующие свойства. Прохождение. через расплав высоконагретого газа способствует интенсивному тепло- и массообмену при обработке.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату,.ЯО 1067838 и подачу через него ионизированногоазота, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения коэФФициентаусвоения азота металлом за счет интенсиФикации процессов тепло- и массообмена в расплаве, плазматронупридают возвратно-поступательноеперемещение с одновременным отклонением плазматрона на угол 5-20от вертикали, а над поверхностьюрасплава создают избыточное давление азота 100-200 нм .2, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что обработку расплава осуществляют одновременно несколькими плазматронами, расположенными по окружности,к данному изобретению является способ обработки расплавленного металла, включающий погружение плазматрона вглубь металла и подачу через него ионизированного азота. После погружения плазматрон перемещают по кругу, что способствует хорошему перемешиванию расплава.Однако степень усвоения азота металлом в, данном способе недостаточна, так как обработка расплава плазменной струей происходит на одной постоянной глубине, Поэтому слои расплава, расположенные выше или ниже плоскости вращения плазменной струи, обрабатываются плазма- троном недостаточно интенсивно,Цель изобретения - повышение коэФФициента усвоения азота металломза счет интенсификации процессов тепло- и массообмена в расплаве,Поставленная цель достигается тем,что в способе обработки расплавлен 5ного металла, включающем погружениеплазматрона вглубь металла и подачучерез него ионизированного азота,плазматрону придают возвратно-поступательное перемещение с одновременным отклонением плазматрона наоугол 5-20 от вертикали, а над поверхностью расплава создают избыточное давление азота 100-200 н/мОбработку расплава могут осуществлять одновременно несколькими плазматронами, расположенными по окружности,Придание плазматрону (плазматронам) возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости позволяет интенсифицировать процессытепло- и массообмена в расплаве навсей глубине ванны,Отклонение плазматрона (плазма" 25тронов) на угол 5-20 от вертикалиопри возвратно-поступательном перемещении во время обработки способствует интенсификации процессов тепло- и массообмена в расплаве, а следовательно коэффициента усвоенияазота металлом,При угле отклонения плазматро"на меньше 5 не достигается требуемого перемешивания расплава. Приугле отклонения более 20 ф возможнокасание плазматроном футеровки ковша или ее оплавление плазменнойструейСоздание избыточного давления 40азота над поверхностью расплава впределах 100-200 н/м способствуетлучшей усвояемости азота расплавом.При давлении менее 100 н/м сте 2пень усвоения азота расплавом почти 45не отличается от. степени усвоенияазота в способе-прототипе при отсутствии избыточного давления азотанад расплавом. При давлении более200 н/м возникают технические трудности по надежной герметизации ковша,а коэффициент усвоения азота расплавом повышается незначительно.Обработку расплава одновременнонесколькими плазматр нами, расположенными по окружности, целесообразно проводить в ковшах большой емкости, 1Описанный способ опробован при выплавке ванадиевых лигатур, химический состав которых приведен в таблице.Расчет шихты производили в зависимости от веса плавки и химическо-.го состава используемых ферросплавов (чугун, Ферромарганец, ферросилиций, феррованадий). Содержаниеазота являлось основой для расчета необходимого количества азотамивводимогс в лигатуру через плазматрон,Плавили лигатуру в индукционнойпечи ИСТ,16, расплав выливали впредварительно нагретый ковш емкостью 100 кг, На ковш устанавливаликрышку, и в расплав погружали включенный плазматрон мощностью 100 кВт.Над расплавом создавали избыточноедавление азота около 150 н/м путем подачи его в ковш по отдельноймагистрали через редуктор и ресивер.Обработку расплава плазматрономпроизводили в течение 15 мин. Заэто время в лигатуру ЖВдН (см.табл. 1) вводили:около 2 мз, а влигатуру РеЧ 5 м азота в ионизированном состоянии. В процессе обработки плазматрон поднимали и опускали на величину от 2/3 до 1/3глубины ванны со скоростью 0,5 см/сс одновременным отклонением его отовертикали на угол 10-15, Яа времяобработки температура расплава воксвше повышалась на 30-35 С дляобоих типов лигатур.Результаты химанализов и расчет"ные данные показали, что предложенный способ обработки расплава обеспечивает коэффициент усвоения азота расплавом более 703, что в 1,31,5 раза выше, чем в известном способе, Кроме того, достигнуто выравнивание температуры в объеме ванны исокращение длительности периодаобработки. В целом рассмотренныйспособ обеспечивает в сравнении сизвестным способом экономическийэффект более 5 руб на одну тоннуобработанного металла,31067838 Содержание элементов, мас.Ф Лигатура С Ип Б 1 Ч И Ге ЖВдН 1,0-1,5 Остальное 3,5-М,О Остальное 10" 15 3-3 5 35-10 0,75-1,0 2-3 ГеЧ Составитель Г,ИозжечковаРедактор И.Ленина Техред;,д.Олийнык Корректор И.Самборская Заказ 1669 Тираж ПодписноеВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. М/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101