Способ модифицирования чугуна кремнемагниевой лигатурой

(19) (10 ГОСУДАРСТВЕКНЬ 9 КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЭОБРЕТ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 544/22-026.839.84. Бюл, Яф 36Эссельбах, Е.Б, Теплицки ьбах, К.Н. Теплицкая, бштейн и В.С, Проскурин унарский горнометаллургиститут187,25(088.8)правочник по чугунному ли ред. Н.Г. Гиршовича. Изд. Машиностроение", 1978, 1(54) (57) СПОСОБ МОДИФИПИРОВАНИЯ ЧУГУНА КРЕМНЕМАГНИЕВОЙ ЛИГАТУРОЙ, включающий организацию электромагнитной циркуляции расплава, электромагнитное утяжеление расплава в нисходящем поФтоке, повторное направление расплава в утяжеленный нисходящий поток и ввод лигатуры, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения степе ни усвоения чугуном магния и снижения аспирационных веделений, в восходящем потоке расплава создают электромагнитное облегчение величиной 0,5-0,95и лигатуру вводят в этот поток перед его направлением в утяжеленный нисходящий поток.11160 55 Изобретение относится к металлургии черных металлов, конкретнее к способам модифицирования жидкого чугуналигатурами на основе кремния,Известен способ модифицированиячугуна кремнемагниевой лигатурой,согласно которому присадку закладывают в углубление футеровки днищаковша, накрывают железным листом инаполняют ковш чугуном 11. 10Недостатком этого способа модифицирования является невозможность пред.отвратить всплывание лигатуры послерасплавления и растворения в чугунелиста,при этом магний и кремний из 15всплывшей лигатуры сгорают на возДухе,образуя аспирационные выделения.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ полу Очения желеэокремнемагниевого сплава,согласно которому организуют электромагнитную циркуляцию расплава, магний присаживают в нисходящий потокрасплава ферросилиция, создают в этом 25нисходящем потоке электромагнитноеутяжеление величиной 0,3-2 о, а дляповышения концентрации магния расплавнаправляют в утяжеленный нисходящийпоток повторно 2 3,Однако этот способ нельзя использовать для введения в чугун кремнемагниевой лигатуры. Электропроводностьтвердой лигатуры в 10-50 раз меньше,чем у расплавившейся при той же температуре. При вводе лигатуры в утяже 35ленный нисходящий поток тонет толькорасплавившаяся, жидкая лигатура, укоторой электропроводность больше,чем у чугуна, Твердые куски лигатуры4 Онаходятся на поверхности утяжеленного нисходящего потока, потому что уних малая электропроводность, и электромагнитное утяжеление на них действует слабо. Снижается степень усво 45ения чугуном магния, происходит егоокисление, образуются аспирационныевьщеления - дым и пыль,Целью изобретения является повышение степени усвоения чугуном магнияи снижение аспирационных вьщелений.50Поставленная цель достигается тем,что согласно способу модифицированиячугуна кремнемагниевой лигатурой ввосходящем потоке расплава создаютэлектромагнитное облегчение величи.ной 0,5-0,95 и лигатуру вводят вэтот поток перед его направлениемв утяжеленный нисходящий поток. 70 2На чертеже представлена схема реализации способа.Жидкий чугун 1 поступает в канал 2, и в него вводят электрический ток через электропроводные стенки 3 и 4 в направлении стрелки 5. Канал 2 помещен в магнитное поле, силовые линии которого проходят в направлении стрелки 6. В результате взаимодействия тока с магнитным полем чугун в канале 2 утяжеляется электромагнитным способом. Под действием электромагнитного давления чугун вытекает из канала 2 через каналы 7 и 8 в каналы 9 и 10. По каналу 9 чугун направляют в нисходящий утяжеленный поток повторно.В чугун поступивший в канал 10 и пересекаемый магнитными силовыми линиями в направлении стрелки 6, вводят электрический ток через электропроводные стенки 3 и 11 в направлении стрелки 12. В результате взаимодействия электрического тока с магнитным полем чугун в канале 10 облегчается. В облегченный восходящий поток чугуна, движущийся по каналу 10, подают твердую кремнемагниевую лигатуру 13. Вследствие большого электрического 1сопротивления твердой лигатуры электромагнитное облегчение действует на нее в 10-50 раз слабее, чем на чугун, При этих условиях кажущийся удельный вес лигатуры больше кажущегося удельного веса чугуна, и твердая лигатура погружается в положение 14, где и находится до расплавления. Расплавившаяся лигатура имеет меньшее электросопротивление, чем чугун и вследствие этого поднимается в облегченном потоке к его поверхностиВместе с чугуном жидкая лигатура перетекает в утяжеленный поток в канал 2. В канале 2, в зоне электромагнитного утяжеления, лигатура вследствие своей большей, чем у чугуна электропроводности, утяжеляется сильнее нисходящего чугуна, тонет в нем и занимает положение 15, находясь в глубине расплава вплоть до полного усвоения. Электромагнитное облегчение величиной 0,5 о делает кажущийся удельный вес чугуна равным 3,45. Это меньше, чем удельный вес твердой лигатуры. Следовательно, облегчение 0,5 оч является минимально необходимым для погружения лигатуры в восходящем потоке,Заказ 6869/21 Тираж 539 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 11 чугуна. Скорость восходящего потока устанавливают с таким расчетом, чтобы он не выносил на поверхность твердые, нерасплавившиеся куски лигатуры,Электромагнитное облегчение величиной более 0,95применять нельзя, потому что случайное локальное превышение величины облегчения более 1 приводит к лавинообразному выбросу расплава из канала 10.Следовательно, величина облегчения 0,95является верхним допустимым пределом.П р и м е р 1. Чугун состава,Х: С 3,6, Б 1 2, Мп 0,5, Б 0,07 обрабатывали при электромагнитном облегчении в канале 10 величиной 0,8. В поток чугуна, восходящий в канале 10 со скоростью 0,08 м/с, подавали лигатуру состава,7: Б 55, Мя 10, Ре остальное в кусках размером 10-30 мм. Лигатура погружалась в восходящем потоке.Всплывших твердых кусков в переливавшемся в канал 2 чугуне не отмечалось, Наблюдалось слабое образование белого дыма с поверхности чугуна. Расход лигатуры 12 кг/т. Длительность обработки 1 т чугуна 7-8 мин при 14 ОООС. Температура к концу модифицированияосоставила 1360 С. Состав модифицированного чугуна,Е: С д, 3,57, Б 2,65, Мп 0,49, Б 0,01, Мя 0,055. Полезное использование магния из лигатуры 842.П р и м е р 2. Чугун такого же состава, как в примере 1 обрабатывали дри электромагнитном облегчении 0,4 16070 4в канале 10. Поданная в канал 10 ли-гатура не погружалась в чугун, всплывала в канал 2 и находилась там наповерхности до расплавления. Наблюда лось образование белого дыма и пировспышки обычные для модифицированияпри наливе, Следовательно, облегчение0,4 не достаточно для погружениякремнемагниевой лигатуры.10 П р и м е р 3. Так же, как в примере 2 постепенно увеличивали облегчение. Погружение твердой лигатуры в чугун началось при величине облегчения 0,6-0,6515 П р и м е р 4. Так же, как впримере 3 продолжали увеличивать облегчение, повышая силу тока на каналах и приняв меры безопасности дляперсонала. При силе тока в совокуп ности с геометрией каналов, образующей облегчение 0,96-0,97 , произошелвыброс расплава, и ток мгновенно отключили; 25 Применение предлагаемого способамодифицирования чугуна уменьшает пылевыделение по сравнению с известнымиспособами в 5-10 раз. Не требуютсяупаковка лигатуры и разовые приспо- ЗО собления. Степень использования магния повышается на 1 О-ЗОБ.Прииспользовании данного способареализуется непрерывное модифицирование и десульфурация чугуна силикомагнием в потоке. Возможная полнаяавтоматизация модифициоования.