Устройство для электролитического модифицирования чугуна магнием

)ю С 21 С 1/00 ОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬС К АВТОРСКО ТИЧЕГУН ургии, работ- олитигнием. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Сумский филиал Харьковского политехнического института им, В,И. Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИ СКОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ Ч МАГНИЕМ(57) Изобретение относится к металл в частности к агрегатам внепечной об ки чугуна,и предназначено для электр ческого модифицирования чугуна ма Изобретение позволяет повысить выход магния по току и снизить расход электроэнергии. Устройство содержит корпус 1 с крышкой 2 и технологическими патрубками 3 и 6, анод 4, погруженный в электролит 5, катод 7, расположенный в нижней части катодной камеры 8, которая отделена от анодной камеры 9 диафрагмой 10 с переточными каналами 11, В анодной камере т с зазором относительно анода установлен переливной порог 14, через который чугун переливается тонким слоем и полностью пронизывается магнием за счет диффузии. Модифицированный чугун непрерывно выводится из сборника 16 через сливной патрубок 15, Использование изобретения позволяет снизить себестоимость обработки чугуна Я магнием. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с эИзобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для получения высокопрочного чугуна методом электролитического модифицирования магнием,Цель изобретения - повь 1 шение выхода магния по току и снижение расхода электроэнергии,На фиг, 1 изображено устройство для электролитического модифицирования чугуна магнием, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг, 1,Устройство для электролитического модифицирования чугуна магнием содержит Корпус 1 с основной футеровкой, в крышке 2 кдторого имеется патрубок 3 для вывода СО 2, анод 4, погруженный в электролит 5, поступающий в устройство через загрузочный патрубок 6. Катод 7 расположен в нижней части катодной камеры 8, отделенной от Энодной камеры 9 диафрагмой 10 с переточными каналами 11; через которые расплав- денный чугун 12, поступающий в корпус 1 через чашу 13 для заливки чугуна, перетекает из катодной камеры 8 в анодную камеру 9, в которой с помощью переливного порога 14, установленного с зазором относительно анода 4, слоем определенной толщины приближается к аноду 4, что способствует модифицированию чугуна магнием поочередно во всем его объеме, Катод 7 выгодно располагать, например, на дне катодной ка меры 8, так как осаждающиеся интерметаллиды легче очищать с поверхности катода, чем со дна футерованного корпуса. Сливной патрубок 15 в сборнике 16 модифицированного чугуна, образованном диафрагмой 17 с переточными каналами 18, способствует не, прерывному протеканию процесса.Катод 7, анод 4 и переливной порог 14 установлены вдоль всей ширины корпуса 1. Установлено, что толщина слоя расплавленного чугуна над высшей точкой порога не должна превышать 50 мм.Устройство для электролитического модифицирования чугуна магнием работает следующим образом.Расплавленный чугун через керамическую цашу 13 поступает в катодную камеру 8, Через переточные каналы 11 в диафрагме 10 он перетекает в анодную камеру 9, На электродах: катоде 7 и аноде 4 происходит электрохимическое разделение оксида магния, входящего в состав электролита, который поступает через загрузочный патрубок 6 в анодную камеру 9 и под действием постоянного тока, подведенного к аноду 4 и катоду 7 преобразуется и выделяет в расплавленный чугун металлический магний. Расплавленный чугун, попадая на порог 14 тонким слоем, полностью пронизывается за счет диффузии магнием, При этом образуется чугун с шаровидным графитом, который,переливаясь церез порог 14 по переточнымканалам 18 в диафрагме 17, переходит в5 сборник 16, откуда через сливной патрубок15 поступает либо в копильник, либо в форму. Через патрубок 3 образующиеся газывыбрасываются в систему очистки,Разделение корпуса диафрагмами с10 перетоцными каналами на катодную ианодную камеры, а также сборник модифицированного чугуна исключают обратнуюреакцию получающихся в результате электрохимической реакции на электродах ком 15 понентов, что повышает выход магния потоку и снижает расход электроэнергии, таккак она затрачивается в основном только на2+прямую электрохимическую реакцию (М 9катод; О - анод).20 Размещение катода в нижней части катодной камеры в расплавленном чугуне способствует тому, цто ток протекает не тольков электролите, но и в расплавленном чугуне.Проводимость проводников 1 рода (расплав)25 на порядок выше проводимости проводников И рода (электролит), Поэтому снижаетсярасход электроэнергии. Повышается выходмагния потоку, так как нет вторицных побочных реакций, поскольку при постоянном то 30 ке на катоде (в жидком чугуне) образуетсятолько магний, он тут же взаимодействует сметаллом, не проходя через электролит, вкотором часть его обычно взаимодействова ла с газами и сгорала.35 Установка переливного порога в анодной камере с зазором относительно анодаобеспечивает образование на пороге тонкого слоя расплавленного чугуна, который засчет концентрационных, тепловых и элект 40 рохимических сил насыщается магнием вполном объеме, и за счет переливания черезпорог выводится из зоны реакции. Вследствие того, что существует предел насыщениячугуна магнием (не более 0,5 о ), а электро 45 химичаекие й химические реакции в основном протекают на границе раздела средрасплав - электролит), при наличии переливного порога весь объем расплавленногочугуна тонким слоем проходит поочередно50 через порог и пронизывается магнием, чтоприводит к увеличению выхода магния потоку. Поскольку происходит зажатие межэлектродного пространства, что ведет куменьшению напряжения на зажимах элек 55 тродов, снижается расход электроэнергии. Ширина катода, анода, переливного порога выполнена равной ширине корпуса для создания зоны реакции максимально воз можной ширины, так как в этом случае цеЗаказ 4052 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рез зону реакции проходит поочередно практически весь расплавленный чугун.Наличие сливного патрубка в сборнике модифицированного чугуна обеспечивает постоянный отток полученного модифицированного чугуна, что ведет к постоянному обновлению реакционной поверхности в зон переливного порога, к постоянному взаимодействию магния со свежим чугуном и, следовательно, к повышению выхода магния по току, одновременно уменьшаются потери электроэнергии за счет отсутствия в зоне реакции перенапряжения, связанного с затрудненным разрядом ионов магния на жидком чугуне и его растворением в последнем, что снижает расход электроэнергии.П р и м е р. В устройство емкостью 100 кг подается жидкий чугун, не доходя до уровня сливного носка на 5 - 10 см, В анодное пространство загружают МдО, молотый нефтяной кокс и ВаС 2. После расплавления ВаС 12 в анолит вводят анод из графитового материала. После его прогрева в течение 5 - 8 мин включают постоянный электрический ток, начинает протекать процесс модифицирования. При установлении стабильного тока на уровне 100-150 А в устройство непрерывно подают жидкий чугун со скоростью,примерно равной скорости его вытеканияиз устройства,При модифицировании степень усвое 5 ния магния составляет в среднем 95-97,напряжение на клеммах устройства 4-5 В.Содержание остаточного магния в чугуне 0,04-0,06;6,10 Формула изобретения1. Устройство для электролитическогомодифицирования чугуна магнием, содержащее корпус, анод, катод и сливной патрубок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью15 повышения выхода магния по току и снижения расхода электроэнергии, корпус разделен диафрагмами с переточными каналамина катодную, анодную камеры и сборникмодифицированного чугуна, при этом катод20 размещен в нижней части катодной камеры,а в анодной камере с зазором относительноанода установлен переливной порог.2. Устройство по и. 1, отл ич а ю щеес я тем, что катод, анод и переливной порог25 установлены вдоль всей ширины корпуса, асливной патрубок расположен в сборникемодифицированного чугуна,