Способ модифицирования металлов

) Приоритетубликовано 25,0 Совета 1 Иинистров СССпо делам иаобретениИи открытий юллетень1 3) 669,046 (088.8) та опубликования описания 03,09.75 2) Авторы изобретения Д, Довбня и В. М ьмин Специальное кон 71) Заявител торское бюро полиме машиностроен(54) СПОСОБ МОДИфИЦИРОВАНИЯ МЕТАЛЛ Изобретение относится к металлургии и литейному производствув частности к способу модифицирования металлов добавками.Известен способ модифицирования чугуна порошкообразным модификатором, заключаюяйся в том, что модификатор инжектируется в расплав сильной струей инертного газа. Передача модификатора и инертного газа осуществляется с помощью огнеупорной трубы, погруженной в жидкий металл.Известны способы модифицирования жидкого чугуна различными добавками, заключающиеся в загрузке на дно ковша модификатора с последующей заливкой в этот ковш жидкого металла.Известен способ, при котором легковозгоняющиеся добавки типа А 1 С 1 З, А 1 Вгз, 1.1, К вводятся в жидкий металл с помощью погруженной в него огнеупорной трубы, закрытой пористой магнезитовой пробкой. В верхней части огнеупорной трубы имеется емкость с окном для загрузки легковозгоняющегося материала. Емкость разделена специальной заслонкой на два отсека. При заполнении устройства,вводимым материалом последний проходит в нижний отсек, после чего разделительный шлюз закрывается и в нижний отсек подается газ под давлением, компенсирующим давление столба жидкого металла. Материал под действием высокой температуры окружающеи среды расплавляется и начинает возгоняться, но с помощью сжатого газа инжектируется в металл. Верхняя часть устройства тем временем загружается новой порцией ма териала, которая при необходимости перепускается в нижний отсек, т, е. в зону плавления и инжектирования.Однако этот способ применим только длясплавов цветных металлов из-за того, что ас сортимент вводимых добавок ограничен лишьвозгоняющими материалами прн температуре модифицируемого расплава.Цель изобретения - стабилизация результатов модифицирования.15 Это достигается тем, что огнеупорную трубупогружают в расплав на глубину, равную 0,25 - 0,35 высоты расплава в емкости, и накладывают на нее вибрацию в направлении оси с амплитудой 1 - 5 мм, измельченный мо дификатор подают внутрь огнеупорной трубы.Огнеупорную трубу можно погружать в ковш, копильник вагранки, миксер. Во внутренней полости трубы создают давление, компенсирующее давление столба жидкого металла и 25 препятствующее поступлению расплава внутрьтрубы. При этом отсутствует барботаж металла. Поступающий в полость трубы модификатор имеет идеальные условия для контакта с расплавом в его глубине, а поступающие све жие порции модификатора предварительно подогреваются и оплавляются, будучи изолированными от окислительной атмосферы. Трубе сообщают осевые вибрации, что в значительной степени способствует увеличению скорости усвоения модификатора и создает условия 5 для лучшей регулировки, Свежие порции добавки находятся в неокислительной среде газообразных продуктов взаимодействия металл - модификатор, что позволяет снизить расход модификаторов, 10Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом.На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - труба с огнеупорной насадкой, 2 - жидкий металл, 3 - емкость с расплавом, 4 - 15 сильфон, 5 - питатель, 6 - бункер с модификатором, 7 - устройство для поддержания заданного давления в полости трубы, 8 - воздуховод (баллон с газом), 9 - патрубок, 10 - вибратор. 20Трубу 1 с огнеупорным насадком открытым концом погружают в жидкий металл (чугун) 2 в копильнике (ковше) 3. Труба 1 сочленена через сильфон 4 с рукавом питателя 5 бункера 6, в котором находится измельченный мо дификатор. Полость трубы 1 соединена с устройством 7, автоматически поддерживающим заданное давление в полости. Это устройство соединено с сетью воздуховода 8 (баллон с газом) и патрубком 9 с системой вентиляции. 30 Вибратор 10 поднимает и опускает трубу и сообщает ей вибрации (осевые).Процесс модифицирования осуществляется следующим образом. В полость трубы подают воздух или инертный газ под давлением, ком пенсирующим давление столба жидкого металла на глубину, равную 0,25 - 0,35 высоты расплава в емкости, и погружают ее в жидкий металл до прекращения барботажа металла (пробулькивания пузырей газа). Уст ройство 7 поддерживает это давление в полости трубы автоматически. С помощью питателя 5 в полость трубы подается измельченный модификатор, достигающий поверхности жидкого металла в самом конце трубы (практиче ски за обрезом трубы). При контакте модификатора (например, комплексного на Са - Мд -- Я - Ре основе) с жидким чугуном происходит экзотермическая реакция усвоения добавки. Электромагнитный вибратор 10 создает 50 осевые вибрации трубы с амплитудой 1 - 5 мм (частота 2 - 15 гц), Вибрация способствует удалению из реакционной зоны продуктов реакции и незначительной части неполностью прореагировавших частиц добавки, растворе ние которых заканчивается в процессе их всплывания в ковше. Кроме того, вибрация в значительной степени способствует увеличению скорости усвоения модификатора и снижению пироэффекта, Частоту и амплитуду вибрации выбирают такой, чтобы на поверхности расплава практически не появлялись непрореагировавшие частицы модификатора.Вибрация и интенсивное газовыделение в реакционной зоне обеспечивают хороший массообмен в емкости. Причем имеется возможность резкого повышения интенсивности массообмена за счет импульсного повышения давления в полости трубы и барботирования расплава, что важно при модифицировании больших масс металла.Скорость подачи модификатора выбирается несколько большей скорости усвоения для того, чтобы свежие порции успели подогреться и оплавиться в неокисленной среде перед поступлением в реакционную зону,После окончания процесса модифицировапия трубу поднимают, предварительно вытесняя избыточным давлением в полости остатки модификатора в жидкий металл.Предлагаемый способ имеет возможность независимого регулирования скорости усвоения модификатора (или любой экзотермической добавки) путем вариаций параметров вибрации, возможность независимого регулирования скорости массообмена и величины расхода добавок за счет вибрации и интенсивного газовыделения в реакционной зоне. Кроме того, предлагаемый способ характеризуется низкими капитальными затратами, отсутствием загрязнения атмосферного цеха и подавлением пироэффекта, а также возможностью независимого регулирования параметров процесса модифицирования, позволяющей создать полностью автоматизированный и поэтому высокостабильный процесс обработки жидких металлических расплавов черных и цветных металлов,Предмет из обретен и яСпособ модифицирования металлов, заключающийся в введении добавок через погружаемую в расплав огнеупорную трубу с одновременным вводом через нее газа под давлением, компенсирующим давление столба жидкого металла, отличаю щи й ся тем, что, с целью стабилизации результатов модифицирования, трубу погружают в расплав на глубину, равную 0,25 - 0,35 высоты расплава в емкости, и накладывают на нее вибрацию в направлении оси с амплитудой 1 - 5 мм,Заказ 2092/6 Изд730 Тираж 648 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2