Устройство для обработки чугуна магнием

(50 4 С 21 С 1/10 г фЩ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЬХаАй; 1,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(7 1) Институт проблем литья АН УССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЧУГУНАМАГНИЕМ(57) Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к оборудованию для ввода легкоиспаряющихся реагентов в жидкий чугун. Цель - увеличение степени усвоения магния, уменьшение пироэффекта и управление интенсивностью процесса модифицирования.Устройство для обработки чугуна магнием содержит испаритель многофазового использования с дном и отверстиями в стенке, закрепленный н 1 полойштангЕ, в которой расположен подвижный шток с клапаном. Испаритель снабжендополнительной емкостью с кольцевымзазором, выполненной открытой снизуи с боковыми отверстиями, причем нижняя кромка внутренней емкости расположена выше верхнего бокового отверстия дополнительйой емкости. Дно внутренней емкости испарителя выполненос отверстием для истечения расплавленного магния, перекрываемым клапаном на штоке с уплотнениями. 1 з.п.ф-лы, 1 табл 1 ил.Изобретение относится к черной металлургии, в частности к оборудованиюдля ввода легкоиспаряющихся реагентовв жидкий чугун.Цель изобретения - увеличение степени усвоения магния, уменьшение пироэффекта и управление интенсивностьюпроцесса модифицирования.На чертеже показано устройстводля обработки чугуна магнием, общийвид.Испаритель, закрепленный на штанге 1, выполнен в виде двух емкостей,вставленных одна в другую с кольцевым 15зазором 2. При этом наружная емкость3 открыта снизу и в нижней части имеет многочисленные отверстия 4, а внутренняя емкость 5 открыта сверху и вее нижней (донной) части выполнено 20калиброванное отверстие 6, закрывающееся клапаном 7, который посредством штока 8 соединен с регулировочнымустройством 9. Нижняя кромка внутренней емкости 5 находится выше самого 25верхнего отверстия 4 в нижней частинаружной емкости 3.Устройство работает следующим образом.Испаритель с размещенным во внутренней емкости 5 магнием 10 и закрытым отверстием 6 вводят в жидкий чугун 11.При этом благодаря уплотнению 12воздух не вытесняется иэ внутреннегопространства испарителя и чугун, за 35полняя внутреннее пространство испарителя вьппе уровня самого верхнегоотверстия 4 наружной емкости, не соприкасается с внутренней емкостью 5.Сохраняющаяся газовая оболочка в кольцевом зазоре 2 между емкостями изолирует магний от расплава и предотвращает их взаимодействие до начала испарения магния,45По мере нагрева магния 10 эа счетлучистой энергии и конвекции от жидкого чугуна 11 магний вначале расплавляется, оставаясь во внутреннейемкости 5, а затем начинает испаряться, Пары магния через открытую верхнюю часть внутренней емкости 5 проникают в зазор 2, проходят вдоль стенок испарителя сверх вниз, охлаждают поверхность внутренней емкостипонижают уровень расплава чугуна внутри испарителя и в виде многочисленных пузырьков выходят в толщу расплава через отверстия 4. Таким образом осуществляется испарение магния из внутренней емкости испарителя и реализуется режим обработки чугуна магнием слабой интенсивности, Многочисле нные пузырьки ма гния по мере в сплы-вания в чугуне растворяются и, соединяясь с вредными примесями, рафинируют чугун.При необходимости интенсифицировать процесс взаимодействия магния с чугуном с целью сфероидизации графита осуществляется дополнительнаяобработка чугуна расплавленным магнием 10, находящимся во внутренней емкости 5 испарителя,Открывая и регулируя величину проходного сечения отверстия 6 посредством изменения полложения клапана 7, достигают дозированной подачи (истечения) расплавленного магния в чугун.Изменение положения клапана осуществляют при помощи регулировочногоустройства 9, соединенного с клапаном7 штоком 8, Расход жидкого магниядозируют таким образом, что избегаютвыбросы чугуна из ковша и появлениепироэффекта. Жидкий магний, вступаяв контакт с чугуном, испаряется (причем скорость такого испарения значительно превышает скорость испарения во внутренней емкости испарителя), повышая давление в парогазовой оболочке. Вследствие этого уровень чугуна в испарителе понижается до отверстий 4 в наружной емкости испарителя,Парообразный магний, проходя через отверстия 4, в виде многочисленных пузырьков проходит через массу чугуна, модифицируя его. При насьппении чугуна магнием до остаточного содержания0,0307 происходит сфероидиэация графита, т.е. осуществляется процесс получения высокопрочного ч - гуна с шаровидным графитом,Предлагаемое устройство опробывают в литейном цехе, для чего используют чугун, выплавленный в индукционной печи. В качестве шихтовых материалов берут лит йные и передельныечушковые чугуны, отходы стали. Температура чугуна перед модифицированиемсоставляет 1500+20 С. Масса обрабатываемого металла 100 кг. Металл иэ печи выливают в чайниковый ковш, вкотором производят обработку магнием при помощи предлагаемого устройства.В испаритель закладывают куски металлического магния или порошковый магКоличествомагния, Х Содержание серы, мас,й Плавка о обраотки Послеобрабо Введено Остаточно,0071 0,1 0,046 46 Гф 13 о ж 0,012 Известный 0,07 Магниемв автоклаве 0,08 0,044 009 О,Гф 1 ний, Количество металлического магния в различных опытах изменяют от 0,005 до 0,10 кг (т,е. расход магния составляет 0,005 - О, 10 Ж от массы жидкого чугуна). В процессе проведения опытов контролируют содержание серы и магния в чугуне до и после обработки, степень усвоения магния (отношение магния остаточного в чугу не к введенному), форму графита в образцах из модифицированного чугуна. Полученные результаты изменения содержания серы и магния в чугуне приведены в таблице, 15Применение предлагаемого устройства позволяет повысить степень усвоения магния по сравнению с известным в 4 - 5 раз. Для получения шаровидного графита (ГФ 13) расход магния уменьшается в 2,5 - 3 раза. При повышенном расходе магния (свыше О, 1 Х) на поверхности металла в ковше наблюдается незначительный барботаж металла. Степень усвоения магния дос тигает в опытах 873, дымовыделение и пироэффект отсутствуют Формула изобретения 1. Устройство для обработки чугуна магнием, содержащее испаритель многоразового использования с дном, отверстиями в стенке и закрепленный на полой штанге, в которой расположен подвижный шток с клапаном, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения степени усвоения магния, уменьшения пироэффекта и управления интенсивностью процесса модифицирования, испаритель снабжен дополнительной емкостью, охватывающей внутреннюю емкость с кольцевым зазором, выполненной открытой снизу и с боковыми отверстиями, причем нижняя кромка внутренней емкости расположена выше верхнего бокового отверстия дополнительной емкости.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что дно внутренней емкости испарителя снабжено отверстием для истечения расплавленного магния, перекрываемое клапаном на штоке с уплотнениями. Процент Форма графиусвоения та в струкмагния туре чугуна 0,030 60 ГФ 12 1 0,069 69 Гф 13 5 0,038 7,6 Гф 131379313 ислариевге ь А.Мин остави ехред М Корректор М.Макси ба едактор Заказ 941/2 4/5 г.уа ул.Проектн Тирам 545 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушск