Установка для модифицирования чугуна

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ккСоцкапнстнческкхРеспубликио делам иэвбрвтеиий и открытий(72) Авторы изобретения Коммунарскии горно-металлургический институтч(54) УСТАНОВКА ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА 1Изобретение относится к области металлур гии, в частности к получению модифицирован. ного чугуна в литейном производстве, и может быть использовано для ввода в металл твердых и жидких ирисадок, которые вследствие своей малой плотности при обычных условиях не погружаются в жидкий расплав,Известно устройство для электромагнитной обработки отливок при их затвердевании, включающее формы, с залитым метал лом, установленные на транзисторе, и электромагнит переменного тока, С целью обеспе. чения последовательного направленного снизу вверх затвердевания отливок, полюса электромагйита выполнены в виде неравнобед. ренной трапеции с увеличением высоты по направлению движения транспортера 1).Однако такое устройство нельзя использо. вать для модифицирования в поле электро. магнитных сил, потому что дпя модифицирования требуется создавать в чугуне . однородное поле электромагнитного ускорения,Известно устройство для литья, включающее электромагнит постоянного тока и форму, которое снабжено механизмом горизонтального н вертикального перемещения формы и зажимами электродов 2.Однако в этом устройстве предусмотрено создание электромагнитных сил, постоянных во времени, но не предусмотрено достижение их однородности в пространстве,что не позволяет принять данное устройство для модифицирования чугуна в лоле электромагнитных сил. В указанных устройствах не обеспечивается нагрев металла для компенсации потерьтепла. при модифицировании,Известна индукционная печь, содержащая 15индуктор, тигель и муфельиз. электропроводного материала, который выполнен из двухперфорированных втулок, концентрично сопря.женных между собой с обеспечением плотного электрического контакта, а также возможностью поворота их друг относительно друга 31.Такое устройство позволяет осуществитьнагрев металла в рабочей ванне, но в нем937519 45 устанавливают заданную силу тока в цепяхэлектродов и обмоток и подают в чугун 5 О модификатора, Вследствие различной величиныэлектромагнитного ускорения, действующегона чугун и часпщы модификатора, кажущийсяудельный вес модификатора становится больше, чем у чугуна, и модификатор погружа ется на дно ванны. После растворения модификатора отключают питание обмоток и злекФтродов, снимают ванну с установки и заливают модифицированный чугун в формы,не предусмотрен вводв чугун постоянного тока через электропроводный муфель,1 аиболее близким по технической сущно. сти и достигаемому результату к предлагаемо му является установка для модифицирова ния чугуна, содержащая магнитопровод, обмотки, футеровацную огнеупорным матерна лом ванну с немагнитцым кожухом и элект родами для подвода к чугуну постоянного тока 141Однако в известном устройстве предусмотрен нагрев металла и создание постоянного во времени поля электромагнитных сил, но цет возможности сделать их однородными в пространстве, что необходимо для погружения модификаторов в чугун. На этой установке также нельзя осуществить непрерывное модифнциров ание. Цель изобретения - создание в чугуне од. породного поля электромагнитного ускорения и Погружения модификаторов в расплав, обеспечения нагрева металла в ванне и использования электродов в качестве нагрева. телей, а также непрерывного модифццированця чугуна. Поставленная цель достигается тем, что в установке для моднфицировацня чугуна в поле электромагнитных сил, содержащей маг. нитопровод, обмотки, футероваццую огнеупорным материалом ванну с немагнитцым кожухом и электродами для подвода к чугуну по. стоянного тока, установка снабжена контактными пластинами, расположенными между огнеупорным материалом и электродами, суженными к низу вдоль контактной пластины, кожух выполнен в виде охлаждаемого индуктора, а ванна снабжена в нижней части скользящим затвором.Применение электродов, подключаемых к источнику питания через контактные пластины и имеющих переменную толщину, обеспечивает однородность поля электромагнитного ускорения и безопасность работы, Например, если графитовый электрод имеет в верхней части толщину 50 мм и удельное электросопротив. ление 41600 р.кОм см, а контактная пластина толщиной 10 мм сделана из нержавеющей .стали с удельным электросопротивлением при температуре модифицирования 250 ц, кОм. см, то при рабочей высоте электрода 150 мм однородность электрического поля достигается при толщине электрода в нижней части 28 мм. Если электрод имеет одинаковую толщину по всей рабочей высоте, чугун приэлектромэгни гном облегчении выбрасывается из ванны вследствие неоднородности элек. трического поня в расплаве. 5 1 О 15 го 25 ЭО 35 40 4На фиг, 1 схематично изображена установка в плане; на фиг. 2 - установка со скользящим затвором,Установка состоит из магнитопровода 1, об.моток 2, ванны с немагнитным кожухом 3,огнеупорной футеровкой 4, электродами 5 иконтактными пластинами 6. Установка включает (не показано) источники питания, пуско.регулирующую и измерительную электроап.паратуру. Магнитопровод 1 выполнен сплошным из малоуглеродистой стали при отсутствии индукционного металла при наличиииндукционного обогрева. Обмотки 2 изготовлены из медной шины. В зазоре между полюсными наконечниками магнитопровода 1 помещена ванна для чугуна, кожух 3 которойизготовлен из немагнитной стали. В огнеупорную футеровку 4 ванны установлены электроды 5 с прилегающими к ним контактнымипластинами 6, Электроды 5 выполнены из графита, могут быть угольными. Электросопротивление материала электродов 5 выбираетсябольшим, чем у контактных пластин, 6, кото.рые сделаны из нержавеющей стали, могутбыть вольфрамовыми. Для обеспечения возможности нагрева металла контактные пластины 6 и электроды 5 нагреваются в переменном магнитном поле и работают как нагреватели. Для непрерывного модифицированияванну снабжают в нижней части скользящимзатвором. Ванну, включающую кожух 3, футеровку 4, электроды 5 и контактные пластины б 1,делают съемной, а- при использованиииндукционного нагрева - несъемной, причемустановку снабжают механизмом наклона,Установка работает следующим образом.Для периодического модифицирования безнагрева металла ванну заполняют заданнымколичеством чугуна и помещают между по.люсными наконечниками магнитопровода. Подают питание постоянного тока на обмоткин электроды, причем контактные пластиныподключают с соблюдением полярности, Еслимодификатор имеет меньшую электропроводимость, чем чугун, то вчугунесоздаютзлектромагнитное облегчение. Если электропроводность модификатора больше, чем у чугуна, тосоздают электромагнитное утяжеление. Затем5 9При моднфицировании с применениеминдук.дукционного нагрева установка сначала работает как индукционная печь в режиме плавления или микссера. Питание цепи электродови обмоток отключено. После доводки чугунадо заданной температуры отключают питаниеиндуктора, подают питание на электроды иобмотки и проводят модифицирование. Послерастворения модификаторов отключают подачу постоянного тока на электроды и обмотки, снова включают индуктор и доводят тем.пературу чугуна до заданной. Затем выклю.чают индуктор, и, наклоняя установку, выпускают модифицированный чугун в раэливочные ковши,Для непрерывного модифицировання ван.на снабжена в нижней части скользящим за.твором, который в исходном положении закрыт. Под выпускным отверстием располо.жен приемник для металла. Ванну заполняютзаданным количеством чугуна, подают пита.ние на обмотки и электроды и вводят вчутун количество модификатора, необходимое для обработки залитого в ванну метал.ла, Через 10 - 30 с в течение которых нижние слои металла усваивают модификатор,погрузившийся вглубь ванны, приступают кзаливке в ванну немодифицированного чугуна и одновременно подаче модификатороввсоответствии с нормами расхода. Параллельно с этим открывают скользящий затвордля выпуска,из ванны чугуна, уже усвоивше.го модификатор. Уровень чугуна в ванне поддерживают в. заданных пределах. Для остановки процесса. прекращают подачу модификатора и заливку в ванну чугуна, а одновременно с понижением его уровня уменьшаютсилу тока, подаваемого на электроды, чтобывеличина электромагнитного ускорения в чугуне оставалась без изменения. ОпорожненНуюванну снимают с установки для замены зат.вора.В процессе непрерывного модифицированияэлектромагнитное ускорение не действует начугун, находящийся внутри выпускного канала,и неусвоенные частицы модификатора какболее легкие не увлекаются вытекающим чугуном, а остаются в глубине металла,е 37519 6Полезность применения предлагаемой установки заключается в том, что вследствие погружения модификаторов в чугун и пре.бывания их в глубине металла на протяжении всего времени модифицирования, усво.ение активных составляющих (магния, каль ция, РЗМ) увеличивается в 2 - 3 раза, вред.ные пылевьщеления и пироэффект уменьша.ются в 3 1 раза, производительность труда О на 10 - 15% выше, чем при подаче модифика.торов в упаковке в ковш под струю на выпуске. Формула изобретения 1, Установка для модифицирования чугунав поле электромагнитных сил, содержащаямагнитопровод, обмотки, футерованную огнеупорным материалом ванну с немагнитнымкожухом и электродами для подвода к чугуну постоянного тока, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью создания в чугунеоднородного поля электромагнитного ускоре.ния и погружения модификаторов в расплав,установка снабжена контактными пластинами,расположенными между огнеупорным материалом и электродами, суженными к низувдоль контактной пластины,2. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью обеспечения нагреваметалла в ванне и использования электродовв качестве нагревателей, кожух выполнен ввиде охлаждаемого индуктора,3. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью непрерывного моди 3фицирования чугуна,ванна снабжена в нижней части скользящим затвором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Я 266167,кл. В 22 О 27/02, 1970.2. Авторское свидетельство СССР Р 371020,кл. В 22 О 27/02, 1973.3. Авторское свидетельство СССР У 555566,кл. Н 05 В 5/10, 1977,44, Повх И. Д. и др. Магнитная гндродинами.ка в металлургии, М., "Металлургия", 1974,с. 135, рис. 60, 937519