Устройство для модифицирования сплавов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеснубпии щ 998527(5 )М. Кл. С 21 С 1/00 Гввударстеквимй кфмитет СССР 1 В Елам изебре 1 еиий и еткрмтин" с Киевский автомобильно-дорожный институт и . 604 НВуущ- Великой Октябрьской социалистической револ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОДИФИЦИРОВАНИЯ СПЛАВОВ 1Изобретение относится к металлургии, машиностроению и может быть использовано при производстве высоко- прочного чугуна с шаровидным графитом, высококачественных сталей и других сплавов, при изготовлении отли-, вок и слитков.Известно устройство для модифицирования сплавов, включающее поплавковую диафрагму с углублением. Модификатор перед выпуском в ковш сплава закрывают поплавковой диафрагмой, . углубление (полость) которой заполняют разливаемым металлом до начала заполнения ковша1.К недостаткам этого устройства для модифицирования относятся нестабильность процесса, связанная с тем, что динамический напор струи заливаемого расплава, поступающей не по оси. о .поплавковой диафрагмы, вызывает ее крен и соответственно всплывание модификатора на поверхность, т,е. в зазор между стенкой ковша и диафраг 2мой, где частично окисляется, что требует дополнительного неэФфективного расхода модификатора присадки,Кроме того, поступление струи расплава из разливочного желоба несимметричйо относительно оси ковша и поплавковой диафрагмы ведеТ к возникновению реактивной силы, смещающей саму поплавковую диафрагму в направ- лении ее действия - к стенке ковша. А поскольку стенки ковша имеют настилы, выступы и наросты, которые мо" гут удерживать в какой-нибудь точке . поднимающуюся вместе с зеркалом расплава поплавковую диафрагму, то создаются условия для переворачивания последней. Это также снижает стабильность и надежность устройства. Недостатком устройства такие яв" ляется невысокая интенсивность процесса модифицирования,обусловленная тем, что в центральной зоне поплавковой диафрагмы перемешивание неве8527 актора 2 3 99 лико исоздается эона перемодифицированного расплава.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для получения высокопрочного чугуна, включающее,поплавковый реактор с модификатором, устанавливаемый в выемку ковша и плиту (диафрагму) с отверстиями, изготовленную из углеродосодержащего материала. Плита прижата к дну ковша стопором, который фиксируется креплением 21.Недостатками известного устройства являются сложность в изготовлении реактора с модификатором и приспособлений для его крепления, а также большая трудоемкость в подго-товке процесса модифнцирования, Данное устройство не обеспечивает. стабильность процесса модифицирования, происходит ошлаковывание и окомкование лигатуры, особенно при использовании чугуна с низкой температурой перегрева (ниже 1420 С), например, чугуна ваграночной плавки и модифи- . катора с низким содержанием магния (меньше 54)Целью изобретения является повышение эффективности и стабильности процесса модифицирования.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем ковш с помещенным в него поплавковым реактором, согласно изобретению, поплавковый реактор выполнен в виде М-образной воронки, с тангенциально расположенными у ее днища щелевыми ка- . налами, соединяющими внутреннюю и наружную полости реактора. На фиг, 1 представлено устройстводля модифицирования сплавов, общийвид; на фиг. 2 - разрез А-А нафиг. 1В ковш 1 помещен выполненный иэграфита поплавковый реактор 2 в видеМ-образной воронки, на который черезнаправляющую воронку 3 подают расплавленный металл в приемную воронку.4 реактора, Расплавленный металл че-, Орез тангенциальные щелевые каналы 5,выполненные у днища реактора, направляется в полость 6, где расположенмодификатор,Устройство работает следующим об- .ффразом,На дно ковша 1 засыпают измельченный модификатор в виде смеси компонетов из сплава и устанавливают на него поплавковый реактор 2, изготовленный иэ огнеупорного .и термост 9 йкого материала, например графита, или углеродосодержащего материала.Жидкий металл из разливочного желоба подают в направляющую воронку 3,установленную на конце желоба, либо асимметрично на ковше, и из нее в приемную воронку 4 поплавкового реактора 2.Расплав из приемной воронки 4 через тангенциальнь 1 е щелевые каналы 5 подают в полость 6 поплавкового реВ этой полости растворяется модификатор при поступлении в ковш расплава. Последний, заполняя приемную воронку 4, утяжеляет реактор 2 так,цто весь модификатор в полости 6 реактора 2 оказывается погруженным врасплав. Этим достигается защита модификатора от окисления, Последняя по зволяет снизить расход модификаторадо минимума. Жидкий металл, выходя из приемной воронки 4 через тангенциальные щелевые каналы струями, со-.общает поплавковому реактору 2 вращательный момент, вызывающий его вращение,Струи расплава, выходя через .тангенциальные щели и контактируя непосредственно с прогретым модификатором в полости 6, вызывают интенсив.ную турбулизацию в реакционной полости. Этому же способствует вращение поплавкового реактора 2 вокруг оси струи, поступающей в приемную воронку 4.Таким образом, достигается интенсификация протекания процесса взаимодействия модификатора с расплавом и повышение эффективности процесса модифицирования в условиях, когда исключены потери модифицирующих элементов за счет окисления, имеющего место при их контакте с атмосферой. Устройство обеспецивает автоматическое центрирование поплавкового реактора 2 относительно оси струи из направляющей воронки 3 за счет воз- . действия динамического напора струи на коническую поверхность воронки 4. Это приводит к повышению стабильности и надежности процесса модифициро" вания,После наполнения ковша поплавковый реактор вынимают, остатки жидФормула изобретения 5 9кого металла беспрепятственно выли=ваются через тангенциальные щелевыеканалы и таким образом он может бытьиспользован неоднократно.П р и м е р. Модифицированию подвергают чугун; выплавленный в 100 кгиндукционной печи с температурой нажелобе 1400 С и составом вес,В: С3,6; .1 2,2; Мп 0,45; Сг 0,01; Ь0,031 Р 0,06.В качестве модификатора применяюткомплексный модификатор, содержащий,вес.Ж: М 9 6-9; Са 8-.12; РЗМ 1-2;1 45- 55; Ге - остальное,Поплавковый реактор выполняют, механической обработкой из графитовогоэлектрода.При расходе модификатора 0,8 получен высокопрочный чугун с шаровидным графитом марки 60-2 при единоразовой обработке 50, 100 кг чугуна,т,е. с пределом прочности при растяжении 65-70 кг/мм, относительномудлинении 3-43, ударной вязкости2,5-3,5 кгм/см, НВ 255-269.Таким образом,.преимуществамиустройства для модифицирования сплавов являются интенсивная турбулизация расплава в реакционной эонеполость поплавкового реактора обеспечивает практически полное усвоениемодифицирующих элементов и исключаетналичие зоны перемодифицирования расплава,.отсутствие контакта легкоокисляющихся элементов модификатора сатмосферой, позволяющее снизить егорасход в 2-2,5 раза, стабильностьпроцесса модифицирования, достигается аа счет обеспеченйя в предлагае-мом устройстве .благоприятных физико 98527 6химических и гидродинамических условий в реактивной зонеКроме того, существенным являетсяавтоматическое центрирование .поплав"% кового реактора относительноосиструи, вытекающей из направляющейворонки, удобство реализации на существующем оборудовании и небольшиезатраты иэ-эа многоразового исполь О зования как для малых, так и длябольших количеств одноразово обрабатываемого расплава.Экономический эффект от примене"ния предлагаемого устройства для мо- З дифицирования составляет 20-30 руб,на 1 т высокопрочного чугуна за счетповышения эффективности модифициро"вания и уменьшения расхода модификатора в 1,3-1,5 раза.20 Устройство для модифицирования 25 сплавов, содержащее:ковш с помещенным в него поплавковым реактором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и стабильности процесса модифицировазо ния, поплавковый реактор выполнен ввиде М-образной воронки с тангенциально расположенными у ее днища щелевыми каналами соединяющими внутреннюю и наружную полости реактора., 35 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРН 471388, кл. С 21 С 1/00, 1973.2. Патент Австрий И 309490,кл. С 22 С 37/04, 1973.998527 ьев Корректор А, феРен еда ктор каз 1077/Й лиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Составитель А, Кгулич Техред К.Мыцьо Тираж 566 ВНИИПИ Государственпо делам изобрет 13035, Москва, Н,Подписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д.