RU1792799C - Устройство дл модифицировани жидкого металла - Google Patents

Description

, Изобретение относитс  к литейному пр эизводству, в частности к конструкци м лилейных устройств, предназначенных дл  поучени  отливок, преимущественно из вы юкопрочного чугуна с шаровидной или вермикул рной формами графита при модифицировании металла. . Наиболее близкой по технической сущ- и Достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  литникова  система дл  внутриформенного модифицировани , включающа  сто к, входной канал, легкоплавкую перегородку, установленную в выходном канале, реакционную камеру в виде параболоида вращени  с загруженной в нее твердой присадкой, причем подвод щий и отход щий каналы к реакционной камере выполнены тангенциально, а верхн   часть

реакционной камеры имеет каплевидную форму и сообщаетс  с атмосферой.

Литникова  система работает следующим образом.

Заливаемый жидкий металл через сто к и входной канал поступает в нижнюю часть камеры, в которую- перед сборкой формы загружена тверда  присадка. Поступающий в реакционную камеру по касательной жидкий металл Приобретает вращательное движение . После расплавлени  легкоплавкой перегородки металл поступает через выходной канал в полость формы. Верхн   часть реакционной камеры предназначена дл  сбора шлака и выхода газов.

Недостатками данной литниковой системы  вл ютс  следующие.

Наличие легкоплавкой перегородки в выходном канале, дл  изготовлени  которой

кэ ч ю ю

требуютс  дополнительные материальные и трудовые затраты и котора  не всегда может сработать воврем .

Открыта  верхн   часть камеры ограничивает ферростатическое давление и позвол ет выходить газам, образовавшимс  при заливке непосредственно в атмосферу цеха.

Предназначена только дл  определенного габарита опок.

Цель изобретени  - повышение качества отливок, надежности работы и упрощение обслуживани  устройства и расширение технологических возможностей процесса модифицировани  за счет применени  любых видов модификаторов и смесей и пониженным требовани м к их фракционному составу.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  модифицировани  жидкого металла различными лигатурами или смес ми содержит литниковую воронку со сто ком , св занную входным литниковым каналом с реакционной камерой, выходной литниковый канал и прибыль, при том реакционна  камера выполнена в форме параболоида вращени  с расположением в верхней ее части сфероидального выступа дл  улавливани  шлака, имеющего смещенную ось относительно оси камеры, а образо- эавшеес  сферическое кольцо между камерой и сфероидальным выступом снабжено тангенциальным каналом; каналы дл  подвода металла в реакционную камеру и вывода из нее выполнены тангенциально к реакционной камере.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство дл  модифицировани  жидкого металла различными лигатурами или смес ми; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1,

Устройство состоит из литниковой воронки 1, сто ка 2, зумпфа 3, реакционной камеры 5 с модификатором 6 с подвод щим 4 и отвод щим 7 каналами, питающей бобышки и отливок, размещенных в верхней 10 и нижней 11 полуформах. В верхней части реакционной камеры 5, имеющей форму параболоида вращени , расположен сфероидальный выступ 12 с эксцентриситетом относительно центра реакционной камеры. Верхн   часть камеры и сфероидальный выступ образуют кольцо 13 с тангенциональ- ным каналом 14.

Устройство работает следующим образом .. .

Жидкий чугун через приемную воронку 1, сто к 2 и входной канал 4, расположенный в нижней полуформе 11, по касательной к наружной поверхности реакционной камеры 5, имеющей форму параболоида вращени , подаетс  на поверхность

модификатора 6. Под вли нием центробежной силы струи жидкого металла, обусловленной тангенциальным подводом, происходит вращательное движение металла в камере, привод щее к размыканию модификатора и вовлечение его в поток жидкого металла, что в итоге приводит к интенсивному растворению модификатора. Кольцо 13, выполненное из формовочной

смеси, обуславливает дальнейшее интенсивное растворение модификатора за счет предотвращени  прохождени  верхних слое металла без контакта с модификатором через реакционную камеру. В кольце 13 выполнен входной канал 14 тангенциально к сфероидному выступу, что обуславливает дополнительное закручивание струи жидкого металла и тем самым интенсифицирует растворение модификатора.

Предложенна  конструкци  камеры в виде параболоида обуславливающа  вращательное движение жидкого металла в ней, также обеспечивает скопление всплывших продуктов взаимодействи  модификатора с жидким металлом, неметаллических и других включений в сфероидальном выступе 12. Расположение выходного канала 7 на уровне нижней части кольца обуславливает возможность забирать модифицированный

чугун из периферийной части реакционной камеры, что обеспечивает его чистоту металла от шлака и неметаллических включений. При растворении верхних слоев модификатора уменьшаетс  диаметр реакционной камеры :(на уровне модификатора), что приводит к увеличению скорости вращени  жидкого металла, контактирующего с модификатором , а последнее - к увеличению скорости растворени  модификатора.

Оптимальными размерами сфероидального выступа  вл ютс  следующие: высота выступа составл ет 0,2-0,4 высоты камеры, а диаметр 0,4-0,8 диаметра камеры. При меньшей высоте выступа, чем 0,2 высоты

камеры, образующийс  объем выступа будет недостаточным дл  скоплени  в нем всего образовавшегос  шлака и неметаллических включений, в результате чего последние будут размещатьс  в верхней части реакционной камеры и могут увлекатьс  жидким металлом через выходной канал в полость отливки, а это ухудшает качество металла. При высоте выступа более , чем 0,4 высоты камеры, образующийс 

объем камеры будет очень большим; в полости будет скапливатьс  не только шлак и неметаллические включени , но и жидкий металл, что  вл етс  нецелесообразным и понизит выход годного.

При диаметра сфероидного выступа меньше, чем 0,4 диаметра камеры, во-первых , будет малый обьем выступа, о чем гово- р;илось выше, и во-вторых, при малом диаметре усложн етс  процесс улавлива- ни  в нем шлака и неметаллических включений из всей реакционной камеры в силу большой разницы в диаметрах камеры и вы- сУупа. При диаметре выступа большем, чем 0|.8 диаметра камеры, образующеес  кольцо будет очень узким, а также понизитс  выход гбдного.

| Смещение оси сфероидального выступа относительно оси камеры на 0,08-0,2 диаметра камеры обеспечивает принудитель- направление жидкого металла через тангенциальный канал 14 образовавшегос  кольца 13 сфероидальный выступ 12, что обуславливает дополнительное в ращатель- н|ое движение жидкого металла в сфероидальном выступе, а последнее позвол ет брлее интенсивно раствор ть модификатор, в т.ч. и пылевидную фракцию, а также улав- лмвать шлак и неметаллические включени , которые задерживаютс  в сфероидальном выступе. При большем смещении оси сфе- р оидального выступа, чем на 0,2 диаметра к амеры, образовавшеес  кольцо будет выходить за пределы камеры. При смещении о си выступа на величину, меньшую чем 0,08 диаметра камеры, разница между ос ми будет незначительной, при этом между образовавшемс  кольцом и стенкой камеры образуетс  зазор, в который может попа|ать нерастворенный модификатор и шлак, а далее в выходной канал и полость формы, наружна  кромка образовавшегос  сфероидального кольца должна совпадать с наw

А

ружной стенкой камеры, как показано на фиг. 1 и 2.

По сравнению с новым выбранным прототипом предложенна  конструкци  устройства обеспечивает смещение центров реакционной камеры и кольцевого выступа, что позвол ет предотвратить круговое движение металла по полусфере и принудительно направить его дополнительный

тангенциальный канал в центр полусферы, обеспечив при этом в ней дополнительное интенсивное вихревое движение металла. Это обеспечивает следующее: повышение качества отливок за счет эффективного улавливани  шлака в полусфере и предотвращений его попадани  в литниковые каналы;

увеличенного гидростатического Запора (в прототипе шлакоуловитель сообщаетс  с атмосферой);

надежность работы и упрощени  обслу-. живани  устройства из-за ликвидации операции изготовлени  и простановки легкоплавкой перегородки, котора  может

не всегда сработать воврем ;

. уменьшение .расхода модификатора с 1,6 до 1,0 % за счет интенсивного его растворени  а полусфере и вынужденного насыщени  расплава парами магни  (в прототипе

пары магни  уход т в атмосферу), и возможность применени  до 30,0% пылевидной фракции (мене 1,0 мм);

стабильность процесса при металлоемкости формы от 80,0 до 250,0 кг.

исключение выбросов паров магни  в атмосферу и повышение экологичности у процесса.

Claims (2)

1. Устройство дл  модифицировани  жидкого металла, содержащее литниковую вэронку со сто ком, реакционную камеру с подвод щим и отвод щим тангенциальными каналами, нижн   часть которой выпол- н-ена в виде параболоида вращени , о т л и- ч а го щ е е с   тем, что, с целью повышени  качества отливок, надежности работы и уп- р рщени  обслуживани  устройства, верхн   чЬсть реакционной камеры выполнена в виде полусферы в нижней ее части, отделен- кольцеобразным выступом от верхнего участка параболоидной камеры, с образованием незамкнутой кольцеобразной полости (V- ежду кольцеобразным выступом и стенкой

реакционной камеры сопр жением верхних стенок кольцеобразного выступа со стенками камеры научастке расположени  отвод щего тангенциального литникового канала, при этом полость в виде полусферы сообщена с незамкнутой кольцеобразной полостью дополнительным тангенциальным каналом.

2. Устройство поп. 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что, с целью повышени  качества отливок при металлоемкости формы от 80 до 250 кг, высота полусферы составл ет 0,2-0,4 высоты реакционной камеры, диаметр 0,4- 0,8 диаметра реакционной камеры, а ось полусферы смещена относительно оси реакционной камеры на 0,08-0,2 диаметра реакционной камеры.

Фиг. 1 А-А