SE509818C2 - Method för framställning av gjutna föremål av förbehandlad smälta - Google Patents

Description

509 818 Ur SE-328 673 är ett förfarande känt för att skydda smältan i utlopp och inlopps- öppningar genom att spola med en inert gas. Denna metod reducerar emellertid en- dast magnesiurnförlusten i mindre utsträclaiing och är inte tillräcklig för att erhålla goda göt med kompakt grafitstruktur.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att lösa problemen som sammanhänger med avbränna av kämbildande och/eller strukturmodifierande medel i utloppskana- len i en konditioneringsugn och därför för att förbättra utbytet av göt med struktur- modifierad smält metall.

Uppfinningen definierad i krav 1 och föredragen utföringsfonn av uppfinningen de- finieras i kraven 2-8.

Enligt föreliggande uppfinning kan den smälta metallen i pipen och i utloppskanalen återstâllas efter längre stopp genom att tvingas tillbaka in i konditioneringsugnen och åter behandlas med det önskade kärnbildnings- och/eller stmkturmodifierande medlet.

Vid utövande av föreliggande uppfinning kan olika konditioneringsugnar användas.

Ugnen kan vara av den typ när smältan skyddas genom ett slaggskikt och/eller ge- nom en inert skyddsgasannosfär. Enligt en speciellt föredragen utföringsform av uppfinningen användes en sluten konditioneringsugn, vilken företrädesvis också är försedd med kombinerade organ för trycksätming och vakumn. Konditioneringsug- nen är också utrustad med induktionsupphettning och organ för att mäta eller be- stämma smältnivån i utloppskanalen.

F örfarandet enligt uppfinningen beskrives nu mer i detalj med hänvisning till bifo- gade ritningar. 3 509 818 F ig 1 visar en schematisk vy av ett föredraget förfarande och en ugnsuppsättning lämplig för genomförande av föreliggande uppfinning Fig 2 visar en ritning av en konditioneringsugi visande den smälta metallnivån un- der stopp enligt föreliggande uppfinning jämfört med den enligt tidigare känd tek- nik.

I fallet av en utrustning enligt tidigare känd teknik belyst i fig 1, framställes först en jârnsmâlta 1 i en ugn 2. I detta fall framställes smältan från järnsluot. Kolelwivalen- ten hos sinältan justeras i ugnen 2 genom tillsats av kol och stål till smältan som vi- sades vid 25. Smältan överföres sedan till en skänk 3, i vilken smältan utsattes för en basisk behandlingsprocess bestående av tillsats av magnesium 11 i ren form eller i lämplig form; Efterföljande denna basiska behandling avlägsnas slagg från smältan och sinältan överföras till och iniöres i en sluten konditioneringsugn 4 som är försedd med en trycksatt inert gasatrnosfar och är av s k presspour-typ och marknadsförd av bolaget ABB (t ex med produktnummer LFR 5 CTO, LFR 10 CTO eller LFR 20 CTO).

Avtappningen av smältan från ugnen kan regleras antingen genom styrning av över- trycket i ugnsrummet 16 - med hjälp av slidventilen 17 på gastilliörselledningen 18 - eller med hjälp av ett stopparstav 12 viket passar i avtappningshålet 13 i pipen 9 eller genom en kombination av dessa regleringssått.

Smältan upphettas med hjälp av en induktionsupphettningsanordning 22 och om- blandas därvid i viss utsträckning Satsen av smälta införd i konditioneiingsugnen 4 blandas med smälta 5 som redan finns Omkring 75% av den maximala kapaci- teten av :igen utnyttjas när processen köres kontinuerligt. Ytterligare magnesium 'tilliöres ugnen 4 när så är nödvändigt.

Magnesium tillföres i form av en eventuellt stålmantlad magnesiumtråd 6, vilken matas in i ugnen 4 via en tillslutbar öppning 7 anordnad i ugnens kåpa 8. Liksom 509 818 4 övriga tillsatser styrs även denna av resultatet från den terrniska analysen av det gjutna kompaktgrafitjärnet. Öppningen 7 är försedd med en slidventil 19. Vidare finns en skorsten 20 för venti- lering av MgO och Mg ånga, försedd med en slidventil 21 monterad på kåpan 8.

Ventilen 17 är öppen för kontinuerlig gastillförsel under operationen medan venti- lerna 19 och 21 är slutna.

Vid behov att införa magnesiumstaven 6 i ugnen sänkes ugnens tryck först genom att ventilen 17 slutes (och därvid avbryter tillförseln av gas). Därvid sänkes smältans nivå i pipen 9 vilken därefter faller till en nivå visad av den streckade linjen. Denna operation tar omkring 10 sekunder att genomföra. Ventilen 21 i skorstenen 20 och magnesiumtillförselventilen 19 öppnas sedan, vilket tar omkring 5 sekunder. Mag- nesiumstaven 6 matas under 30 sekunder in i ugnen. Ventilema 19 och 21 stängs sedan, vilket tar 5 sekimder.

Slutligen öppnas ventilen 17 och trycket ökas till normalt arbetstryck, vilket tar 20 sektmder. Tiden för tillförsel av magnesiumstaven 6 in i konditioneringsugnen tar således ca 70 sekimder totalt.

Inockulationsmedlet 10 överföres till pipen 9 i ugnen i enlighet med ovan nänmda regleringsprincip omedelbart före avtappningen av smältan. Avtappning av smältan från ugnen 4 regleras med hjälp av stopparstaven 12.

Förfarandesekvensen avslutas genom att ett prov 14 tas för termisk analys med hjälp av en provtagningsanordning 23, vilken ej visas i detalj här. l det illustrerade fallet tas provet genom ingjutsystemet 15 i gjutfonnen 14. För att tillförsäkra att analysre- sultatet är representativt för innehållet i ugnen, tillåts 4-5 gjutformar passera efter varje påfyllning av konditioneringsugnen innan provet tas. Provet analyseras med hjälp av en dator 24 som inte visas i detalj och de streckade linjerna antyder flödet av information till och från datorn 24. l5 509 818 Tillsatserna av strukturmodifierande medel till systemet regleras lämpligen i enlig- het med de principer som beslcrevs i svenska patentansökan 93 04347-9.

Fig 2 visar nivåerna av smält metall under längre stopp i giutoperationen varvid ho betecknar nivån av den smälta metallen i konditioneringsugnen och hl metallnivån i utloppskanalen. Enligt tidigare känd teknik (fig 2a) är h;=h0 som erhålles genom att avlägsna övertrycket från ugnskamrnaren och smâltan i utloppskanalen kan inte återställas före uppstartníng av förfarandet. Enligt föreliggande uppfinning är hl större än hf, som visas i fig. 2b, d v s smältan i pipen och i utloppskanalen förs till- baka in i konditioneringsugien. Där kan den återställas genom tillförsel av önskade mängder av både kämbildande och/eller strulcturmodifierande medel, t ex magnesi- um innan gjutoperationen åter påbörjas.

Om ugnen är en sluten ugn försed med organ för en kombinerad användning av va- kuum och tryck som visas schematiskt i fig 2b kan vakuum påtöras ugnskarnmaren för att suga smältan från utloppskanalen in i ugnen. Genom att placera inloppssidan av utloppskanalen högre än inloppskanalen kan den senare också verka som ett fly- tande loek för en låg metallnivå (hI) i utloppskanalen. Smältan som återsuges från utloppskanalen kan också användas för att blandas med inkommande smälta med metallmassa.

Förfarandet är väl lämpat för framställning av magnesiumbehandlade gjutjärn spe- ciellt kompaktgrañtjärn med lägre innehåll av magnesium som ett strulcturmodifie- rande medel än segjärn. Om stoppet planeras vara långt är det tillräckligt att tillföra metoden vid slutet av stoppet för att återställa småltan kort före uppstartning av tör- farandet.

För att reglera höjden av nivån av den smälta metallen i utloppskanalen kan de flesta vanligen använda nivåindikationstekniker användas. Dessutom kan vakuumtrycket inte endast användas för att reglera smältans nivå utan också för att bestämma den 509 818 lägsta tillåtna smältnivân i utloppskanalen, d v s när h; är lika högt som utlopp- söppningen från ugnen så att luft kan insugas i ugnen.

Claims (10)

10 15 20 25 30 509 818 Patentkrav

1. Förfarande för framställning av göt av förbehandlad smält metall innefattande stegen: i) att tillföra en konditioneringsugn med en inloppskanal och en utloppskanal med en förbehandlad smältmetall och ii) reducera höjden av den smälta metallen i utloppskarialen till en nivå (hl) som är lägre än nivån av den smälta metallen i konditioneringsugnen (ho) så att den smälta metallen i pipen och utloppskanalen åtminstone delvis återfiâres till ugnsrummet där den kan åter tillföras med kärnbildande och/eller struktunnodifierande medel, iii) tillsätter ytterligare kärnbildande och/eller strukturmodifierande medel till den smälta metallen när så är nödvändigt, iv) blandar smältan i ugnen när så är nödvändigt och v) efter stopp, gjuter smältan med det önskade innehållet av stinkturmodifierande medel.

2. Förfarancle enligt krav 1 kännetecknat av att konditioneringsugnen äri huvudsak sluten.

3. Förfarande enligt kraven 1 eller 2, Hnnetecknat av att den smälta metallen âr gjutjärn, speciellt segjäm eller kompaktgrafitjärn (CGI).

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att det smilctilrmodifie- rande medlet är magnesium. 10 15 20 5 Û 9 81 8 8

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att valcuum påtöres konditioneiingsugrien for att sänka nivån av den smälta metallen hl i utloppskanalen i steg ii).

6. F örfarande enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att man tillför ett över- tryck över den smälta metallen i utloppskanalen eller elektromagnetiska krafter till den smälta metallen i utloppskanalen för att sänka nivån av smält metall (h1)i ut- loppskanaleni steg ii).

7. Förfarande enligt något av föregående krav kännetecknat av att på insidan av konditioneringsugnen öppningen till utloppskanalen är belägen högre än öppningen av inloppskanalen.

8. Förfarande enligt något av föregående krav kännetecknat av att stegen ii) till iv) genomföres endast vid produktionsstopp, speciellt under de sista 30 sekundema före påbörjad gjutning.

9. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat av att steg ii) genomföres upprepade gånger före omstart av gjutoperationen, speciellt 2-5 gånger.

10. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att återmatningi steg ii) genomtöres enbart genom återblandning av smältan i utloppet med smältan i ugnskammaren genom åtgårdema enligt krav 9.