SU1608227A1 - Устройство дл модифицирующей обработки жидкого чугуна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и машиностроению, конкретно к получению чугунов с повышенными свойствами, преимущественно высокопрочных и пластичных чугунов с шаровидным и вермикул рным графитом дл  металлургических и машиностроительных отливок путем модифицировани  жидких чугунов в негерметизированных обработочных емкост х, оборудованных съемной крышкой-чашей, имеющей заливочное отверстие. С целью снижени  химической неоднородности металла, повышени  срока службы ковша и повышени  усвоени  модификаторы в устройстве дл  модифицирующей обработки жидкого чугуна, включающем обработочную емкость и съемную крышку с приемной чашей, футерованную огнеупорами, в дне приемной чаши крышки выполнены выпускные отверсти , вертикальные оси которых размещены по дуге окружности радиусом 0,1-0,45 диаметра ковша, а рассто ние между ос ми соседних отверстий выбирают равным 4-6 диаметров отверсти . 1 ил. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии и машиностроению, а более конкретно к получению чугунов с повьшенными свойствами, преимущественно высокопрочных и пластичных чугунов с шаровидным и вермикул рным графитом дл  металлургических и машиностроительных отливок, путем модифицировани  жидких чугунов в негерметизированных обработочных емкост х, оборудованных съемной крышкой-чашей, имеющей в дне заливочное отверстие.

Цель изобретени  - повьш1ение срока службы ковша, снижение химической неоднородности и повьш1ение усвоени  модификатора .

Выполнение в чаше нескольких отверстий общей площадью, равной площади одного отверсти , обеспечивает снижение величины критического напора, так как Н р 1,56 d,, (где d - диаметр одного отверсти ), В силу этого сокращаетс  длительность существовани  факельного режима истечени  струи

05 О 00 tsD ГО

10

з отверсти  в ковш, снижаютс  стеень охлаждени  поступающего в ковш, угуна и интенсивность образовани  астылей.

Размещение осей отверстий на дуге кружности радиусом 0,45 диаметра кова обеспечивает образование направленого циркул ционного движени  потоков объеме залитого в ковш расплава. В том случае вертикальными стру ми, стекаюшдми из отверстий в чаше, в бъеме ковшевого расплава индуцирует  асимметричный тороидальный вихрь, ижней образующей касаюш шс  дна ков- 15 а, а верхней образующей - поверхноси объемов расплава. Это приводит к нтенсивному движению потоков во всем объеме расплава в ковше в течение всего периода наполнени , что обеспечива- 20 ет усреднение чугуна по температуре и химическому составу, всего объема металла в ковше, что, в свою очередь, обеспечивает повьш1ение однородности структуры модифицированного чугуна в

отливках.

Выполнение осей отверстий на дуге окружности радиусом более 0,45d увеличивает интенсивность эрозионного воздействи  падающих струй на боковую стенку ковша в процессе его наполнени  и. образовани  настылей на стенке ковша .

В случае выполнени  осей отверстий на дуге окружности радиусом менее 0,1d вертикальные струи, падающие в центральную зону ковша не индуцируют направленного циркул ционного движени  потоков, что не позвол ет добитьс  усреднени  химсостава по всему объему чугуна.

Размещение соседних отверстий на межосевом рассто нии менее 4d приводит к значительному взаимному вли нию подтекающих к каждому из отверстий потоние химическ по объему ко

Размещени рассто нии 4 вли ние подт верстий пото ции потоков обеспечивает мировани  ис следствие, н

На чертеж устройства д ки жидкого ч

Устройств кого корпуса в днище кото три отверсти

ковш 4.

В услови  была отлита дл  трубного личестве 35 30 шт. по пр 25 высокопрочн плавки, пол ровани  в р футерованно ковша 1080 30 1035 мм. Ко крьш1кой 1 с чашей, футе имеющей три оси которых ности радиу

За прото оборудованн имеющей одн метром dp

В предла

35

емной чаше

45 .

ков на Процесс формировани  истекающих по формуле

струй, что снижает коэффициенты расходов отверстий, увеличивает продолжительность технологического цикла обработки, и требует повьшзени  исходной температуры чугуна, Кроме того, подобное взаимное вли ние подтекающих к отверсти м потоков не позвол ет обеспечить формирование компактных

струй расплава.

Размещение отверстий на рассто нии более 6d приводит к взаимному гашению циркул ционных потоков, инициируемых каждой из струй, что вызывает увеличекаждое диам

d выполнен

4

Сравним ров предла типа. Ну.р при d.

d, 55 зом,

D ММ

кр,

Г 1

существова чени  стру ных, как п

10

15 20

  т т ние химической неоднородности чугуна по объему ковша.

Размещение соседних отверстий на рассто нии 4-6d исключает взаимное вли ние подтекаюи 1Х к каждому из отверстий потоков на процесс организации потоков в каналах отверстий, что обеспечивает оптимальные услови  формировани  истекающих струй и, как следствие, необходимую компактность.

На чертеже показана конструкци  устройства дл  модифицирующей обработки жидкого чугуна.

Устройство состоит из металлического корпуса, крышки 1, футеровки 2, в днище которой выполнены, например, три отверсти  3 дл  заливки чугуна в

ковш 4.

В услови х чугунолитейного цеха была отлита парти  опытных изложниц дл  трубного слитка весом 4,6 т в количестве 35 шт. (5 шт. по прототипу и 30 шт. по предлагаемому варианту) из 25 высокопрочного чугуна ваграночной плавки, полученного путем модифицировани  в разливочном 6-тонном ковше, футерованном шамотом. Высота полости ковша 1080 мм, средний диаметр 30 1035 мм. Ковш 4 оборудован съемной крьш1кой 1 со стационарной приемной чашей, футерованной огнеупорами 2, имеющей три выпускных отверсти  3, оси которых размещены по дуге окружности радиусом г 0,4 D 414 мм.

За прототип вз т указанный ковш, оборудованный съемной крьшкой-чашей, имеющей одно выпускное отверстие диаметром dp 45 мм.

В предлагаемой конструкции в при35

емной чаше выполнены три отверсти 

d, 26 мм. Расчет

45 .

каждое диаметром d

d выполнен исход  из услови 

4

7d

и --Сравним величины критических напоров предлагаемой конструкции и прототипа . Ну.р 1,56 dj,, следовательно, при d.

d, 5 зом,

о Хро

45 мм 70 мм, а при

D ММ

Н

кр,

41 мм. Таким обра- 1,7, т.е. длительность

Г 1

существовани  факельного режима истечени  струй из отверстий, выполненных , как предлагаетс , по сравнению

516

с базойым вариантом уменьшаетс  п 1,7 раза.

Рассто ние между ос ми соседних отверстий тныбрано равным мм.

Метод модифицировани  обработки жидкого ваграночного чугуна в ковшах по прототипу и предлагаемому варианту заключаетс  в следующем. На дно ковша загружаетс  равным слоем мелкокусковой магниевый сплав - сфе- роидизатор в количестве 2,5 % от массы обрабатываемого чугуна по прототипу и предлагаемому варианту. Затем на ковш устанавливаетс  крышка с прием- ной чашей футерованной огнеупорами. После окончани  процесса модифицировани  и очистки шлака производитс  разливка металла в формы изложниц. Температура заливки чугуна 1290-1300 Среднее содержание в исходном чугуне Si 0,71; S 0,061. В процессе отливки из ковша отбирались пробы модифицированного чугуна по трем горизонтам: верхнему, среднему и нижнему.

Сравнительные данные по химическому составу чугуна, полученного с использованием известного и предлагаемого устройств приведены в табл. 1 и 2.

Из данных табл. 1 следует, что применение предлагаемого устройства дл  модифицирующей обработки жидкого чугуна по звол ет снизить химическую неоднородность металла по сравнению с прототипом. Содержание химических элементов в составе высокопрочного чугуна ковшевых проб находилось в следующих пределах, %: предлагаемьм вариант Si 1,94-2,32; Mg 0,059-0,07 S 0,008-0,011, прототип Si 1,41-2,72

5

0

д

5

Mg О,OU18-и,05; S 0,U12-U,U18. Следовательно , разброс по содержанию кремни , магни  и серы в предлагаемом варианте по сраннению с прототипом снизилс  в 3,5; 2,9 и 2 раза соответственно .

Промышленна  проверка сравниваемых объектов подтвердила, что наиболее эффективным по химической однородности металла и сроку службы ковшей  вл етс  пре;длагаемое устройство дл  модифицирующей обработки жидкого чугуна.

Сравнение качества отливок (изложниц ) , полученных при использовании сравниваемых устройств показало, что применение устройства предлагаемой конструкции обеспечивает увеличение стойкости отливок, что позволит снизить их удельный расход на 3 кг/т разливаемой в них стали и сэкономить 1850 т чугуна.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  модифицирующей об-- работки жидкого чугуна содержащее футерованный огнеупорным кирпичом ковш, крыгжу с установленноГ на ней приемной чашей с выпускным отперстием в дни- днище, отличающеес  тем, что, с целью повышени  срока службы ковша, снижени  химической неоднородности и повышеш   усвоени  модификатора , в ДНИ1ЦР. чаши выполнены отверсти , расположенные по дуге на рассто нии между ос ми соседних отверстий, равном 4-6 их диаметра, а чаша установлена на крышке так, что оси отверстий расположены на одинаковом рас- сто нии от оси ковша, равном 0,1-0,45 его диаметра.