Установка для модифицирования чугуна

Установка для модифицирования чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социалистических

Республик (и) 937519 (61) Дополнительное к авт. свир-ву— (22)3><846tlo 13.08.80 (21) 2969055>

С 21 С 1/00

Ркударстввииый квмитвт

CCCP ио делам иэвбрвтеиий и открытий

Опубликовано 23.06,82. Бюллетень (чв 23

Дата опубликования описания23.06.82. (53) УДК 669 187.2 (088.8) С. Б. Эссельбах, Е. Б. Теплицкнй, В. В. Ведь н А. ф Долматов (72) Авторы изобретения г

Коммунарскин горно-металлургический институт

Ъ (7l ) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА

Изобретение относится к области металлур. гии, в частности к получению модифицированного 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 металлом, установленные на транзисторе, и электромагнит переменного тока. С целью обеспечения последовательного направленного снизу вверх затвердевания отливок, полюса электромагйита выполнены в виде неравнобедренной трапеции с увеличением высоты по направлению движения транспортера (11.

Однако такое устройство нельзя использо1 вать для модифицирования в поле электромагнитных 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 механнэмом горизонтального н вертикального перемещения формы н 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 потерь тепла. при модифицированни.

Известна индукционная печь, содержащая

I индуктор, тигель и муфельиз. электропроводного материала, который выполнен из двух перфорированных втулок, концентрично сопряженных между собой с обеспечением плотного электрического контакта, а также возможностью поворота их друг относительно друга (3).

Такое устройство позволяет осуществить нагрев металла в рабочей ванне, но в нем

937519

45 устанавливают заданную сулу тока в цепях электродов и обмоток и подают в чугун модификатора. Вследствие различной величины электромагнитного ускорения, действующего на чугун и часпщы модификатора, кажущийся удельный вес модификатора становится больше, чем у чугуна, и модификатор погружа55 ется на дно ванны. После растворения модификатора отключают питание обмоток и злекI тродов, снимают ванну с установки и заливают модифицированный чугун в формы. не предусмотрен ввод в чугун постоянного тока через электропроводный муфель, !

1аиболее близким по технической сущно3 сти и достигаемому результату к предлагаемо. му является установка для модифицирования чугуна, содержащая магнитопровод, обмотки, футерованную огнеупорным материалом ванну с немагнит ым кожухом и электродами для подвода к чугуну постоянного тока (4).

Однако в известном устройстве предусмотрен нагрев металла и создание постоянного во времени поля электромагнитных сил, но нет 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 однородного поля электромагнитного ускорения и Погружения модификаторов в расплав, обеспечения нагрева металла в ванне и использования электродов в качестве нагревателей, а также непрерывного модифпцирования чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что в установке дЛя моднфицировання чугуна в поле электромагнитных сил, содержащей магнитопровод, обмотки, футерованную огнеупорным материалом ванну с немагнитным кожухом и электродами для подвода к чугуну постоянного 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 электросопротивление <1600 êOì см, а контактная пластина толщиной 10 мм сделана из нержавеющей .стали с удельным электросопротивлением при температуре модифицирования 250ц, 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 при электромагни гном облегчении выбрасывается из ванны вследствие неоднородности электрического поня в расплаве.

l0

l5

4

На фиг, 1 схематично изображена установка в плане; на фиг. 2 — установка со скользящим затвором.

Установка состоит из магнитопровода 1, обмоток 2, ванны с немагнитным кожухом 3, огнеупорной футеровкой 4, электродами 5 и контактными пластинами 6. Установка включает (не показано) источники питания, пускорегулирующую и измерительную электроаппаратуру. Магнитопровод 1 выполнен сплошным из малоуглеродистой стали при отсутствии индукционного металла при наличии индукционного обогрева. Обмотки 2 изготовлены из медной шины. В зазоре между полюсными наконечниками магнитопровода 1 помещена ванна для чугуна, кожух 3 которой изготовлен из немагнитной стали. В огнеупорную футеровку 4 ванны установлены электроды 5 с прилегающими к ним контактными пластинами 6. Электроды 5 выполнены из графита, могут быть угольными. Электросопротивление материала электродов 5 выбирается большим, чем у контактных пластин, 6, которые сделаны из нержавеющей стали, могут быть вольфрамовыми. Лля обеспечения возможности нагрева металла контактные пластины 6 и электроды 5 нагреваются в переменном магнитном поле и работают как нагреватели. Для непрерывного модифицирования ванну снабжают в нижней части скользящим затвором. Ванну, включающую кожух 3, футеровку 4, электроды 5 и контактные пластины 6 i,äåëàþò съемной, а- при использовании индукционного нагрева — несъемной, причем установку снабжают механизмом наклона.

Установка работает следующим образом.

Для периодического модифицирования без нагрева металла ванну заполняют заданным количеством чугуна и помещают между полюсными наконечниками магнитопровода. Подают питание постоянного тока на обмотки н электроды, причем контактные пластины подключают с соблюдением полярности. Если модификатор имеет меньшую электропроводимость, чем чугун, то в чугуне создаютэлектромагнитное облегчение. Если электропроводность модификатора больше, чем у чугуна, то создают электромагнитное утяжеление. Затем

5 9

При моднфицировании с применениеминдукдукционного нагрева установка сначала работает как индукционная печь в режиме плавления или микссера. Питание цепи электродов и обмоток отключено. После доводки чугуна до заданной температуры отключают питание индуктора, подают питание на электроды и обмотки и проводят модифицирование. После растворения модификаторов отключают подачу постоянного тока на электроды и обмотки, снова включают индуктор и доводят температуру чугуна до заданной. Затем выключают индуктор, и, наклоняя установку, выпускают модифицированный чугун в раэливочные ковши.

Зля непрерывного модифицировання ванна снабжена в нижней части скользящим затвором, который в исходном положении закрыт. Под выпускным отверстием расположен приемник для металла. Ванну заполняют заданным количеством чугуна, подают питание на обмотки и электроды и вводят в чутун количество модификатора, необходимое для обработки залитого в ванну металла. Через 10 — 30 с в течение которых нижние слои металла усваивают модификатор, погрузившийся вглубь ванны, приступают к заливке в ванну немодифицированного чугуна и одновременно подаче модификаторов в соответствии с нормами расхода. Параллельно с этим открывают скользящий затвор для выпуска,из ванны чугуна, уже усвоившего 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 уменьшают силу тока, подаваемого на электроды, чтобы величина электромагнитного ускорения в чугуне оставалась без изменения. ОпорожненНую ванну снимают с установки для замены затвора.

В процессе непрерывного модифицирования электромагнитное ускорение не действует на чугун, находящийся внутри выпускного канала, и неусвоенные частицы модификатора как более легкие не увлекаются вытекающим чугуном, а остаются в глубине металла.

37519 6

Полезность применения предлагаемой уста. новки заключается в том, что вследствие погружения модификаторов в чугун и пребывания их в глубине металла на цротяжении всего времени модифицирования, усвоение активных составляющих (магния, каль ция, РЗМ) увеличивается в 2 — 3 раза, вредные пылевьщеления и пироэффект уменьшаются в 31 раза, производительность труда 0 на 10 — 15% выше, чем при подаче модификаторов в упаковке в ковш под струю иа выпуске.

Формула изобретения

1. Установ1са для модифицирования чугуна в поле электромагнитных сил, содержащая магнитопровод, обмотки, футерованную огнеупорным материалом ванну с немагнитным кожухом 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 чугуне однородного поля электромагнитного ускорения и погружения модификаторов в расплав, установка снабжена контактными пластинами, расположенными между огнеупорным материалом и электродами, суженными к низу вдоль контактной пластины.

2. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью обеспечения нагрева металла в ванне и использования электродов в качестве нагревателей, кожух выполнен в виде охлаждаемого индуктора.

3. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью непрерывного моди3S фицирования чугуна, ванна снабжена в нижней части скользящим затвором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 266167, кл- В 22 D 27/02, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР Р371020, кл. В 22 О 27/02, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР Р 555566, кл. Н 05 В 5/10, 1977.

4Я

4. Повх И. Д. и др. Магнитная гндродинамика в металлургии. М., "Металлургия", 1974, с. 135, рис. 60.