Ковш литейный для внепечной обработки расплавов продувкой неактивными газами

Решение относится к металлургии, а именно к обработке металлургических расплавов неактивными газами и конструкции литейных ковшей. Предлагается использовать схему подвода газов в ковше, которая обеспечивает тангенциальное закручивание расплава, а также создание устойчивой структуры барботируемой ванны. Такая схема подвода газа при продувке расплава позволяет получать рафинированную, равномерно модифицированную структуру металла с повышенными механическими свойствами. 1 с.п. ф-лы, 2 илл.

Решение относится к металлургии, а именно к обработке металлургических расплавов неактивными газами и конструкции литейных ковшей. Традиционно продувку в условиях литейного производства осуществляют в ковшах через пористую футеровку, расположенную на дне, истечение газа в таком случае носит заведомо случайный характер, а режимы течения газо-жидкостной системы становятся неконтролируемыми.

В качестве прототипа принято устройство для продувки металла газами, изготовленное по способу, защищенному патентом РФ 2089620, С21С 7/072, F27D 7/02. В патенте изложено устройство для продувки металла в ковше нейтральным газом, содержащее металлическую трубку с огнеупорной обечайкой и пробкой на торце, отличающееся тем, что по высоте устройства выполнены 1-4 ряда из 3-6 боковых наклонных вниз сквозных отверстий, равномерно распределенных по периметру обечайки и закрытых со стороны выходных торцев затычками из легкоплавкого материала, при этом угол наклона осей отверстий к оси устройства составляет 10-80°, а суммарная площадь сечений проходных отверстий составляет 0,80-0,95 площади сечения канала трубы..

Однако применение такого продувочного устройства не обеспечивает возможность контролирования структуры газожидкостной системы.

Задачей изобретения является создание схемы подвода газа в ковше, которая бы обеспечивала более эффективную обработку металлических расплавов посредствам создания устойчивых контролируемых зон в барботируемой ванне.

Технический результат - получение рафинированной, равномерно модифицированной структуры металла с повышенными технологическими свойствами.

Этот технический результат достигается тем, что литейный ковш для внепечной обработки расплавов неактивными газами, содержит футерованные днище, стенки и устройство для продувки металла, встроенное под футеровку ковша, состоящее из металлической трубки и коллектора с выходными каналами, расположенными тангенциально к его стенке. Такая система подвода газа в металл, позволяющая создавать закручивание расплава, положительно сказывается на замешивании крупных твердых частиц реагентов, а также схема предусматривает наличие в системе двух зон - мелкодисперсную для замешивания твердых частиц мелкого гранулометрического состава и зону с крупными пузырями для удаления продуктов обработки.

В качестве элементов для продувки металла удобно использовать пористые швы огнеупорной футеровки ковшей. Соответствующая масса приготавливается из кварцевого песка или порошков шамота и магнезита на связке жидкого стекла или глины. Газопроницаемость ее после сушки составляет 100-200 ед. по стандартной методике контроля для формовочных смесей.

Предлагаемая система подвода газа приведена на чертеже (фиг.1, 2). Под футеровку ковша 1 закладывается стальная перфорированная диаметром 12-15 мм трубка 2, с одной стороны соединенная с коллектором 3, с другой - со штуцером, к которому по гибкому шлангу подводится газ (воздух) из цеховой сети с давлением до 6 атм. От коллектора отведены выходные каналы 4, обеспечивающие движение газа по касательной к металлической ванне.

Давление из сети редуцируется вентилем до величины, несколько большей, чем давление столба металла в ковше, с учетом визуально наблюдаемой интенсивности процесса продувки. Время продувки обычно составляет 1-3 мин., а расход воздуха 0,5-1,5 м³ на тонну металла.

Устройство успешно опробовалось в нескольких литейных цехах на чугуне различных марок. Расчеты и практика показали, что при расходе воздуха 1 м³ на тонну потери на окисление составляют 0,010-0,015% кремния и менее 0,010% углерода, марганца и железа от массы обрабатываемого расплава. Такая величина потерь сопоставима с обычной точностью проводимого штатного химического анализа, поэтому их можно не учитывать.

Ковш литейный для внепечной обработки расплавов продувкой неактивными газами, содержащий футерованные днище, стенки и устройство для продувки металла, состоящее из металлической трубки и коллектора с выходными каналами, отличающийся тем, что устройство для продувки металла встроено под футеровку ковша, а выходные каналы расположены тангенциально к его стенке.