Спосіб обробки чавуну реагентами

Спосіб обробки чавуну реагентами, що включає вакуумування розплаву й введення реагентів, який відрізняється тим, що після вакуумування над розплавом створюють тиск 0,2-0,3 МПа інертним газом, а реагенти вводять після досягнення заданого тиску і підтримують його до припинення реакції між реагентами і рідким чавуном. Корисна модель відноситься до галузі ливарного виробництва і металургії та може використовуватися для модифікування та рафінування чавуну реагентами, що мають температуру кипіння нижче температури плавлення чавуну. Є відомим спосіб обробки вакуумованого розплаву чавуну нагрітими до температури 800-1000 °С добавками [А.с. СРСР №908827 МПК3 С21С1/10 БН №8, 1982 p.]. Даний спосіб може використовуватися для підвищення реакційної здатності реагентів, зниження їхньої витрати і підвищення якості чавуну. Недоліком цього способу є відносно невисокий ступінь засвоєння розплавом чавуна реагентів, зокрема, магнію (< 60 %). В обраному прототипі зазначений недолік частково усувається використанням способу вакуумної' обробки чавуну реагентами [А.с. СРСР № 9869386 МПК3 С21С7/10, БИ № 1, 1983 p.], відповідно до якого рідкий чавун перед уведенням реагентів вакуумують. Ступінь засвоєння реагентів рідким металом знаходиться на рівні 80 % для реагентів, що мають температуру кипіння вище температури розплаву, і до 55 % для реагентів, що мають температуру кипіння нижче температури розплаву. До останніх відноситься магній, який найбільш часто використовується у чистому вигляді та у вигляді лігатур для рафінування та модифікування чавуну. До недоліків цього методу слід віднести збіг у часі вакуумування та введення реагентів, які мають температуру кипіння нижче температури розплаву (напр. магнію). Вакуумування сприяє зниженню парціального тиску парів реагенту та зниженню температури кипіння, що призводить до більш інтенсивного спливання парів реагенту з розплаву. Наслідком цього і є відносно невисокий ступінь корисного використання реагентів, що призводить до їхньої підвищеної витрати. Ціль корисної моделі - підвищення ступеню засвоєння реагентів при модифікуванні або рафінуванні рідкого чавуну. Поставлена мета досягається тим, що в способі обробки чавуну реагентами, який включає вакуумування розплаву та введення реагентів відповідно до корисної моделі після вакуумування над розплавом створюють тиск 0,2-0,3 МПа інертним газом, а реагенти вводять після досягнення заданого тиску та підтримують його до закінчення реакції між реагентами і рідким чавуном. Підвищення тиску інертного газу при введенні реагентів, які містять магній, у розплав чавуну істотно знижує тиск насичених парів магнію. Це призводить до уповільнення процесу випарювання магнію і підвищення його засвоєння розплавом. Крім того, інертний газ захищає рідкий метал від насичення киснем з навколишнього середовища, запобігаючи в такий спосіб окислювання реагентів. На кресленні приведено схему реалізації способу. У ковші з рідким чавуном 1, герметично закритим кришкою 3, здійснюється відкачка газів за допомогою вакуумної системи 7. Після досягнення над розплавом необхідного ступеня розрядження, що контролюється вакуум-манометром 5, вакуумна магістраль зачиняється, і починається подача по трубопроводу 6 інертного газу (напр. аргону). При досягненні тиску 0,2-0,3 МПа, що контролюється вакуум-манометром 5, через шлюз 4 у розплав Ю О на штанзі вводиться розрахункова КІЛЬКІСТЬ реагенту, що містить магній 2. Після повного розчинення реагенту тиск газу знімається, кришка відкривається, і метал транспортується на розливання. Результати визначення вмісту магнію у відібраних пробах чавуну при обробці розплаву реагентами відповідно до запропонованого способу представлено в таблиці. Підвищення тиску до 0,2 МПа незначно підвищує ступінь засвоєння магнію. Подальше підвищення тиску до 0,3 МПа призводить до збільшення 10577 засвоєння магнію з 50 до 85 %, що забезпечує корисне використання основної частини реагенту. Підвищення тиску вище 0,3 МПа на засвоєння магнію істотно не впливає. У промислових умовах засвоєння магнію, як правило, не перевищує 50 %, тому кількість модифікатору свідомо завищують у 2 рази. Запропонований спосіб при тиску інертного газу в межах 0,2-0,3 МПа, як видно з таблиці, забезпечує підвищення засвоєння магнію в середньому в 1,7 рази. Таблиця Ступінь засвоєння магнію при різному тиску інертного газу (Т = 1400 °С) Тиск, МПа -0,1 0,15 0,20 0,25 0,28 0,30 0,33 Кількість магнію, що вводиться, % 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 Концентрація магнію в чавуні, % 0,044 0,052 0,065 0,067 0,066 0,068 0,068 Ступінь засвоєння магнію, % 55 65 82 83 83 85 85 Фіг. Комп'ютерна верстка М. КлюкІн Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м Київ - 42, 01601