Производство отливок из чугуна
  2.2.5 Барботажное перемешивание чугуна

Барботажное перемешивание чугуна осуществляют, вдувая газ в расплав непосредственно в объеме ковша. Для вдувания газа используют погружные фурмы, пористые блоки и сопла, установленные в днище и реже в боковой стенке ковша (рис.2.4). При этом характер движения циркуляционных потоков, главным образом, зависит от метода инжектирования газа, а интенсивность перемешивания – от его расхода. Процесс циркуляции металла в ковше можно представить следующей схемой: газо-металлический поток поднимается вертикально вверх вплоть до поверхности металла, затем в области подпора свободной струи большая часть всплывающих газовых пузырьков переходит в атмосферу, а вертикальный поток металла с оставшимися пузырьками отклоняется в горизонтальном направлении, а далее у стенок ковша свободный радиальный поверхностный поток вновь изменяет направление и вливается в вертикальный нисходящий поток.

Способы продувки металла в ковше

Рисунок 2.4 – Способы продувки металла в ковше: а– через погружаемую фурму; б – через пористый блок; в – через пористые швы в днище; г – через шиберный затвор; д – через боковую стенку ковша; е – способ SAB.

При продувке ванны с увеличением расхода газа энергия, идущая на перемешивание, стремится к определенному пределу. Однако, в реальных условиях продувки металла величина расхода газа ограничена выбросами металла из ковша и увеличением его окисленности и загрязненности (вследствие открывания поверхности или вовлечения в перемешивание окисленного шлака).

В целом барботажное перемешивание для процессов внепечной обработки является наиболее простым в реализации. В ходе продувки металла инертными и нейтральными газами обеспечивается усреднение металла в ковше, удаление неметаллических включений в шлак, и повышается усвоение вводимых реагентов. В отдельных случаях продувку нейтральным газом используют с целью охлаждения металла перед заливкой.

В настоящее время наиболее широкое распространение в промышленности получили методы продувки металла в ковше через погружаемую фурму (рис.2.4, а) и через пористый блок (рис.2.4, б). В первом случае помимо продувки металла газом предусматривается вдувание порошкообразных реагентов, что обеспечивает регулирование качества отливок. Основными недостатками его являются высокие затраты на огнеупоры для фурм, загрязнение металла шлаковыми и оксидными включениями, потери металла при выбросах, ограниченная интенсивность ввода газа и низкая интенсивность перемешивания металла в донных слоях. С созданием надежных пористых блоков для донной продувки, которые могут эксплуатироваться в течение 1000 минут и более, обработка через такие устройства становится все более предпочтительной и конкурентоспособной, поскольку в этом случае удается рассредоточить пузырьки газа по объему и исключить бурление металла на поверхности. Помимо чисто технологических преимуществ, продувка газом через пористые блоки не требует сооружения сложных стационарных установок.

Обобщая приведенные данные, следует отметить, что метод продувки металла получил наибольшее распространение для большегрузных ковшей, в том числе чугуновозных. Поэтому продувка металла в литейном производстве для ковшей вместимостью 0,5-3,0 т имеет самостоятельную функционально-технологическую проблематику, так как в этих ковшах происходит быстрое падение температуры при обработке (5-10 градусов в минуту и более). Дополнительной технической проблемой является отсутствие надежных, простых и легкоуправляемых систем для вдувания порошкообразных материалов. Кроме того, в этом случае удельные затраты на расходуемые материалы оказываются необоснованно высокими. По этим причинам для продувки металла газом рекомендуется использовать ковши вместимостью не менее 5-10 тонн, а в цехах с меньшими ковшами часто используется продувка непосредственно в печи.

В последнее время продувка металла газами все шире используется в совокупности с другими технологическими приемами (рис.2.4, е) для создания комплексных универсальных технологий и агрегатов. В этом случае преимущества, которые характерны для продувки металла инертными и нейтральными газами исполь-зуются более полно.

  2.2.5 Барботажное перемешивание чугуна
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ