CS243037B1 - Zařízení pro modifikaci litiny pod tlakem plynů - Google Patents

Abstract

Vynález řeší zařízení pro modifikaci litiny pod tlakem plynů, které sestává z odklopného horního dílu, nesoucího zařízení pro vnášení modifikátoru do litiny v návaznosti na základní technologickou část pro uložení pánve (11) s tekutou litinou, z připojeného čisticího zařízení (17) a ventilačního potrubí (16), z ústrojí pro vyvození přetlaku v zařízení a z připojené těsnicí vzduěnice (5), která je v dělicí rovině mezi spodním dílem (2) a horním dílem (3) ve spodní polovině celkové výšky pláště zařízení. Pro dosažení dokonalého přilnutí vzdušnice a tím i požadovaných tlakových podmínek v autoklávu je přetlak v těsnicí vzdušnici (5) v dělicí rovině mezi spodním dílem (2), opatřeným na vnitřní části spodní tepelně izolační vrstvou (13), a horním dílem (3), opatřením na vnitřní části horní tepelně izolační vrstvou (12), v rozmezí 1,2 až 1,5násobku provozního tlaku ve vnitřním pracovním prostoru zařízení.

Description

(54) Zařízení pro modifikaci litiny pod tlakem plynů

Vynález řeší zařízení pro modifikaci litiny pod tlakem plynů, které sestává z odklopného horního dílu, nesoucího zařízení pro vnášení modifikátoru do litiny v návaznosti na základní technologickou část pro uložení pánve (11) s tekutou litinou, z připojeného čisticího zařízení (17) a ventilačního potrubí (16), z ústrojí pro vyvození přetlaku v zařízení a z připojené těsnicí vzduěnice (5), která je v dělicí rovině mezi spodním dílem (2) a horním dílem (3) ve spodní polovině celkové výšky pláště zařízení. Pro dosažení dokonalého přilnutí vzdušnice a tím i požadovaných tlakových podmínek v autoklávu je přetlak v těsnicí vzdušnici (5) v dělicí rovině mezi spodním dílem (2), opatřeným na vnitřní části spodní tepelně izolační vrstvou (13), a horním dílem (3), opatřením na vnitřní části horní tepelně izolační vrstvou (12), v rozmezí 1,2 až 1,5násobku provozního tlaku ve vnitřním pracovním prostoru zařízení.

Vynález se týká zařízení pro modifikaci litiny pod tlakem plynů, které sestává z odklopného horního dílu, nesoucího zařízeni pro vnááení modifikátoru do litiny v návaznosti ne základní technologickou Sást pro uložení pánve s tekutou litinou, s připojeným čisticím zařízením a ventilačním potrubím, s ústrojím pro vyvození přetlaku v zařízeni a připojenou těsnicí vzdušnicí, která je v dělicí rovině mezi spodním dílem a horním dílem ve spodní polovině celková výšky pláště zařízení.

Modifikace litiny na litinu tvárnou, případně na litinu s vermikulárnim grafitem se v průmyslové praxi provádí čistým hořčíkem nebo hořčíkem s malým množstvím přísad, například a elektronem nebo předslitinami s obsahem hořčíku.

Princip modifikace spočívá v tom, že péry hořčíku procházejí tekutým kovem, chemicky reagují s kyslíkem a sírou a snižují jejich obsah na stopové množství, část hořčíku zůstává v kovu v elementární formě řádově v setinách hmotnosti procent.

Zatímco modifikace předslitinami do 30 % Mg na bázi FeSiMg nebo NiMg se provádí většinou za atmosférického tlaku, pro modifikaci čistým hořčíkem nebo slitinami s obsahám hořčíku nad 30 % je třeba zvláštních opatření, která ztlumí bouřlivou reakci hoříčku v tekutém kovu, nebol hořčllp vře při teplotě 1 102 °C nebo 1 107 °G.

Péry hořčíku nabývají při teplotě tekutého kovu na objemu a prudce probublávají kovem a vyvolávají známý var kovu, který je tak prudký, že způsobuje výhoz kovu z pánve a má za následek nízké' využití hořčíku.

K zamezení těchto negativních jevů při použití slitin s vysokým obsahem hořčíku se používají různá opatření. Jedno ze známých opatření spočívá v tom, že se využívá fyzikálního zákona, že teplota «aru se zvyšuje se zvyšujícím se přetlakem.

Předepisuje se proto použít přetlaku plynů, například vzduchu, nad hladinou tekutého kovu v takové výši, která je úměrná teplotě tekutého kovu a tedy i hořčíku a tlumí odpařování hořčíku.

Princip regulace odpařování spočívá v tom, že se nad hladinu tekutého kovu napustí plyn, jehož tlak je úměrný teplotě tekutého kovu. Po vpravení hořčíku do tekutého kovu dojde buá k roztavení hořčíku a jeho vyplouvání nad hladinu v podobě taveniny, pokud je přetlak příliš vysoký, anebo k pomalému postupnému odpařováni a probublávání par tekutým kovem, pokud je přetlak správně nastaven.

V prvním případě nedojde k modifikaci kovu, protože tavenina hořčíku přijde do styku jen s malým objemem kovu, nesplní svoji funkci a vyplave na povrch kovu v elementární formě a při styku se vzduchem shoří.

V druhém případě při proniknutí prvních objemů hořčíkových par nad hladinu kovu dojde nejprve k jejich hoření, pokud je přítomen kyslík, další objemy se podílejí na zvyšování tlaku plynů a par a potlačování varu. Páry hořčíku mají velký objem a přijdou do styku s velkým objemem kovu, způsobují jeho víření a dobře plní svoji funkci při modifikaci.

Využití hořčíku na vázání kyslíku a síry je 3 časem proměnné. Část hořčíku po úniku nad hladinu sublimuje a kondenzuje při styku s chladnějšími stěnami tlakové nádoby, část reaguje se struskou a s jinými materiály v tlakové nádobě, které jsou nositeli kyslíku nebo síry.

Lze tedy regulaci prakticky odvodit od intenzity varu a jeho trvání.

'Praktické aplikace této technologie modifikace vedla ke konstrukci tlakových pánví a tlakových komor, kde se nyní vesměs vhání vzduch k potlačení a regulaci odpařování hořčíku.

I

Tlakové pánve jaou obvykle válcového tvaru 3 hrdlem hermeticky uzavíratelným, přes které se nalévá a vylévá tekutý kov.- Na víku jsou umístěny, armatury pro vstup a výstup plynů a par a pojišťovací ventil. Hrdlo i víko se teplem deformují. To má za následek nedokonalou těsnost a z toho vyplývající nemožnost udržet tlak v pánvi.

K odstraněni nedostatků tlakových pánví byly zkonstruovány tlakové komory nejrůznějších velikostí a tvarů, do kterých jsou vkládány pánve s tekutým kovem za účelem jeho modifikace.

Výhodou tlakových komor je to, že nejsou v přímém styku 3 tekutým kovem a jejich dobré utěsnění je technicky snáze řešitělně.

Tlakové komory jsou různé konstrukce. Tlakové komory jsou například v podobě ležaté válcové nebo hranaté nádoby. Pánev se závažím na kolejovém vozíku. Otvor se uzavírá víkem, otočným kolem svislého čepu nebo zasouváním přední stěny. Pro zasouvání koSe s modifikátorem je nástavba na tělese komory.

Jiné tlakové komory jsou např. válcové nádoby se svislou podélnou osou. Dělení je zhruba v polovině délky nádoby. Množství očkované litiny je 0,5 - 10 t. Přetlak se vytváří stlačeným vzduchem.

Spojení obou dílů se provádí bajonetovým uzávěrem. Běžně se užívá pro utěsnění těsnicí profilové pryže nebo vzdušnice spojené přímo s prostorem autoklávu.

Hlavní nevýhoda tohoto řešení spočívá v tom, že vzájemně působící stejné tlaky nemohou zabezpečit dosažení žádoucí těsnosti,

Neúčelné je také obvyklé použití společného tlakového zdroje pro vyvození přetlaku v pracovním prostoru zařízení a v těsnicí vzdušnici, protože nezaručuje spolehlivé těsnění vzdušnice.

Vytvořený tlak v pracovním prostoru zařízení totiž není vlivem výviniu par modifikací vzhledem k tlaku ve vzdušnici konstantní a proto dochází k úniku par a plynů a nemožnosti regulace intenzity odpařování modifikátoru.

Nechráněný plášť a tím spíše ochrana pláště zařízení ochlazováním způsobují nadměrnou kondenzaci a sublimaci par, což nepříznivě ovlivňuje kvalitu a průběh modifikace. Proto se přetlaková vzdušnice upravuje mezi uvnitř tepelně izolovanými díly.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že přetlak v těsnicí vzdušnici, která je upravena v dělicí rovině mezi spodním dílem, opatřeným na vnitřní části spodní tepelně izolační vrstvou, a horním dílem, opatřeným na vnitřní části, horní tepelně izolační vrstvou, je v rozmezí 1,2 až 1,5nésobku provozní ho tlaku ve vnitřním pracovním prostoru zařízení.

Hlavní výhody řešení podle vynálezu spočívají v tom, že utěsněním prostřednictvím vzduš nice, v níž je přetlak proti tlaku v autoklávu, se dosahuje dokonalého přilnutí vzdušnice k těsnicím částem zařízení a zabraňuje se úniku plynu a par z autoklávu.

Tak se dosahuje takových tlakových podmínek na hladinu kovu.v autoklávu, které' umožňují dosažení a řízení plynulé regulace odpařování hořčíku, oož. ovlivňuje obsah zbytkového hořčíku v kovu a je podmínkou kvality kovu. Mimoto ta skutečnost, že vnitřní části obou dílů zařízení jaou opatřeny tepelně izolačními vrstvami, zajišťuje, že ňegojde jednak k nežá-·doucímu přehřátí a jednak k nežádoucímu ochlazování, aby nevznikala kondenzace a sublimace par hořčíku, které jsou tak využity plně k vyvození přetlaku nad hladinou kovu a zabránění prudkého odpařování hořčíku. Vyvození optimálních tlakových podmínek umožňuje regulaci odpa243037 řování e působí na dosažení žádoucí kvality litiny.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na, obr. je schematicky znázorněno zařízení podle vynálezu v částečném řezu.

Na podstavci ], je uloženo zařízení válcového tvaru pro modifikaci tvárné litiny, které tvoří spodní díl £ a horní díl 2> v jehož horní části je upevněno manipulační zařízení í·

Toto manipulační zařízení 2P^ro modifikaci litiny je tvořeno dvojčinným pneumatickým válcem, jehož prodloužená pístnice nese vyměnitelný nosný koš 10 modifikátoru, který v dolní úvrati manipulačního zařízení 2 dosahuje až do spodní části pánve 11 s tekutým kovem.

Horní díl 2 zařízení je odnímatelný prostřednictvím otevíracího zařízení £. Horní díl 2 a spodní díl 2 jsou v uzavřené poloze vzájemně spojeny bajonetovým uzávěrem £. V dělicí revině spodního dílu 2 β horního dílu 2 je uložena těsnicí vzdušnice £, propojená přívodním petrubím 8 vzdušnice se samostatným zdrojem 2 tlakového prostředí, řlášl spodního dílu 2, je uvnitř opatřen spodní tepelně izolační vrstvou 13 a pláět horního dílu 2 Je uvnitř opatřen horní tepelně izolační vrstvou 12. Na dně spodního dílu 2 je uložena vyměnitelná keramická výplň 14. Vnitřní prostor zařízení je propojen tlakovým přívodním potrubím J2 ^a® zdrojem nezakresleného tlakového prostředí, vytvářejícího v uzavřeném zařízení žádoucí přetlak pro modifikaci litiny uložené v pánvi 11. Pro regulaci'tlaku v zařízení slouží ventilační potrubí 16. propojené přes čisticí zařízení 17 s regulačním a pojistným zařízením χ8.

Vyměnitelná známá keramická výplň 14 umožňuje v určitém rozmezí použít pánví různých velikostí a obsahu.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení pro modifikaci litiny pod tlakem plynů, sestávající z odklopného horního dílu, nesoucího zařízení pro vnášení modifikátoru do tekuté litiny ve vložené pánvi, z připojeného čisticího zařízení a ventilačního potrubí, z ústrojí pro vyvození přetlaku v zařízení a z připojené těsnicí vzdušnice, která je v dělicí rovině mezi spodním dílem,a horním dílem ve spodní polovině celkové výšky pláště zařízení, vyznačené tím, že přetlak v těsnicí vzdušnici (5) v dělicí rovině mezi spodním dílem (2), opatřeným na vnitřní části spodní tepelně izolační vrstvou (13), a horním dílem (3), opatřeným na vnitřní části horní tepelně izolační vrstvou (12), je v rozmezí 1,2 až 1,5násobku provozního tlaku ve vnitřním pracovním prostoru zařízení.