176843. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kupolókemencében előállított öntöttvasolvadék beoltására és/vagy dezoxidálására és/vagy ötvözők bevitelére
5 176843 6 az 1. ábra a találmány szerinti berendezés hosszmetszete kúpolókemence és a hozzátartozó előtétkemence között elhelyezve, a 2a ábra az 1. ábrán bemutatott megoldás egy részlete nagyítva, a 2b ábra a 2a ábrán bemutatott részlet a terelőelemek módosított elhelyezésével és a 3. ábra az 1. ábrán bemutatott megoldás felülnézete az adagolóegység nélkül. Az 1. ábrán látható a találmány szerinti berendezés, amely az 1 adagolótartályban levő adalékanyagot juttatja a fémolvadékba. Az 1 adagolótartály a 2 adagolóegység része és a finomszemcsés adalékanyagokat, például az elektródgrafitot és a ferroötvözeteket tárolja. A 2 adagolóegység 2’ szállítócsigával van ellátva, amelynek alkatrészei igen pontosan vannak megmunkálva. A tengelye profilos acéltengely és a 2’ szállítócsigát körülvevő ház alsó részéhez 3 ejtőcső van csatlakoztatva. A 3 ejtőcső benyúlik a 4 csatornába, amely a 9 kemenceszifon és a 11 előtétkemence között van elhelyezve. Az 1 adagolótartályt és a 2 adagolóegységet a kemence 5 kezelőszintjén helyezzük el és a dobogó állványán rögzítjük. A 2’ szállítócsigát 6 motor hajtja. A 6 motor es a 2’ szállítócsiga közötti áttétel változtatható 11—97 fordulat/perc tartományban. A 4 csatorna ismert módon köti össze a 7 kúpolókemencéhez tartozó 9 kemenceszifon 8 felszálló ágát és a 11 előtétkemence 10 ejtőcsatornáját. A 4 csatornában 13 terelőelemek vannak elhelyezve. A 4 csatorna tengelye 5—-15 fokos szöget zár be a vízszintessel. A 12 terelőelemeket célszerűen az adalékanyagok beadagolásának helyén helyezzük el. Elhelyezhetők azonban a 12 terelőelemek a 4 csatorna végén, közvetlenül a 10 ejtőcsatorna előtt is. Finomszemcsés adalékanyagként főként poralakú anyagokat lehet alkalmazni, viszonylag kis durvaszemcse tartalommal. Olyan anyagok felhasználása célszerű, amelyek szemcséi 90%-ban 0 és 1 mm átmérő között vannak az elektródgrafitot illetően, és 0,05—0,6 mm értékűek szilíciumkarbid esetén. Ilyen anyagok felhasználása esetén a 3 ejtőcső szájnyílása legfeljebb 2,5 cm-re lehet elhelyezve a fémolvadék felületétől. Az optimális távolság általában 1,5—2,5 cm. A 3 ejtőcső keresztmetszete 4—40 kg/óra mennyiségű adalékanyag bevitelénél 25 cm2, az ejtési sebesség célszerűen 5—7,5 m/sec. Az adalékanyagok mennyiségének szabályzását az öntöttvas liquidus hőmérsékletének függvényében lehet szabályozni. Elvégezhető a szabályozás azonban a csíraképződés vagy (ha gyorsan hozzáférhető eredmények biztosíthatók) a kémiai összetétel függvényében is. Megvizsgáltuk, hogy a hagyományos technológia alkalmazása esetén a 9 kemenceszifonból kilépő öntöttvas karbontartalma 2,7 és 3,4 súly% között, szilíciumtartalma 1,8 és 2,1 súly% között változott egy tíz perces periódusban. A vasolvadékot 60% acélhulladékot tartalmazó kiindulási anyagból készítettük. Hasonló vizsgálatot végeztünk a találmány szerinti eljárás alkalmazásakor is. Azt találtuk, hogy 70 gr/perctől 700 gr/perc értékig terjedő mennyiségben történő finomszemcsés elektródgrafit beadagolásakor (ami 0,1— 0,6 súly%-nak felel meg, a fémolvadék egy tonnájára számítva) a karbon tartalom változása lényegesen csökkent. Az előtétkemencébe jutó olvadók karbontartalma 3,3—3,5 súly% volt, az előtétkemencéből kivezetett olvadékban a karbontartalom 3,35—3,55 súly% volt. Ha a találmány szerint elektródgrafitot vagy ferroszilícium bázisú ötvözeteket és szilíciumkarbidot adagolunk a vasolvadékba, amikor az a kúpolókemence és az előtétkemence közötti csatornában turbulensen áramolva halad, már viszonylag kis mennyiségű adalékanyag alkalmazása is (például 0,1—0,15 súly%) jelentős csökkenést eredményez az eutektikus dermedés során fellépő túlhűtésben. Ugyanakkor növeli az 1 cm3-re eső eutektikus cellák számát és nagymértékben csökkenti az öntés során fellépő fehér sugárzást. További hatása, hogy megnöveli az A grafitrészecskék számát és a vasolvadéknak az előtétkemencében történő gáztalanítását, valamint tisztítását segíti elő. Emellett a karbontartalom potenciáljának befolyásolásával, a csíraképződés elősegítésével és a dezoxidálással a találmány szerint történő adalékanyag bevitel jelentős mértékben csökkenti a vasöntvényekben létrejövő egyenetlenségeket, és emellett a kúpolókemencében végzett olvasztás rugalmasságát is biztosítja. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás kúpolókemencében előállított öntöttvasolvadék beoltására és/vagy dezoxidálására és/vagy ötvözök bevitelére, ahol az adalékanyagot, főként elektródgrafitot, a kúpolókemencéből történő kiáramlás után az olvadék felszínére juttatjuk, azzal jellemezve, hogy az adalékanyagot 0,1—0,6 súly% mennyiségben folyamatosan, finomszemcsés alakban szórjuk csatornában áramló olvadékba oly módon, hogy közben a csatornában turbulens áramlást hozunk létre. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy adalékként elektródgrafit és 10—25 súly%, 0,05—0,6 mm szemcsenagyságú szilíciumkarbid keverékét alkalmazzuk. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az adalékanyagokat közvetlenül a vasolvadéknak a kemenceszifonból történő kilépése után visszük be a fémolvadékba. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a fémolvadék turbulens áramlását az adalékanyagok bevitele után is fenntartjuk. 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az adalékanyagok bevitelét a fémolvadék salakmentesített felületére poralakban végezzük el. 6. Berendezés az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, azzal jellemezve, hogy adagolóegységet (2), az adagolóegység (2) kivezetőcsonkjához csatlakoztatott ejtőcsövet (3) és a kúpolókemence (7) kemenceszifonjához (9) kapcsolódó csatornában (4) elhelyezett terelőelemeket (12) tartalmaz. 7. A 6. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az adagolóegység (2) szállítócsigát (2’) és adagolótartályt (1) tartalmaz. 8. A 6. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
