Устройство для рафинирования жидких металлов и сплавов

Устройство для рафинирования жидких металлов и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ перед разливкой в кристаллизатор,,включающее электроды, электромагнит и металлопр от с це свой полн ра, нии где а овод с излучателями ультразвука, личающееся тем, что, лью повЕлцения механических ств металла, металлопровод выен в виде овалообразного цилиндограниченного в поперечном сечекривой согласно уравнению ( f ( И - любое рациональное число больше четырех, и - положительные числа, находяпиеся в соотношении 1:

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 С 22 В 9,/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪФ (21 ) 3221463/22-02 (22) 22.12.80 (46) 15.01.84. Бюл. М 2 (72) В.В.Воробьев и Н.A.Coðoêèí (71) tOro-Восточное производственнотехническое предприятие "ЮВЭнергочермет" (53) 669,054.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетелвство СССР

9 555155, кл. С 22 В 9/02, 1975. (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ перед разливкой в кристаллизатор,,включающее электроды, электромагнит и метал„,.SU„„1067070 A лопровод с излучателями ультразвука, отличающееся тем, что, с целью повьиаения механических свойств металла, металлопровод выполнен в виде овалообразного цилиндра, ограниченного:в поперечном сечении кривой согласно -уравнению где И вЂ” любое рациональное число больше четырех, о и 8 — положительные числа, находящиеся в соотношении

1:(0 1-0,4) °

1067070

Изобретение относится к металлургии цветных и черных металлов и предназначается для использования в процессах рафинирования и фильтрации металлов и сплавов с применением электрического и магнитного полей.

Известно устройство для рафинирования жидких металлов и сплавов перед разливкой в кристаллизатор, включающее емкость, электроды, злектромагнит и металлопровод с излучателями 10 ультразвука f1) .

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокое качество отливаемого металла, характеризуемое крупнокристаллической структурой получаемой отливки.

Цель изобретения — повышение механических свойств металла.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для рафинирования жидких металлов и сплавов перед разливкой в кристаллизатор, включающем электроды, электромагнит и металлопровод с излучателями ультразвука, металлопровод выполнен в виде овалообразного цилиндра, ограниченного в поперечном сечении кривой согласно уравнению

50 где 0 — любое рациональное число больше четырех, O и б — положительные числа, находящиеся в соотчо- 35 шении 1:(0,1-0,4).

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг. 1.

Устройство содержит электроды 1, 40 электромагнит 2, металлопровод 3 .и излучатели 4 ультразвука. Металлопровод 3 выполнен в виде овалообразного цилиндра, который, ограничен в поперечном сечении кривой Ламе согласно уравнению (/О) + (V /6)

1 (сечение А-A на фиг. 1).

Подвергаемый рафинированию жидкий металл направляют в вертикально установленную- оболочку, .которая

Формирует .поток металла, и охлаждают до образования в металле .областей зарождения кристаллов.

Металл в процессе рафинирования проходит нисходящим потоком последовательно зону j и зону 7.. В зоне 1, 55 образованной полем постоянного электрического тока, создаваемого посредством электродов 1, и магнитным полем, создаваемым электромагнитом 2, происходит электромагнитное "утяже- 60 ление" рафинируемого металла. В зоне

II, образованной акустическим полем ультразвуковой частоты, которое соз-. дают посредством излучателей 4, происходи охлаждение рафинируемого металла, образование центров кристаллизации и их интенсивный рост.

После рафинирования поток металла направляют в кристаллизатор.

Благодаря такому выполнению устройства в рафинируемом металле происходит образование значительно большего числа центров кристаллизации, что в дальнейшем обеспечивает, получение металлокристаллической структуры отливки и повышенных механических характеристик металла.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет повысить качество отливаемого металла за счет того, что при движении обрабатываемого металла с одновременным охлаждением в трубе, имеющей форму овалосбразного цилиндра с поверхностью, описываемой кривой Ламе, широкие стороы которой колеблют с ультразвуковой частотой, возникает эффект равномерного рассеивания энергии ультразвуковых колебаний.

Этот эффект заключается в следующем.

При движении жидкого металла в трубе скорость перемещения его микрочастиц в центре трубы выше скорости микрочастиц возле стенок. В то же время действие ультразвука сильнее в центре трубы. Вследствие этого продолжительность пребывания микрочастиц металла в ультразвуковом поле. усредняется. Благодаря этому удается добиться равномерного распределения центров кристаллизации по всем сочетаниям движущегося металла и получить слиток с высокой степенью однородности свойств, обусловливающей повышенные характеристикй отлитого металла (такие как ударная вязкость, пластичность, длительная ,прочность)..

В таблице представлены сравнительные данные по механическим свойствам слитков алюминиевого сплава Д1, полученных с использованием известного и предлагаемого устройств.

Как следует из данных таблицы, предлагаемое устройство обеспечивает по сравнению,с известным повышение предела прочности на 1,3-2,8 кг/мм и относительного удлинения на 1,12, 1Ъ.

Экономический эффект, который может быть получен народным хозяйством, в частности металлургическими заводами при рафинировании сплавов на основе алюминия, в редлагаемом устройстве составляет около 10 руб. на -1 т сплава.

1067070

Образец, Р

Слиток 1 7,5

5 0

25,2

23,9

3,7

23,8

5,0

22,0

24,5

6,2

3,0

20,3

3,7

5 0

23,3

21,5

5,0

24,.2

3,0

20,9

2,2

5,0

23,8

18,4

6,2

4,5

25,6

23,5

5,7

3,6

24,3

21,5

Среднее

Слиток 2

6,3

7,5

25,5

25,7

5,5

5,5

24,8

24,7

23,2, 7,0

5 5

24,7

24,3

7,0

3i0

20,1

23,5

5 0

6,2

22,7

25,0

5,5

6,3

24,4

5,0

24,2

7,5

5,6

Среднее

6,7

23,3

Я-А

ВНИИПИ Заказ 11158/31 Тираж 608 - Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предел прочности, g кг/мм

Литье с применением устройства

Известного Предлагаемого

25,3

24,6

Относительное удлинение, Ъ

Литье:с применением устройства

Известного Предлагаемого