Устройство для нагрева жидкого металла

Устройство для нагрева жидкого металла

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии. Цель изобретения - очистка жидкого металла от неметаллических включений. Размещение в вертикальных каналах 2 вставок 7, каждая из которых представляет собой стержень с набором неэлектропроводных дисков с диаметром 0,4 - 0,7 и расстоянием между ними 0,8 - 1,2 диаметра цилиндрического канала, обеспечивает периодическое изменение плотности тока в каналах, приводя к образованию шаровидных конгломератов, которые извлекаются из расплава вместе с вставками 7. 2 ил.

Изобретение относится к металлургии. Цель изобретения - очистка жидкого металла от неметаллических включений. На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства; на фиг. 2 - участок вертикального цилиндрического канала. Устройство состоит из желоба 1, к которому подстыкована индукционная единица, выполненная в виде двух вертикальных цилиндрических каналов 2 круглого поперечного сечения и соединяющего их горизонтального канала 3. Каналы охватывают индуктор 4 с магнитопроводом 5. В желобе 1 между цилиндрическими каналами установлена перегородка 6, выполненная из электропроводного материала (графита карбида кремния). В обоих вертикальных каналах размещены вставки 7, каждая из которых представляет собой стержень с набором насаженных на него неэлектропроводных дисков. Диаметр дисков d составляет 0,4-0,7 диаметра цилиндрического канала D, а расстояние между соседними дисками равно 0,8-1,2. Устройство работает следующим образом. Из печи либо миксера жидкий металл по желобу 1 поступает в каналы индукционной единицы. При подключении индуктора 4 к сети переменного напряжения в каналах единицы индуцируется электрический ток I, который замыкается по жидкому металлу, находящемуся в желобе, включая электропроводную перегородку 6. Благодаря вставкам 7, расположенными в вертикальных цилиндрических каналах 2, плотность тока в этих каналах периодически изменяется. Наличие градиента плотности тока приводит к появлению непотенциальных электромагнитных сил, создающих тороидальные вихри. В образующихся вихрях под действием центробежных сил частицы окислов с адгезированным на их поверхности газом (в алюминиевых сплавах им может быть водород) коагулируют, образуя шаровидные конгломераты. Конгломераты концентрируются в центре вихрей и извлекаются из расплава вместе с вставками 7. Очищенный таким образом металл из каналов индукционной единицы через желоб поступает к литейной машине. Изменение размеров дисков и расстояния между ними вызывает изменение интенсивности вихревого движения. Экспериментально установлено, что если диаметр дисков взять меньше 0,4 диаметра D цилиндрического канала, то это приводит к значительному снижению скорости движения металла, а следовательно, к снижению эффективности процесса сепарации неметаллических включений. Увеличение диаметра дисков выше 0,7 D нежелательно из-за возникновения пинч-эффекта в канале и увеличения его гидравлического сопро- тивления. Для создания периодических электровихревых течений необходимо соблюсти также требование в соизмеримости шага между соседними дисками извлекаемых вставок и диаметра канала. Как показали эксперименты на физических моделях, наиболее интенсивное движение расплава в каналах возникает, если диски располагать с шагом (0,8-1,2) D. Вне этих значений скорость вихревого движения значительно снижается. Таким образом, наличие извлекаемых вставок с заявленными соотношениями размеров дисков обеспечивает достижение поставленной цели. Использование данного изобретения позволяет производить нагрев жидкого металла перед литьем и одновременно очищать его от неметаллических твердых и газообразных включений. Таким образом, по сравнению с прототипом предложенное устройство позволяет улучшить качество выплавляемых сплавов. Экономический эффект от использования изобретения обусловлен увеличением выхода годного за счет сокращения брака при производстве слитков из различных металлов и сплавов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ЖИДКОГО МЕТАЛЛА, содержащее желоб, установленную под ним индукционную единицу с вертикальными цилиндрическими каналами, соединенными в верхней части с желобом, а в нижней - с горизонтальными каналами, электропроводную перегородку, установленную в желобе между вертикальными каналами, отличающееся тем, что, с целью очистки жидкого металла от неметаллических включений, оно снабжено сменными вставками, установленными в вертикальных каналах и выполненными в виде вертикальных стержней, на которых размещены горизонтальные диски из неэлектропроводного материала с диаметром 0,4 - 0,7 и расстоянием между ними 0,8 - 1,2 диаметра вертикального канала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2