Устройство для рафинирования расплавленных металлов

Устройство для рафинирования расплавленных металлов

Реферат

 

1. Устройство для рафинирования расплавленных металлов от легких примесей, содержащее плавильную ванну, раму и размещенные на ней фильтр, состоящий из двух соосных конусообразных тарелей, прижатых друг к другу большими основаниями с образованием полости фильтра и фильтрующей щели, с заборными окнами, выполненными в нижней тарели, привод вращения и погружения фильтра в расплав, механизмы взаимного перемещения тарелей при загрузке твердого осадка, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, одна из тарелей, например нижняя, снабжена кольцеобразной крышкой, размещенной по большему основания конуса тарели с образованием кольцевой отстойной полости, конусообразной перегородкой, разделяющей кольцевую отстойную полость и образующей в ней у большего своего основания сифон, а меньшим основанием герметично соединенной с конусообразной тарелью, и в зоне соединения перегородки с тарелью в последней выполнены выходные отверстия каналов сифона для отвода металла.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренний диаметр кольцеобразной крышки равен диаметру окружности, по которой выполнены выходные отверстия каналов сифона. Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к технологии рафинирования металлов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для рафинирования расплавленных металлов, содержащее плавильную ванну, раму и размещенные на ней фильтр, состоящий из двух соосных конусообразных тарелей, прижатых друг к другу большими основаниями с образованием полости фильтра и фильтрующей щели, с заборными окнами, выполненными в нижней тарели, привод вращения и погружения фильтра в расплав, механизмы взаимного перемещения тарелей при разгрузке твердого осадка [1] Недостатком известного устройства является недостаточно высокая эффективность работы устройства при фильтрации расплавленных металлов с мелкодисперсными кристаллами легких примесей. Это объясняется тем, что фильтрующая щель может задерживать частицы только с размерами, большими, чем зазор фильтрующей щели. Для выращивания (укрупнения) более крупных кристаллов из насыщенных примесями растворов необходимо медленное охлаждение расплава, что в целом снижает его производительность, а следовательно, и эффективность устройства. При рафинировании расплавов металлов с ненасыщенным содержанием примесей термическая обработка медленным охлаждением не обеспечивает укрупнения кристаллов и фильтрация известным устройством сопровождается проскакиванием мелких примесей сквозь щель. Целью настоящего изобретения является повышение эффективности устройства для фильтрации металла от мелкодисперсных твердых примесей. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для рафинирования расплавленных металлов от легких примесей, содержащем плавильную ванну, раму и размещенные на ней фильтр, состоящий из двух соосных конусообразных тарелей, прижатых друг к другу большими основаниями с образованием полости фильтра и фильтрующей щели, с заборными окнами, выполненными в нижней тарели, привод вращения и погружения фильтра в расплав, механизмы взаимного перемещения тарелей при разгрузке твердого осадка, одна из тарелей, например нижняя, снабжена кольцеобразной крышкой, размещенной по большему основанию конуса тарели с образованием кольцевой отстойной полости, конусообразной перегородкой, разделяющей кольцевую отстойную полость и образующей в ней у большего своего основания сифон, а меньшим основанием герметично соединенной с конусообразной тарелью, и в зоне соединения перегородки с тарелью в последней выполнены выходные отверстия каналов сифона для отвода металла, а также тем, что внутренний диаметр кольцеобразной крышки равен диаметру окружности, по которой выполнены выходные отверстия каналов сифона. На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 разрез узла I. Устройство содержит обогреваемый котел-ванну 1 для расплавления металла, в который погружен фильтр 2 (узел I), закрепленный на комбинированном валу 3, соединенный с приводом вращения 4. На корпусе 5 установлен механизм погружения 6 фильтра в расплав, механизм открывания фильтра 7 и механизм загрузки твердого осадка 8. Фильтр 2 (узел I) состоит из верхней 9 (фиг.2) и нижней 10 конусообразных тарелей, обращенных и плотно прижатых друг к другу большими основаниями с образованием фильтрующей щели 11 с зазором по периферии 0,1-1 мм. Верхняя тарель 9 жестко соединена с полым валом 12. Нижняя тарель 10 жестко насажена на вал 13, смонтированный соосно с полым валом 12. Верхняя и нижняя тарели образуют между собой полость фильтра 14. Нижняя тарель у вершины конуса снабжена окнами 15, а по большому основанию плотно закрыта кольцеобразной крышкой 16 с образованием кольцевой отстойной полости 17, разделенной конусной перегородкой 18. Перегородка 18 своим большим основанием расположена с зазором между тарелью 10 и крышкой 16 с образованием кольцевого сифона. Меньшим основанием перегородка 18 плотно, герметично соединена с нижней тарелью 10. В зоне соединения в тарели 10 выполнены отверстия 19. Устройство работает следующим образом. В котле (ванне) 1 расплавляют металл, с помощью механизма 6 погружают фильтр 2, закрепленный на комбинированном валу 3, и приводят во вращение с помощью привода 4. При вращении фильтра рафинируемый металл вовлекается в фильтр через окно 15 (показано стрелкой). Под действием центробежных сил жидкая фаза (олово), имеющая больший удельный вес, прижимается к периферии отстойной полости 17, а более легкие твердые кристаллы интерметаллических примесей накапливаются в отстойной полости 17 ближе к центру. После расслаивания кристаллов примесей жидкая фаза выдавливается по каналу сифона, образованному стенкой тарели 10 и конусной перегородкой 18 и через отверстие 19 выбрасывается (показано стрелкой) в котел (ванну). По мере накопления в кольцевой отстойной полости 17 твердые кристаллы в виде суспензии выдавливаются (показано стрелкой) через кольцеобразную крышку 16 в зазор между тарелью 9 и крышкой 16 для фильтрации. Жидкость из суспензии продавливается под действием центробежных сил через фильтрующую щель 11 (показано стрелкой) в котел (ванну). Твердые кристаллы накапливаются в виде осадка в зазоре между крышкой 16е и тарелью 9. Периодически по мере накопления осадка в фильтре с помощью механизма 6 фильтр приподнимается над уровнем расплава и производится очистка "досуха" осадка от остатков жидкой фазы. Затем с помощью механизма 6 фильтр приподнимается до уровня механизма 8 разгрузки осадка, тарели 9 и 10 фильтра с помощью механизма 7 открываются и осадок под действием центробежных сил выбрасывается в зону разгрузки механизмом 8. После этого тарели 9 и 10 фильтра с помощью механизма 7 закрываются, сжимаются и погружаются механизмом 6 в котел 1 с рафинируемым расплавом для повторения цикла. Операции извлечения твердых примесей из жидкого расплава повторяются, пока анализы покажут удовлетворительное качество рафинируемого металла. Устройство позволяет повысить в 2 раза степень очистки металла от примесей в сравнении с существующим, без дополнительных приемов укрупнения кристаллов примесей медленной термической обработкой.

Формула изобретения

1. Устройство для рафинирования расплавленных металлов от легких примесей, содержащее плавильную ванну, раму и размещенные на ней фильтр, состоящий из двух соосных конусообразных тарелей, прижатых друг к другу большими основаниями с образованием полости фильтра и фильтрующей щели, с заборными окнами, выполненными в нижней тарели, привод вращения и погружения фильтра в расплав, механизмы взаимного перемещения тарелей при загрузке твердого осадка, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, одна из тарелей, например нижняя, снабжена кольцеобразной крышкой, размещенной по большему основанию конуса тарели с образованием кольцевой отстойной полости, конусообразной перегородкой, разделяющей кольцевую отстойную полость и образующей в ней у большего своего основания сифон, а меньшим основанием герметично соединенной с конусообразной тарелью, и в зоне соединения перегородки с тарелью в последней выполнены выходные отверстия каналов сифона для отвода металла. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренний диаметр кольцеобразной крышки равен диаметру окружности, по которой выполнены выходные отверстия каналов сифона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000