Устройство для охлаждения перегретого металла

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПЕРЕГРЕТОГО МЕТАЛЛА, содержащее металлопровод в тепловой трубе, о тличающевся тем, что, с целью расширения технологических возможностей , оно снабжено подставкой, конденсаторной батареей в виде пучка труб и нагревателями, при этом теплов&я труба выполнена в виде герме ичной камеры, в верхнюю полость котор .ой встроен.а конденсаторная батарея , а нижняя полость заполнена теплоносителем и в нее встроены металлопровод и нагреватели. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а кз иг е е С я тем, что металлопровод выполнен из материала с высокой теплопроводностью. 3.Устройство по пп. 1 и 2 о т личающееся тем, что подставка выполнена с возможсностью наклона вокруг горизонтальной оси. СП Ч i4 а:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 В 22 Э 11/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТИЙ (21) 3412544/22-02 (22) 30.03.82 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) Ф.М. Черномуров, Г.Г. Крушенко, С.В. Федоров и A.Ю. Шустров (71) Красноярский ордена Трудового

Красного Знамени институт цветных металлов им. М.И. Калинина (53) 621.746 ° 27(088.8)) (56) l. Авторское свидетельство СССР

9,590074, кл. В 22 D 11/10, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 737107, кл. В 22 D ll/10, 1980. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПЕРЕГРЕТОГО МЕТАЛЛА, содержащее металлопровод в тепловой трубе, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це„„SU„„006 А лью расширения технологических воэможностей, оно снабжено подставкой, конденсаторной батареей в виде пучка труб и нагревателями, при этом тепловая труба выполнена в виде гермеичной камеры, в верхнюю полость которой встроена конденсаторная батарея, а нижняя полость заполнена теплоносителем и в нее встроены металлопровод и нагреватели.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что металлопровод выполнен из материала с высокой теплонроводностью.

3. Устройство по пп. 1 и 2 о тл и ч а ю щ е е с я тем, что подставка выполнена с возможсностью наклона Р9 вокруг горизонтальной оси.

1046006

Кроме того, металлопровод выполнен- из материала с высокой теплопроводностью, Подставка выполнена с возможностью наклона вокруг горизонтальной оси.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство содержит герМетичную камеру 1 теплозой трубы, в верхней полости которой расположены зона конденсации 2, состоящая из пучка труб, охлаждаемых проточным теплоносителем, два коллектора 3, а в нижней полости испарителя расположен металлопровод 4, который омывается промежуточным теплоносителем 5.

Зона конденсации расположена непосредственно над промежуточным теплоносителем, что сокращает длину зо-. ны транспортировки пара и конденсатора промежуточного теплоносителя.

Корпус камеры 1 покрыт теплоизоли рующим слоем 6 для уменьшения тепловых потерь в окружающее пространство. Патрубок .входного коллектора 3 снабжен вентилем 7 для регулирования расхода проточного теплоносителя.

Подставка устройства 8 имеет шарнирное соединение для придания металлопроводу требуемого угла наклона.

Регистрация давления в полости устройства осуществляется манометром 9.

Для разогрева промежуточного тепло носителя применяется встроенный силитовый нагреватель, устанавливаемый в сквозные отверстия 10.

I y

Работает устройство для охлаждения перегретого металла следующим обра-. зом.

Входным концом металлопровода устройство соединяется с емкостью, из которой следует охладить перегретый металл, а другой конец соединяется с емкостью для сбора металла (кристаллизатор, форма„ раздаточная печь, тигель и др.). При необходимости осуществляется уплотнение в местах ввода металлопровода. Для разогрева промежуточного теплоносителя применяется способ нагрева встроенными нагревателями (силитами). При достижении необходимой температуры тепловая труба начинает действовать, что выражается в испарении промежуточного теплоносителя и конденсации его на. пучке труб в зоне конденсации. При этом достигаются изотермические условия работы в полости устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство представляет собой одну из модификаций тепловых труб, а именно: двухфазный термосифон, в котором отсутствует пористая структура, а роль насоса для возврата жидкости иэ эо- ны конденсации в зону испарения выполняет сила тяжести.

Изобретение относится к металлур= гии, конкретно к производству отливок из черных и цветных металлов и сплавов.

Для получения высоких значений металлических свойств литых металлов, а также требуемых для этого структур необходимо производить заливку расплавленного металла в форму при строго определенных температурах.

В последнее время находит все более 10 широкое распространение технология .приготовления сплавов, включающая перегрев расплава на 200-400 С выше температуры ликвидуса с последующим ,быстрым охлаждением его до обычных f.5 температур литья. Наибольшую трудность в такой технологии составляет охлаждение перегретого расплава с высокой скоростью и точностью до заданных температур, особенно больших масс металла и промышленных условиях.

Известно устройство для охлаждения металла, в котором охлаждение перегретого металла осуществляется путем перелива его по охлаждаемой проточной водой плите (1).

Недостатком таких устройств для охлаждения металла является образование закристаллизованного слоя металла (гарнисажа) на поверхности плиты, что приводит к снижению интенсивности охлаждения металла, к ухудшению механических свойств и к химической неоднородности структуры отливки

Кроме того, большую сложность представляет обеспечение возможности охлаждения металла до строго опредеI ленных температур при вариациях температуры и массы охлаждаемаго металла.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее огнеупорную трубку для перемещения жидкого металла, слой огнеупорного материала, при этом огнеупорная трубка неподвижно установлена в централь 45 ном канале полой тепловой трубы (2).

Однако это устройство применяется с целью. передачи металла на боль шие расстояния с минимальным перепадом температуры и оно не пригодно для охлаждения перегретого металла.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для охлаждения перег- 55 ретого металла, содержащее металлопровод в тепловой трубе, снабжено подставкой, конденсаторной батареей в виде. пучка труб и нагревателями, при этом тепловая труба выпОлнена в Я) виде герметичной камеры, в верхнюю полость которой встроена конденсаторная батарея, а нижняя полость заполнена теплоносителем и в нее встроены металлопровод и нагреватели. 45.1046006

Составитель В. Балашов

Редактор Л. Авраменко Техред,А Вабинец Коррек тор Л. Вокшан

Заказ 7615/10 . Тираж 8.13 Подписное

ВНИИПИ Госуддрственного комитета СССР . по делам.изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5-«\ М ° «««w

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. ПроекТная, 4

Требуемая температура охлаждения расплава равна температуре кипения промежуточного теплОносителя, которая устанавливается подбором промежуточного теплоносителя, а также при помощи изменения давления в корпусе установки посредством регули« рования расхода проточного теплоносителя при помощи вентиля 7. Для того, чтобы перегретый металл смог охладиться за время перелива до трв" !О буемой температуры, изменяют угол наклона металлопровода при помощи шарнира подъемного механизма.

Применяют следующие промежуточные теплоносители: в интервале темпера- f5 тур 1400-1900" С - барий, 1150-.

1600 C - литий, 600-1100 C - цезий или калий.

При переливе перегретого металла через устройство для охлаждения металла происходит теплоотдача от металла промежуточному теплоноситвлю, который испаряется в зоне контакта с расплавом и конденсируется в зоне конденсации. В тот момент, когда температура металла достигнет температуры кипения теплоносителя теплоотвод прекращается, и металл продолжает транспортироваться при постоянной температуре. С этой целью длина металлопровода выбирается заведомо больше той, которая требуется для установления заданной температуры.