Устройство для рафинирования жидких металлов и сплавов
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
