Устройство для непрерывного литья металлов и сплавов со сверхвысокими скоростями охлаждения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЬВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ СО СВЕРХВЫСОКИМИ СКОРОСТЯМИ ОХЛАЖДЕНИЯ по авт. св. № 1025488, отличающееся тем, что, с целью увеличения ширины лент из тугоплавких металлов и сплавов , герметизированная камера снабжена газонепроницаемой перегородкой, расположенной меиду источником нагрева ,и кристаллизатором, в которой закреплен дозатор, при этом отверстие дозатора выполнено челевидной формы ив нем установлена заглушка из легкоплавкого материала.

СОЮЗ ООВЕТСНИХ

Ю Л Н

РЕСПУБЛИК аа 08

3Q9 В 22 Р 11/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Fe ДЕЛАМ ИЗОБРЕТИ 1ИЙ И Of HÐÛÒÆ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCNOMY СВФЩЕТЕЛЬСТВМ

О чна

ЯЬюусл сею» (61) 1025488 (21) 3542656/22-02 (22) 01.02.83 (46) 30.06.84. Бвл. Ф -24 (72) Э.К. Осипов, В.К. Ковнеристый, И.П. Канавец и Е.А. Трофимова (71) Институт металлургии им.А.А.Вай. кова (53) 621.746.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 1025488, кл. В 22 0 11/14, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ СО СВЕРХВЫСОКИМИ СКОРОСТЯИИ ОХЛАЖДЕНИЯ по авт. св.

В 1025488, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения ширины лент из тугоплавких металлов н сплавов, герметизированная камера снабжена газонепроницаемой перегородкой, расположенной между источником нагрева и кристаллизатором, в которой закреплен дозатор, при этом отверстие дозатора выполнено целевидной формы и в нем установлена заглушка из легкоплавкого материала.

55

Ф 11000

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывному литью металлов.

По основному авт.св. М 1025488 известно устройство для непрерывного литья металлов и сплавов сосверхвысокими скоростями охлаждения, содержащее герметизированную камеру, в которой установлен высокочастотный индуктор для плавки металлов и 10 сплавов во взвешенном состоянии, а непосредственно под ним — вращающийся кристаллизатор с приводом.

Между индуктором и кристаллизатором с помощью держателя зафиксирован до- 15 затор расплава, представляющий собою цилиндрическую воронку с конической полостью и круглым спивным отверстием, обращенным к поверхности вращения кристаллизатора. Для обеспечения 20 высокой стойкости позатора по отношению к высокотемпературным и химически активным расплавам он изготовлен из высокотеплопроводного материала (например, меди). При этом отно- 25 шение общего объема дозатора к объему его полой части составляет (4-6): 1. Благодаря такому конструктивному выполнению устройство позволяет получать непосредственно из 30 жидкого состояния длинномерные ленты тугоплавких металлов и сплавов. титана, циркония, гафния, ванадия, сплавов с температурой плавления свыше 2000 С 1).

Однако при этом известное устрой. ство обеспечивает получение только относительно узких лент (шириной до 3-5 мм) из указанных металлов и сплавов, что ограничивает возмож- 4п ность их применения в различных приборах и аппаратах новой техники, Для получения широкой ленты необходимо, чтобы расплав поступал на поверхность вращающегося кристаллиза- 45 тора в виде широкой плоской струи.

Для этого сливному отверстию дозатора нужно придать внд щели и пропускать через него расплав со скоростью, достаточной для предотвращения нарушения плоской геометрии выходящей струи под.влиянием сил поверхностного натяжения.

Цель изобретения — увеличение ширины лент из тугоплавких металлов и сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для непрерывного литья металлов и сплавов со сверхвысокими скоростями охлаждения герметизированная камера снабжена газонепроницаемой перегородкой, расположенной между источником нагрева и кристаллизатором, в которой закреплен дозатор, при этом отверстие дозатора выполнено щелевидной формы и в нем установлена заглушка из легкоплавкого материала.

Такое конструктивное решение обеспечивает увеличение ширины лент из тугоплавких металлов и сплавов за счет возможности создания над

"зеркалом" залитого в дозатор расплава избыточного давления инертного газа, которое продавливает жидкий металл через щелевидное отверстие со скоростью, необходимой для формирования плоской струи с шириной, соответствующей длине щели.

На фиг. 1 показана схема выполнения устройства; на фиг. 2 — дозатор, вид со стороны индуктора.

Устройство содержит герметизированную камеру 1, соединенную с системами откачки и нануска инертного газа (аргона, гелия). В верхней части камеры 1 установлен высокочастотный индуктор 2 для плавки металлов и сплавов во взвешенном состоянии (например, типа лодочка или с параллельным обратным витком) ° На дне камеры 1 непосредственно под нндуктором 2 установлен вращающийся вокруг горизонтальной оси массивный цилиндр-кристаллизатор 3 с приводом ,(на чертеже не показан). Камера 1 имеет газонепроницаемую горизонтальную перегородку 4, расположенную между индуктором 2 и кристаллизатором 3. В перегородке 4 герметично по наружному контуру своего поперечного сечения закреплен дозатор 5.

Дозатор 5 представляет собой цилиндрическую воронку с клинообразной полостью и сливным отверстием в виде узкой прямоугольной щели, орйентированной параллельно образующей поверхности вращения кристаллизатора 3. (Дозатор изготовлен из высокотеплопроводного материала (например, меди), при этом отношение общего объема дозатора к объему его полой части составляет (4-. 6):1. Ось симметрии дозатора 5 ориентирована вертикально, проходит через центр индуктора 2 и пересекает ocb вращения кристаллизатора 3.

1100

Устройство работает следующим образом.

Сливное отверстие дозатора 5 за-. крывают герметично заглушкой Ь из легкоплавкого материала. Например, заливают с последующим отвердением парафином, сплавом Вуда, оловом, индием, запаивают низкоплавкнм припоем и т.п. В индуктор 2 помещают нормированную по объему полости дозатора 5 1О навеску тугоплавкого металла или сплава. Камеру 1 вакуумируют, а за тем в верхней части камеры, в которой расположен индуктор 2, создают избыточное по сравнению с нижней частью, в которой расположен кристаллизатор 3, давление инертного газа. Навеску металла расплавляют в иидукторе 2 во взвешенном состоянии.

Но достижении требуемой степени пе- щ регрева над температурой ликвидус электромагнитное поле индуктора 2 отключают и расплав 7 под действием силы тяжести сливается в полость доэатора 5. Высокотемпературный рас- Zg плав практически мгновенно проплавляет заглушку 6 и под действием избыточного давления инертного газа в верхней части камеры 1 выдавливается через освобожденное от заглушки щелевидное отверстие на поверхность кристаллизатора 3 в виде плоской струи (плоскость струи перпендикулярна плоскости фиг. 1). Ширину и толщину струи задают установлением соответствующих размеров щелевидного сливного отверстия дозатора 5. Скорость истечения струи регулируют величиной перепада давления между верхней и нижней частями камеры 1., На поверхности вращающегося кристаллизатора 3 pacnaas распределяется тонким слоем, охлаждается в силу интенсивного отвода тепла в массу кристаллизатора и под действием цент5 робежной силы сходит с цилиндричес-.

041 4 кой поверхности в виде затвердевшей плоской ленты, которая наматывается на барабан приемно-намоточного механизма 8 (в более простом варианте лента сбрасывается на дно камеры или в приемник, представляющий собой трубу, закрученную в форме спирали

Архимеда). Ширина ленты соответствует ширине струи (длине щели дозатора), а толщина определяется задаваемым при литье соотношением между окружной скоростью вращения кристаллизатора и скоростью истечения струи расплав а.

Испытания опытного образца предлагаемого устройства показывают, что по сравнению с устройством-прототипом. оно обеспечивает получение из тугоплавких металлов и сплавов в 5-7 раз более широких лент при одновременном уменьшении их разнотолщинности и разноширинности по длине. Кроме того, вдвое уменьшается остаток застывающего в дозаторе металла, что ведет к увеличению производительности процесса литья и выхода готовой продукции.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства определяется экономическим эффектом, полученным в результате применения в каком-либо конкретном приборе быстрозакаленной ленты требуемой ширины, получение которой возможно только с помощью предлагаемого устройства.

Например, при изготовлении обкладок конденсаторов из аморфной ленты сплавов на основе циркония (ширина ленты при этом должна быть не менее 10 мм) значительно улучшаются служебные характеристики конденсаторов, увеличивается ресурс.их работы, упрощается технология изготовления, что при массовом производстве дает экономический эффект 80—

100 тыс. руб. на 1 млн. шт. конденсаторов.

4528/10

Тираж 775 Подписное

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