Установка для акустической обработки расплавов
Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для акустической обработки расплавов. Цель изобретения - повышение эффективности. Поставленная цель достигается тем, что в установке для акустической обработки расплавов, содержащей емкость для расплава с поддоном, акустическую систему с волноводом, излучающий участок которого размещен с зазором в отверстии, выполненном в поддоне, и системы охлаждения поддона и волновода, волновод по крайней мере в области его контакта с расплавом , выполнен из материала, не сплавляющегогя с обрабатываемым расплавом. Волновод выполнен полым и в нем размещен пакет капилляров, образующих тепловую трубу. В зазор между поддоном и волноводом введено уплотнение. Системы охлаждения поддона и волновода объединены в одну систему охлаждения. Установка обеспечивает повышение количества акустической энергии, излучаемой в расплав , снижение потерь акустической энергии в области контакта поддона с емкостью. При этом повышается эффективность процесса, улучшается структура обрабатываемого материала и сквозной выход годного материала. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. -г
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з С 22 F 3/02
ГосуяАРственный комитет
ПО И 3 О БР ЕТЕ Н И ЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3909458/63 (22) 11.06.85 (46) 15.12.91. Бюл, М 46 (75) Г.Д.Лубяницкий (53) 621.746,589(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 590941, кл, С 22 F 3/02, 1975.
Абрамов О,В. Кристаллизация металлов в ультразвуковом поле. М,: Металлургия, 1972, с.106-108. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВОВ (57) Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для акустической обработки расплавов. Цель изобретения — повышение эффективности. Поставленная цель достигается тем, что в установке для акустической обработки расплавов, содержащей емкость для расплава с поддоном, акустическую сиИзобретение относится к металлургической промышленности, а конкретно к процессам акустической обработки расплавов, и может быть использовано при проведении рафинирующих переплавов, при разливке сталей и сплавов для их обработки в промежуточных теплообменниках.и в кристаллизаторах, а также при обработке других расплавов, например, полимерных, Известна установка для акустической обработки расплавов, содержащая емкость (кристаллизатор) с поддоном и акустическую колебательную систему, волновод которой упирается в поддон, причем поддон
<о> .БЫ <и> 1 6983 1 1 A l стему с волноводом, излучающий участок которого размещен с зазором в отверстии, выполненном в поддоне, и системы охлаждения поддона и волновода, волновод по крайней мере в области его контакта с расплавом, выполнен из материала, не сплавляющегося с обрабатываемым расплавом.
Волновод выполнен полым и в нем размещен пакет капилляров, образующих тепловую -рубу. В за зо р между поддон ам и волноводом введено уплотнение, Системы охлаждения поддона и волновода обьединены в одну систему охлаждения. Установка обеспечивает повышение количества акустической энергии, излучаемой в расплав, снижение потерь акустической энергии в области контакта поддона с емкостью. При этом повышается эффективнссть процесса, улучшается структура обрабатываемого материала и сквозной выход годного материала, 3 з.п. ф-лы, 1 ил. выполнен плоским и присоединен к емкости по образующей.
Поскольку акустические колебания вводят в расплав через поддон в процессе эк-.ялуатации под воздействием ультразвуковых колебаний и вследствие больших усилий прижатия поддона к емкости (кристаллизатору), усугубляемых нагревом сопрягаемых поверхностей, последние могут схватываться, поскольку происходит относительное возвратно-поступательное перемещение испытывающих сжатие контактных поверхностей, При этом часть ультразвуковой энергии теряется и снижается амплитуда колебаний вследствие торможе1 09?>311
HMfI пОДД6143 маСБОВОЙ ем!кости, что cHLIMBBT эффективность Об>работки и качество Обра" баты Ва с ма го материала, Од :-!о времен но ухудшаются условия э! Сплуатации установки ВслВдствиB нсобходи! :l»-сти и риложения больших усилий Для разьединения емкости и поддона, Известна установка для акустической обработки расг{лавов, например Вакуумноi
l уговая печь, содержащая емкость для 03",— ,плава с отверстием в поддоне и
:, акусти -!Вску!о колебательну!О систему с волноводом, BcTBBfIBHíbffiI с зазоро{л В зтвер,стие в Г!{з{{!{о!!6 ем. <ости, а также системы
{охлаждения поддона емкости и волновода.
3та уст3!40BKB ЯвлЯетсЯ наибОл86 близким техн!лч!Вским pB?L Вн{:ем и Выб{за{ IB В каче т-! ве прототипа.
НЕДОСТВТКОМ Да{ IHCié УСТановi< Я ВЛЯBT;ся необходимость ..-.м"-:ны аолноводов после кэждQЙ плавки, поскольку и, зоисход! Г! сплавление контактирулзщих паве?зх!4осте{1, В связи с зт?! ?!л по В ьl !! 138т{, я {засх{зд ?л Этери а
p B N увеличивают{-я .i ряб(зза I I>3 Tbl
Цель иэобрете!!Ия -- QQBb!LBBниз эффективности, HGcT3BpBIIlI3B цель достигаегсF !е!и, -,та В устагlовке для BK>icT 436c! Оаспла Ва, сод(ер>кашейл емкость для распяв!Ва с поддоном и BKi;cT?1ческую колебател!.ную систему с ВО:" .зводом, злучаю{,;?{!л . участок которого размещен с зазором г; отВЕР . VIII ВЫПОЛИ! ННОМ В tiOJ!E !. {6 Л С(Л! Е,, МЫ ОХЛB>(Г!ВН!!Я "IQji jlQНс !! ВОЛ!!Овода, ВОЛ!4ОВОД !ТО КРВИНЕИ Eii!BPB В - !ОЛЗСТИ! ВГО К0Н1-ВКТ3 с расплавом вь,полне!и «;„ f.{3 !89:;ал"-., iiB с,-;.f,а Впя а{На" oся = обоааат(,lва!е lb;:1 расплавом. К!з(зме того, волновоа, Выг{олнен Г{олым I,4 в EIBvi р33мещен {-;акет;(аг!!ллляро?1, .>6p,.!" ЗУ 10 ШИ (Т С П Л 0 В Jj IQ 0 У Ь <,, В 3 3 Э О ?3 М Г >. - . {1 !У I 3!!.— ДО."!ОМ И ВОЛНОЗГ!1!!!О?-" ВВВ i6 10 /f?ËОТHBH! !<-".., а СИСТВМЫ ОХГ!3{жДВI-.?!{Я ПОД)!Glib! .i ВОЛНОВОД3 обьединения B Гзд: у систем. Г!х:3>кце IIIB. Н3 {ВРТ6>ке ilQKBBBf Уста!НОВка Д{!Я а!О сти 48cKÎI;i обоаботки р з» пла во У(тановка С B,"p"(?l! е!иго»-il (кр3исталЛиэа!Тор) f, if!ÏËG Г!4ЯЮщ{! Й НОХ< !.,Ii4KÎCTLI (Кр{Л ста{11изатора) 2, floppoi- 3, зазор 4 между поддоном ifI снабженнь{{ ; накладкОЙ 5 пзлым BQPH40BGäof I 6, полость 7 вол- GBGäà, пакет В капилляроа, жидкий тепл{оноситег!ь 9, уплотнен{ле 10, и!зедставляю?н!86 со(за! BKycTw6cKyю развязку, поокла!Дки ",1, Кор п c 12 охлах<дения поддона и Bof!HGB» Дэ, разбоызГиэатВли 13, cl НБные тр !бог!ров!з!" Ды 1 4, Kop»I I!!c 1 5 QKPIB>Kf48Hè»I аку<т!!"!Вскl!х Ap8oQp3зОВ3тВл6Й 1! 6! {{а!зо?зн!з!6 ру!{зоп(>Оводы 1 . т" :-!н " 0 М Gp 1Pi 3" 1л Л ч!! ски" "0лебаний, опоры 19, источник питан:;; (ультразвуковой генератор (УЗГ) акустической колебательной системы состоит из и реобраэователей 16, трансформа-ора 18 акустических колебаний и волновода 6 с на5 кладкой 5. Стрелками показано направление движения охлаждающей воды, Vopnyc охлаждения кристаллизатора на чертеже не показан. Установка работает следующим обраВ емкост! 1 (криста(,лизатор) заливается расплав,op! проведении рафинирую{щих переплавов, {43пример, в кристаллизаторе переплавляется расходуемый электрод). В 15 корпуса охлаждения 15 и 12 преобразователей 16 и поддона 3 с вол {-!Овод» м 6 подается :!{496:-;: í"-, .п-орные трубопроводы 17 Охлаждаю{цая В(;.да, и В!ысокочастотное напряжение От .с-!. -!ника питания УЗГ подэегся на аку20 сти,еские преобразоьатели 16. Акустичес ая:<олебательная систе ла через накладку :".;: Возбуждает акустические колебания в рас-! 1лаве. Вследствие того, .- то ме>?<ду BOIIHGBQдом 6, накладкой 5 и поддоном 3 нет 2 :. акустичес;<ого контакта, устраняется схва.. .-{вание поддона с 8?лкость!о (кристаллизатооо!,1:1 ({нижаются f!Отери акустической ::не,згии, Гри это;:-! большая часть акустичез:<ой эн,ргии передается в расплав, Одно3, BpB;46 IHG возрастает амплитуда колебаний волнаBQEIB и накладки, что способствует лу:шениlo акустического контакта между ;;-.:;<ла -, .Ой и слитке м, Все это повышает эф:..:Вк-ивнос.гь Ооработки расплавов. Испо -.b:40BBH?46 предлагаемой устаi:QEI". IiI по сравнен? 10 с известными ОбеL пе !?10;-ет г:Гл Гчениз следующих техникО!-Э!«!»!{40{ь!",ЧВСКИХ ПОКазатЕЛВЙ. Г!ри обр360i KB расплавов возникает. 4 Г!»1ЗМ!0><НОСТЬ СНИЖВНИЯ ЗН61ЗГОЕМКОСТИ ПРО L Всса акустической г:бра»1от,и расплава -..;., Вдствие поцав H!4%i потерь акустичеа<{з?1 3{!Врг: ?! в области конта <та поддона с кр{;сталлизатором и г!овы{:;-;HI B ее доли, из- 4:> Г учаемой В расплав. При этом могут GblTb сних(В!Чы необходимая для обработки мощность вкус-гическ лх г!реобразователей, источников их питания и число комплектующих усТВHGBl У УЗЛОВ и fСТ{З0ЙСТВ. 5!.1 Увеличению Дог!и акустической энергии, излучаемо!й в расплав, способствует также и Возрастание амплитуды колебаний поддо-! а. У{<азанные достоинства повышают эф({>ект?!13!4ость обработки расплава. Пр!л разлив:,<е металлов и сплавов с возбуждением акустических колебаний в промпжуточном теплообменнике, через <ото!рь!й пролива{от расглавы в кристалли, ВТО 1, УС!3НОВКВ ПОЗВОЛЯЕ! УВВЛИЧ?ЛТЬ СКО„-,-Ость разливки благодаря увеличению количества акустической энергии, передаваемой расплаву, и одновременному снижению степени сцепления корочки затвердевающего металла с излучающей поверхностью теплообменника. Кроме того, 5 появляется возможность разливки более холодного расплава и увеличение живого сечения теплообменника без повышения мощности акустических излучателей и источников их питания. Это повышает ка- 10 чество обрабатываемого материала, производительность процесса, снижает его энергоемкость и требования к стабильности температуры расплава, При проведении дуговой плавки улуч- 15 шаются условия кристаллизации материала, так как повышается плотность акустической энергии в кристаллизующемся расплаве, Кроме того, вследствие увеличения плотности акустической энергии 20 снижается степень ликвации и величина зерна, ухудшаются условия формирования столбчатой структуры, улучшаются условия образования равноосной структуры, Это повышает качество литого металла, а следова- 25 тельно, и эффективность процесса, Кроме того, возрастает высота слитка с однородной структурой, что повышает сквозной выход годного материала. Формула изобретения 1, Установка для акустической обработки расплавов, содержащая для расплава с поддоном и акустическую колебательную систему с волноводом, излучающий участок которого размещен с зазором в отверстии, выполненном в поддоне, и системы охлаждения поддона и волновода, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности, волновод по крайней мере в области его контакта с расплавом выполнен из материала, не сплавляющегося с обрабатываемым расплавом. 2, Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что волновод выполнен полым и в нем размещен пакет капилляров, образующих тепловую трубу, 3. Установка по п.1. о т л и ч а ю щ а яс я тем, что в зазор между поддоном и волноводом введено уплотнение. 4. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что системы охлаждения поддона и волновода объединены в одну систему охлаждения. 1698311 Составитель H.ÃYcåâà Редактор M.Håäoëóæeíêî Техред М.Моргентэл Корректор Н.Ревская Заказ 4369 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
