Установка зонной плавки алюминиевых сплавов

 

Использование: в металлургии и электронике, в частности в получении особо чистых материалов и сплавов на их основе. Сущность: установка зонной плавки электропроводных материалов включает в себя реакционную камеру, контейнер, индуктор для получения зоны расплава и защитный экран, расположенный между контейнером и индуктором. Технический результат: снижается разброс в содержании кремния в 3 раза и гольмия в 2 раза. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии и электронике, в частности к получению особо чистых материалов и сплавов на их основе.

Известно устройство для очистки металлов методом зонной плавки, в котором нагреватель окружен овальным экраном, сосредотачивающим тепловое излучение нагревателя и теплоразогретого исходного металла в зоне плавки (см. Заявку Польши N 267799).

Недостатком такого устройства является отсутствие перемешивания расплава, что удлиняет процесс очистки металла.

Известно устройство для зонной плавки материалов, в котором расплавление материала и перемешивание его в зоне расплава осуществляется индуктором (см. Авт. св. СССР N 389677).

Это устройство принято за прототип.

Недостатком прототипа является возможность осаждения на индукторе паров элементов из зоны расплава. Это приводит к загрязнению очищаемого материала, т. к. скопившись на индукторе, примеси могут упасть в зону расплава. Кроме того, возможно замыкание витков индуктора, что приводит к аварии, а результате которой полностью пропадает перерабатываемый материал и разрушается установка зонной плавки.

Целью изобретения является увеличение степени чистоты и однородности обрабатываемого материала, повышение надежности и безопасности установки зонной плавки в процессе ее эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что между индуктором и контейнером устанавливается защитный экран.

На чертеже показана схема установки зонной плавки.

Установка состоит из реакционной камеры 1, в которой находится контейнер 2 с обрабатываемым материалом 3. Вокруг контейнера расположен индуктор 4 для нагрева материала 3. Между индуктором 4 и контейнером 2 располагается защитный экран 4.

Установка работает следующим образом: в контейнер 2 загружают перерабатываемый материал 3, закрывают его защитным экраном 5 и подают напряжение на индуктор 4. Индуктор 4 перемещается вдоль контейнера 2, а зона расплава вдоль слитка перерабатываемого материала 3. Пары примесей с высоким давлением паров, выделяющиеся из зоны расплава, осаждаются на защитном экране 5 и не попадают на индуктор 4. Таким образом, устраняется возможность замыкания витков индуктора и исключается возможность аварии. Кроме того, за счет более прочного сцепления примесей с поверхностью защитного экрана 5, чем с поверхностью индуктора 4, исключается повторное загрязнение перерабатываемого материала испарившимися примесями с высоким давлением паров.

На установке проводили получение сплава алюминий-кремний-гольмий марки АК 0,5-2,0 Го 0,1-1,0 на основе алюминия особой чистоты (ТУ 48 0131-14/0-88).

Было проведено 5 опытов на установке-прототипе и на заявляемой установке. Все полученные слитки сплава АК 1,0 Го 0,5 соответствовали ту 48-0131-14/0-88.

Для проверки распределения легирующих добавок по длине слитка из 2-х слитков, полученных на установке прототипе, и из 2-х слитков, полученных на предлагаемой установке, были взяты по 5 проб стружки и проанализированы на содержание легирующих добавок. Результаты анализа, приведенные в таблице, подтверждают эффективность предлагаемой установки. Использование защитного экрана позволило в 3 раза снизить разброс в содержании кремния и 2 раза - гольмия.

Формула изобретения

Установка зонной плавки алюминиевых сплавов, содержащая реакционную камеру, контейнер и индуктор для расплава, отличающаяся тем, что она снабжена защитным экраном, установленным между индуктором и контейнером.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2