Устройство для вакуумной обработки жидкого металла

 

ЖИТИ" бевблма т,влив ока

О П И С А Н И Е (и) 539962

КЗОЫРИтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.07.74 (21) 2039129/02 с присоединением заявки Хо (23) Приоритет

Опубликовано 25.12.76. Бюллетень Ме 47

Дата опубликования описания 08.02.77 (51) М. Кл. С 21С 7/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК, 669.054.2-982 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. И. Гончаренко, Л. П. Пужайло, В. П. Полищук, С. В, Ладохин и 3. Е. Шишкарев

Институт проблем литья АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ ОБРАБОТКИ

ЖИДКОГО МЕТАЛЛА

Изобретение относится к области металлургии и литейного производства, в частности к оборудованию для вакуумного рафинирования жидких металлов и сплавов.

Известно устройство для вакуумирования жидкого металла, состоящее из вакуумной ,камеры с двумя металлопроводами, соединенными с нижней частью .вакуумной камеры и обхваченными электромагнитными насосами.

Целью изобретения является интенсификация процесса вакуумирования.

Это достигается тем, что вакуумная камера снабжена вертикальными перегородками разной высоты, расположенными последовательно одна за другой между металлопроводами, при этом нижняя часть камеры выполнена в виде горизонтального канала, заключенного в зазор разомкнутого магнитопровода с индуктором.

На фиг. 1 представлен продольный разрез устройства; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез.

Устройство состоит,из емкости 1 с жидким металлом 2, в который погружены металлопроводы 3 и 4, соединенные с вакуумной камерой 5, нижняя часть которой имеет существенно меньшее сечение по сравнению с остальной частью, образующие канал 6, соединяюший металлопроводы,3 и 4. Оба металлопровода обхватывает замкнутый матнитопровод

7 с индуктором 8. Канал размещен в зазоре электромагнита, состоящего из разомкнутого магнитопровода 9 с индуктором 10. Вакуумная камера снабжена вертикальными перегородками 11 и 12, выполненными из токонепроводящего материала и расположенными последовательно одна за другой между металлопроводами 3 и 4, причем верхняя кромка перегородки 11 расположена, выше верхней кромки перегородки 12.

В случае обработки металлов, имеющих сравнительно высокую температуру плавления, вакуумная камера и металлопроводы футеруются огнеупорным материалом 13. Металлические части металлопроводов 3 и 4 выполнены разъемными и соединенными через вакуумное уплотнение 14, расположенное между водоохлаждаемыми (в случае применения резинового уплотнения) фланцами 15 с помощью крепежных элементов 16, обеспечивающих электроизоляцию отъемных металлических патрубков металлопроводов 3 и 4 от камеры 5. Последнее выполнено для того, чтобы разомкнуть контур: металлопроводы — корпус

25 вакуумной камеры — жидкий металл, экранирующий магнитный поток переменного поля индуктора 8, который наводит ток в жидкометаллическом витке.

Для осуществления процесса вакуумирова30 ния металлопроводы 3 и 4 погружают в жид.

539962

45 кий металл 2, содержащийся в емкости 1, и с помощью вакуумного насоса создают разрежение в вакуумной камере 5. Под действием разности атмосферного действия и остаточного давления в вакуумной камере жидкий металл поступает через металлопроводы 3 и 4 в вакуумную камеру и, заполняя канал 6, образует жидкометаллический виток, обхваченный замкнутым магнитопроводом 7 индуктора 8. Подают переменное напряжение на индуктор 8, в результате чего в жидкометаллическом витке индуктируется электрический ток. При подаче напряжения на индуктор 10 с разомкнутым магнитопроводом 9 в зазоре последнего создается магнитное поле. В результате взаимодействия электрического тока и магнитного поля возникает электромагнитная сила, под действием которой жидкий металл движется вверх («облегчается») . В,результате этого уровень металла в указанной части камеры повысится. При дальнейшем увеличении мощности на индукторах 8 и 10 или на одном из ннх металл начнет переливаться через вторую перегородку 12.

Уровень металла в части камеры, соединенной с металлопроводом 3 ниже, чем необходимо для компенсации разности между атмосферным давлением,и остаточным давлением в вакуумной камере, а в части камеры, соединенной с металлопроводом 4, — выше.

Таким образом, по металлопроводу 3 металл непрерывно будет подниматься из емкости 1 в вакуумную камеру, затем поступать в пространство между перегородками и через перегородку 12 струей переливаться к металлопроводу 4, а затем обратно в емкость 1.

Осуществляя процесс циркуляционного вакуумирования в течение определенного промежутка времени, добиваются необходимой степени дегазации металла, отключают вакуумный насос, разгерметизируют камеру 5, при этом остатки металла в металлопроводах и камере сливают в емкость. Процесс обработки завершен.

В случае отсутствия перегородки 12 в вакуумной камере 5 процесс циркуляции металла протекает аналогично за счет разности уровней металла в частях камеры 5, разделенных перегородкой 11, но он менее интенсивен, 5

30 так как не осуществляется вакуумирование металла в тонком слое (струйное вакуумирование).

Перегородка 11 может быть расположена в любом месте между металлопроводом 3 и серединой канала 6, расположенной в зазоре магнитопровода 9. Наиболее эффективная работа устройства обеспечивается при расположении этой перегородки между металлопроводом 3 и пространством в канале 6, по которому замыкается магнитный поток электромагнита 9 — 10. Аналогично относительно канала и металлопровода 4 может быть расположена и перегородка 12, но лучшее место ее расположения между пространством в канале 6, по которому замыкается магнитный поток электромагнита 9 — 10, и металлопроводом 4. Устройство позволяет получать металл с более низким содержанием газов в виду тото, что он:интенсивно перемешивается в вакуум ной камере,и на него воздействует электромагнитная сила, создающая эффект

«облегчения», что способствует зарождению пузырьков газа,в жидком металле. Устройство может быть выполнено с малыми габаритами и применяться для обработки стали или чугуна не только в большегрузных ковшах на металлургических за водах, но,и в ковшах на 1 — 2 т в литейных цехах машиностроителыных заводов.

Формула изобретения

Устройство для вакуумной обработки жидкого металла циркуляционным методом, содержащее вакуумную камеру с металлопроводами, соединенными с ее нижней частью и обх ваченными индуктором с замкнутым металлопроводом, о тл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса вакуумирования, вакуумная камера снабжена вертикальными перегородками разной высоты, расположенными последователыно одна за другой между двумя металлопроводами, при этом нижняя часть камеры выполнена в виде горизонтального канала, размещенного в зазоре разомкнутого магнитопровода с индуктором.

539962

А-А пиг 2

Составитель P. Зельцер

Техред Е. Петрова Корректор И. Позняковская

Редактор А. Лабкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3079/14 Изд. № 353 Тираж 654 Подписное

ЦНИИГ1И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5