Способ индукционного переплава метал-лов и сплавов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических республик

"Ъ .г » г

К АВТОРСКОМУ С ЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 280979 (21) 2822698/22-02 @)М

3 с присоедикеиием заявки Ко(23) Приоритет—.С 21 С 5/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК669.18.

° 27 (088.8)

Опубликовано 230581. Бюллетень Н9 19

Дата опубликования описания 230581

P2) Авторы изобретения

Ю.В. Лат аш, И.В.Шейко, Г.М. Григоренко, Ю.Д. Яворский, A.A.Кочетов, В.М.Баглай, Г.A.Âèñoöêèé и А.С.ПНсьменнмй

М I

1 (71) Заявитель

Ордена Ленина и ордена Трудового КраснфГо; Знамени институт электросварки им. E.О.Патона

AH Украинской ССР (54) СПОСОБ ИНДУКЦИОННОГО HEPEIIHABA

МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к специаль- ной электрометаллургии и может быть . использовано для производства высококачественных слитков из алюминиевых сплавов, титана и сплавов .с широким интервалом кристаллизации.

Для производства высококачественных металлов и сплавов применяется индукционный метод плавки. Однако его недостатком является наличие контакта жидкого металла со стенкой тигля из.огнеупорного материала, который приводит к загрязнению металла вредными примесями. Выплавленный в индукционной печи металл разливают в изложницы. Полученные таким образом слитки, как правило имеют дефекты усадочйого происхождения, что является основной причиной потери годного металла эа счет обрези.

-, Известны методы индукционной плавки металлов и сплавов в секционном охлаждаемом тигле, заключающиеся в том, что вместо тигля из огнеупорного материала используется охлаждаемый тигель из меди, составленный из отдельных секций, чтоделает его прозрачным для электромагнитного поля. В этом случае устраняется загрязнение жидкого металла вредными примесями. Готовый металл из тигля сливают в изложницы, где и происходит его кристаллизация gl) .

Однако полученные такими методами слитки имеют недостатки, характерные для обычных методов литья.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ индукционного переплава металлов и сплавов в охлаждаемом секционном кристаллиэаторе, заключающийся в том„ что по высоте индуктора, в котором установлен секционный кристаллиэатор создают три области с различной напряженностью электромагнитного поля. В верхнюю пиковую область прля помещают расходуемую металлическую заготовку и оплавляют ее, а нижнюю область поля совмещают с металлической ванной и обогревают последнюю. По мере наполнения кристаллизатора металлом все три области перемещают вдоль кристаллизатора снизу вверх.со скоростью; равной линейной скорости на равления. слитка, при этом расходуемую. заготовку непрерывно подают в верхнюю пиковую область поля. Этот

831808

Тираж 618 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.. Ужгород, ул.Проектная,4 метод индукционного переплава позволяет выплавлять слитки с хорошим качеством поверхности, исключить образование, трещин в слитке, а также предотвращает образование усадочной раковины в головной части слитка. Все это позволяет повысить технико-экономические показатели переплава и увеличить выход годного металла I2l °

Недостатком этоro метода плавки является сравнительно низкое использование энергии электромагнитного поля. Выделение тепловой энергии в расходуемой металлической, заготовке происходит главным образом, на участках боковой поверхности заготовки, расположенных напротив стыков секций кристаллизатора. В этих участках заготовки происходит быстрый нагрев и плавление металла, расплавившийся металл стекает в кристаллизатор. В результате на,боковой поверхности расходуемой заготовки образуются щели глубиной 5-15 мм. Ширина их вначале составляет.от 2 мм до, 4 мм, а высота соответствует глубине погружения заготовки в индуктор.

Таким образом, оплавляемый конец расходуемой заготовки в поперечном сечении имеет зубчатую форму.

В результате локального плавления металла и образования щелей на поверхности заготбвки передача энергии от индуктора к заготовке ухудшается, а следовательно, скорость плавки и КПД процесса снижается.

Кроме того, при достаточно большом углублении щелей в тело расходуемой заготовки в отдельных местах от заготовки отрываются кусочки нерасплавившегося металла. Попадая в металлическую ванну, они могут нарушить кристаллизацию металла или, привариваясь к слитку, ухудшить боковую поверхность его, ° Цель изобретения - интенсификация процесса переплава, повышение

КПД и снижение удельных энергозатрат на переплав металла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу индукционного переплава, включающему. опера-.. ции последовательного оплавления.. расходуемой металлической заготовки в электромагнитном высокочастотном поле и формирование слитка в охлаждаемом секционном кристаллизаторе, операцию подачи расходуемой заготовки в поле индуктора осуществляют с реверсивным вращением заготовки вокруг ее оси на угол, равный 360/n,ãäå п - число секций крис таллизатора,.

Реверсивное вращение расходуемой заготовки вокруг продольной оси поз

ВНИИПИ Заказ 3524/58 воляет осуществить равномерное оплавление ее, исключить образование щелей и отрыв нерасплавившихся кусков металла в ванну, а также получить однородную структуру слитка и повысить технико-экономические показатели плавки, П р.и м е р. В кристаллизатор ф

106 мм, состоящий из 30 секций, помещают расходуемую металлическую 0 заготовку из алюминиевого сплаваф

95-98 мм и подают питание на индуктор. Питание индуктора осуществляют от лампового генератора мощностью 100 кВт. Частота тока составляет 66 кГц.

Через 3-4 мин после включения питания заготовка начинает плавиться и на ее боковой поверхности образовываются продольные щели. Количество щелей точно соответствует

20,количеству стыков между секциями кристаллизатора. После того, как глубина щелей достигает глубины 23 мм, что соответствует по времени

3-4 мин от начала плавки, включают привод вращения заготовки. Опробывается. вращение заготовки в одну сторону, а также реверсивное ее вращение. Скорость вращения составляет от 1 0 до 10 об/мин. При этом наблщцается существенное повышение скорости плавки. Реверсивное вращение предпочтительнее, поскольку меха-. низмы для реверсивного вращения конструктивно проще.

Предлагаемый способ индукционного переплава позволяет повысить скорость плавки (в среднем на 1417%) и КПД, а также .снизить удельный расход электроэнергии (в среднем на 7-10%) °

40 Формула изобретения

Способ индукционного переплава металлов и сплавов, включающий последовательное оплавление металлической заготовки в электромагнитном высокочастотном поле и формирование слитка в охлаждаемом секционном кристаллиэаторе, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса переплава, повышения

КПД и снижения удельных энергозат50 рат на переплав металла, в процессе плавки осуществляют реверсивное вращение заготовки вокруг ее продольной оси на угол, равный 360/n, 0 где п — число секций кристаллизатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Петров Ю,Б. и Ратников Д.Т.

Холодные тигли. М., Металлургия, 1972 с.105-131.

® 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2736658/02,кл. С 21 С 5/56, 1970.