Устройство для рафинирования металлов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

С оциапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14,06,79 (21) 2778581/22-02 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 1507.81,Бюллетень Н9 26

Дата опубликования описания 15D781 (53)М. Хл.з

С 22 В 9/04 Государственный комитет

СССР ло делам нзобретеннй н открытнй (53) УДХ 669.182.7t

:669.714.2(088.8) Г

В.A. Яковенко, В. В. Кривошеев, В. Н. Павлов и Н.Ф; ПОтйв

:s", ъ

Иркутский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниеВой и электродной промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к области литья и рафинирования алюминия и его сплавов.

Рафинирование легких сплавов от неметаллических включений и газа осуществляют различными способами на различных устройствах: фильтрация через твердые и жидкие фильтры, вакуумирование в печах, ковшах и в потоке, продувка инертными газами и т.д.

Известно устройство для рафинирования жидкого металла, состоящее из трубчатых фильтрующих элементов.

Фильтрация металла обеспечивается путем протекания его сквозь стенки фильтрующих элементов, выполненных из пористого керамического материала P1) .

Однако данное устройство не обеспечивает дегазацию расплава, не задер живает мелкодисперсные примеси и ограничен срок службы фильтрующих элементов.

Известно устройство для рафинирования алюминиевых сплавов, состоящее из емкости, в которую погружены два газопроницаемых элемента, к

30 внутренней части элементов подключе на вакуумная система f2).

Это устройство не обеспечивает очистки металла от неметаллических примесей, при длительной работе фильтры забиваются адсорбированными на газовых пузырьках мелкодисперсными примесями и выходят из строя и регенерация таких фильтров невозможна. Процесс фильтрации идет в стационарном режиме и вследствие этого является периодическим.

Известно устройство для рафинирования металлов, включающее полые гаэопроницаемые элементы, соединенные с вакуумной системой и трубопроводом подачи сжатого газа. Элементы периодически продуваются инертным газом (3), Недостаток устройства заключается в том, что процесс рафинирования является стационарным и не весь объем металла подвергается воздействию вакуумирования. Очистка от твердых неметаллических примесей не происходит вообще. При продувке элемента сжатым газом мелкодисцерсные примеси, адсорбированные на поверхности элемента, возвращаются обратно в расплав. Таким образом не достигается конечная цель рафинирования846591

Содержание АК в металле

Содержание газа в металле, см /100 г

Расплав Вес плавки,кг

Исходный Рафинированный

Исходный Рафинированный

Алюминий 150

0,002

0,004

0,006

0,18

0,08

0,08

0,01

0,30

Алюминий 230 с . очистка и от газовых, и от твердых неметаллических примесей.

Цель изобретения — повышение эффективности рафинирования за счет комплексной очистки расплава от газовых и твердых неметаллических включений и обеспечение непрерывности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для рафинирования металлов, включающем полые гаэопроницаемые элементы, соединенные с вакуумной системой и трубопроводом подачи сжатого газа, элементы установлены с зазором между ними не более

2мм и образуют .внутреннюю съемную и наружную стационарные камеры, причем обращенная к рафинированному металлу поверхность элементов, образующих стационарную камеру, выполнена газонепроницаемой.

Элементы установлены в шахматном порядке.

На фиг. 1 показано устройство, установленное в литейном желобе, боковой разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Устройство состоит из полых газо.проницаемых элементов 1, расположенных в два ряда, внутренний ряд образует съемную камеру 2 рафинирования металла, куда подается металл, а наружный ряд образует стационарную камеру 3 ° Газопроницаемые элементы

1 верхними торцами подключены к вакуумной системе 4 и трубопроводу 5 газа через запорную арматуру, Газопроницаемые элементы установлены на поддоне 6. Количество полых гаэопроницаемых элементов и зазор между ними выбирают в зависимости от вида металла и количества неметалличес- ких включений и газа, содержащегося в нем. Элементы могут быть изготовлены как в виде цилиндров, так и дру.гой конфигурации, например, прямоугольной.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно подогретое до 400500 С устройство помещают в литейный желоб. Из миксера во внутреннюю съемную камеру 2 непрерывно подают жидкий металл, включают вакуумную систему 4 и подключают к ней полые гаэопроницаемые элементы 1 обеих камер.,Жидкий металл, протекая в зазоры между элементами (например, 5

50 графитовыми), в которых создано раз:ряжение порядка 1-10 мм рт.ст., дегаэируется, Крупные включения, размеры которых превышают величину зазора, задерживаются в устройстве, а мелкодисперсные осаждаются на стенках полых газопроницаемых элементов за счет флотирующего действия направленного потока газа, вакуумируемого из металла. Адсорбируемые на стенках элементов мелкие примеси удерживаются на них за счет значительной разницы давления между слоем металла и газопроницаемыми элементами. По мере накопления примесей на поддоне б внутренней съемной камеры 2 и засорения пор газопроницаемых элементов,о чем сигнализирует повышение степени разряжения в вакуумной системе, вакуумирование отключается и по трубопроводу 5 подается сжатый газ. Сжатый газ продувает поры элементов, после чего внутренняя камера 2 вынимается, и поддон б камеры очищается от примесей.. Рафинирование металла в это время осуществляется внешней камерой 3. После чистки съемная камера

2 вставляется внутрь стационарной камеры и подключается к вакуумной системе и системе подачи сжатого газа. Наружная поверхность элементов, образующих стационарную камеру, выполнена газонепроницаемой, чтобы исключить загрязнение рафинированного металла при продувке элементов сжатым газом.

Пример. В футерованную емкость со сливным отверстием устанавливают предварительно подогретую до

500 С футерованную коробку, одна из о стенок которой выполнена из восьми полых элементов (графитовых трубок диаметром 30 мм с толщиной стенки

5 мм) . Трубки устанавливают с зазором по отношению друг к другу 2 мм. нижние торцы трубок закрепляют в футеровке коробки, а верхние торцы в коллекторе. В коллектор вводят патрубок, к которому подсоединяют вакуумную систему и систему подачи газа. Вакуум обеспечивается форвакуумным насосом ВН-3.

Рафинируют расплав алюминия и силумина. Объемы плавок — 25-300 кг расплава при непрерывном рафинировании.

Результаты опытов приведены в таблице.

846591

Продолжение таблицы

Вес плавки,кг

Содержание газа в металле, см /100 r

Содержание А8<О в металле

Расплав

Исходный Рафиниро ванный сходный Рафинированный

Алюминий 300

0,37

0,08

0,013

0,015

0,004

0,006

Силумин 100

0,23

0,1

0,023 0,007

Силумин

180 0,43

0,1

Формула изобретения

Силумин 250 0,50 данное устройство позволяет очищать металл от твердых неметаллических включений, дегазировать металл в процессе фильтрации, многократно использовать элементы, так как периодическая их продувка сжатым газом исключает набивание пор полых элементов неметаллическими включениями и металлом, и осуществить непрерывный процесс рафинирования.

1. Устройство для рафинирования металлов, включающее полые газопроницаемые элементы, соединенные с вакуумной системой и трубопроводом подачи сжатого газа, о т л и ч а ю .щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности рафинирования за счет комплексной очистки расплава

ВНИИПИ Заказ 5381/37

Тираж 681 Подписное

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

0,1 0,03 0,01 !

5 от газовых к твердых неметаллических включений и обеспечения непрерывности процесса, элементы установлены с зазороМ между ними не более

2 мм образованием внутренней съемной и .наружной стационарных камер, причем обращенная к рафинированному металлу поверхность элементов, образующих стационарную камеру, выполнена газонепроницаемой.

25 2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что элементы установлены в шахматном порядке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtaA Ф 3524548, кл. 210-153, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 529247, кл. С 22 В 9/04, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

М 589261, кл, С 21 С 5/56, 1975,