Устройство для рафинирования жидких металлов и сплавов Советский патент 1984 года по МПК C22B9/02 

Изобретение относится к металлур гии цветных и черных металлов и предназначается для использования в процессах рафинирования и фильтра ции металлов и сплавов с применение электрического и магнитного полей. Известно устройство для рафиниро ния жидких металлов и сплавов перед разливкой в кристаллизатор, включаю щее емкость, электроды, электромагнит и металлопровод с излучателями ультразвука 1 . Недостатком известного устройств является сравнительно невысокое качество отливаемого металла, харак теризуемое крупнокристаллической структурой получаемой отливки. Цель изобретения - повышение механических свойств металла. . Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для рафинирования жидких металлов и сплавов перед разливкой в кристаллизатор, включающем электроды, электромагнит и металлопровод с излучателями ультразвука, металлопровод выполней в виде овалообразного цилиндра ограниченного впйперечном сечении кривой согласно уравнению /Л ) /Y (а в , где любое рациональное-число больше четырех, о и о - положительные числа, находящиеся в.соотношении 1: (0,1-0,4). На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - сечени А-А на фиг. 1. Устройство содержит электроды 1, электромагнит 2, металлопровод 3 .и излучатели 4 ультразвука. Металло провод 3 .выполнен в виде овалообраз ного цилиндра, который .ог раничен в поперечном сечении кривой Ламе согласно, уравнению (/ст) + 1 (сечение А-А на фиг. 1). Подвергаемый рафинированию жидки металл направляют в вертикально установленную оболочку, .которая формирует -поток металла, и охлаждают до образования в металле областей зарождения кристаллов. Металл в процессе рафинирования проходит нисходящим потоком последовательно зону Г и зону .. В зоне образованной полем постоянного элек рического тока, создаваемого посред ством электродой 1, и магнитным полем, создаваемым электромагнитом происходит электромагнитное утяжеление рафинируемого металла. В зон Я, образованной акустическим полем ультразвуковой частоты, которое созгдают посредством излучателей 4,, . ПРОИСХОДИ охлаждение рафинируемого металла, образование центров кристаллизации и их интенсивный рост. После рафинирования поток металла направляют в кристаллизатор. Благодаря такому выполнению устройства в рафинируемом металле происходит образование значительно большего числа центров кристаллизации, что в дальнейшем обеспечивает, получение металлокристаллической структуры отливки и повышенных механических характеристик металла. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет повысить качество отливаемого металла за счет того, что при движении обрабатываемого металла с -одновременным охлаждением в трубе, умеющей форму овалообразного цилиндра с поверхностью, описываемой кривой Ламе, широкие стороы которой колеблют с ультразвуковой частотой, возникает эффект равномерного рассеивания энергии ультразвуковых колебаний. Этот эффект заключается в следующем. При движении жидкого металла в трубе скорость перемещения его микрочастиц в центре Трубы выше скорости микрочастиц возле стенок. В то же время действие ультразвука сильнее в центре трубы. Вследствие этого продолжительность пребывания микрочастиц металла в ультразвуковом поле, усредняется. Благодаря этому удается добиться равномерного распределения центров кристаллизации по всем сочетаниям движущегося металла и получить слиток с высокой степенью однородности свойств, обусловливающей повышенные характеристики отлитого металла (такие как ударная вязкость, пластичность, длительная .прочность). В таблице представлены сравнительные данные по механическим свойствам слитков алюминиевого сплава Д1, полученных с использованием известного и предлагаемого устройств. Как следует из данных таблицы, предлагаемое Устройство обеспечивает по сравнению,с известным повышение предела прочности на 1,3-2,8 кг/мм и относительного удлинения ни 1,12,1%. Экономический эффект, который может быть получен народным хозяйством, в частности металлургическими заводами при рафинировании сш1ав.ов на основе алюминия, в редлагаемом устройстве составляет около 10 руб. на -1 т сплава.

Слиток 1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ перед разливкой в кристаллизатор,,включающее электроды, электромагнит и металлопр от с це свой полн ра, нии где а овод с излучателями ультразвука, личающееся тем, что, лью повЕлцения механических ств металла, металлопровод выен в виде овалообразного цилиндограниченного в поперечном сечекривой согласно уравнению (f ( И - любое рациональное число больше четырех, и - положительные числа, находяпиеся в соотношении 1: