Устройство для обработки металла при непрерывном литье Советский патент 1984 года по МПК B22D11/11 

Изобретег.ие относится к металлургии, в частности к устройствам для обработки металла при непрерывном литье металлов и сплавов.

Для повьшения качества слитков, получаемых при непрерывном литье, применяют различные электрофизические воздействия.

Известен способ обработки кристаллизующегося металла, осуществляемый в устройстве, содержащем металлоприемник, заземленньй кристаллизатор и схему пропускания электрического тока через металл СО«

Однако пропускание электрического тока через металл, имеющий очень маленькое электрическое сопротивление, даже при напряжении порядка единиц вольт дает большой ток, что приводит к выделению значительного количества джоулева тепла в кристаллизующемся металле, а по технологии для затвердевания металла его необходимо охлаждать.

Уменьшение величины пропускаемого тока при повьнпенном напряжении возможно включением добавочного сопротивления, на котором бесполезно вьщелится основная часть энергии .электричес ко го тока.

Цель изобретения - повышение производительности процесса и улучшение качества слитков.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для обработки металла при непрерывном литье, содержащем металлоприемник, заземпенньй кристаллизатор и схему для пропускания электрического тока через металл последняя вьтолнена в виде цилиндрического электрода, расположенного между металлоприемником и кристаллизатором соосно выпускному отверстию электрически изолированного от нее и соединенного с источником постоянного электрического напряжения.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства для обработки металла при непрерывном литье приведена на рисунке.

Из металлоприемника 1 через выпускное отверстие 2 струя металла попадает в кристаллизатор 3, который имеет заземление 4. Один из полюсов источника 5 постоянного высокого напряжения заземлен, а другой соединен с электродом 6, имеющим отверстие

в виде цилиндра. Электрод не имеет контактов с жццким металлом. В движущейся относительно электрода струе металла наводится электрический ток, которьй проходит через фронт 7 кристаллизации и через твердый металл на заземленный кристаллизатор. Поскольку протекающий ток весьма мал, вьщеление джоулева тепла Oj) незначительно и не замедлит кристаллизацию металла.

С другой- стороны, наличие высокого электрического напряжения вблизи поверхности кристаллизующегося металла производит к уменьшению поверхностного натяжения в жидком металле по формуле

С V

где

электрическая емкость; разность потенциалов между обкладками конденсатора (между металлом и электродом).

Снижение поверхностного натяжения расплава приводит к уменьшению критического радиуса зародыша, уменьшению работы образования зародьша критического размера и увеличению скорости роста кристаллов. Эксперимен- ты показали, что при напряжении на электроде 10 кВ время кристаллизации уменьшается на 15-20%. Увеличение числа зародышей и быстрая кристал Г1изация приводит к получению мелкозернистой однородной СТРУКТ5ФЫ металла с повышенными механическими свойствами.

Несмотря на применение высокого напряжения электрического тока на электроде условия охраны труда работающих не осложняются, так как кристаллизатор надежно заземлен. Электрод 6 со всех сторон электрически изолируют и размещают так, чтобы исключить заливание его металлом. В случае аварийного заливания электрода жидким металлом (появления прямого контакта с металлом) в цепи возникает большой электрический ток, который отключает источник высокого напряжения, снабженный токовой защитой. Технико-экономическая эффективность предложения заключается в увеличении скорости кристаллизацииметалла за счет использования напряже310986584

ния, во много раз превьшающего этот тельность процесса и повышаются мепараметр в известных устройствах. ханические свойства металла в средПри этом, увеличивается производи- нем на 15-20%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ЛИТЬЕ, содержащее металлоприемник, заземленный кристаллизатор и схему для пропускания электрического тока через металл, отличающееся тем, что, с целью повьшения производительности процесса и улучшения качества слитков, схема для пропускания электрического тока выполнена в виде цилиндрического электрода, расположенного между металлоприемником и кристаллизатором соосно выпускному отверстию, электрически изолированного от нее и соединенного с источником постоянного электрического напряжения. ;о х Эд :п 30