Устройство для рафинирования и модифицирования металлов и сплавов Советский патент 1986 года по МПК C22B9/02 

I

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в процессе очистки металлов и сплвов от неметаллических включений и их модифицирования с помощью активного воздействия электрических и магнитных полей.

Целью изобретения является упрощение конструкции и расширение его технологических возможностей.

Это осуществляется за счет совмещения операций рафинирования и модифицирования.

Сущность изобретения заключается том, что в устройстве токоподводящие электроды, представляющие собой пластины, изготовляемые по размеру поперечного сечения желоба, устанавливаются в зоне действия электромагнита, вертикально поперек желоба и не доходящими до дна его и вьшолняют одновременно функции перегородок. Кроме того, электроды устанавливаются с возможностью перемещения их в вер

тикальном направлении и выполнены

из сплава, содержащего элементы-модификаторы. Это приводит к упрощению конструкции желоба и повышению качества обрабатьгоаемого сплава при использовании для материала электродов металлов, способств тощих при взаимодействии с рафинируемым сплавом йолучению модифицирующего эффекта.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство,, вид сбоку; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.I.

Устройство вьтолнено в виде прямоугольного желоба 1 из непроводящего электрический ток огнеупорного материала. Снаружи желоба располо- жен водоохлаждаемый магнитопровод 2 подковообразной формы с водоохлаж- даемой обмоткой 3 возбуждения.Для охлаждения магнитопровода 2 используются внутренние полости магнитопровода; изготовляемого, методом литья. Обмотка 3 возбуждения дггя эффективного охлаж 1ения выполнена из медных трубок и питается от самостоятельного источника постоянного тока. Через магнитопровод 2 и обмотку 3 возбуждения пропускается проточная вода. Токопроводящие электроды 4 подключены к источнику 5 постоянного тока и оборудованы приводами 6, например, в виде, пар вр ащающихся валков, осуществляющих возможность пе10

15

:го

25

22696

ремещения электродов в вертикальном направлении. Возможны и любые другие конструкции приводов, выполняющие указанные функции.

Электромагнитное воздействие на обрабатываемый расплав и габариты желоба выбираются с таким расчетом, чтобы за время движения металла по желобу все неметаллические включения успели всплыть.

Устройство работает следующим образом.

Металл или сплав, подлежащий рафинированию, непрерывно за.ливают в желоб 1 в его первый (правый) отсек,, как показано стрелкой, и непрерывно вьтускают из последнего (левого) отсека.

К жидкому металлу в желобе подведен электрический ток, который, проходя через расплав, взаимодействует с магнитным полем электромагнита. Возникающие при этом электромагнитные силы действуют только на проводящий электричество материал (т.е. на металл) и не действуют на - неметаллические включения. Соответствующим подбором магнитного поля и направлением электрического тока можно менять направление действия электромагнитных сил, т.е. заставить неметаллические включения или всплывать, или опускаться на дно желоба.

Электромагнитные силы, действуя на металл в том же направлении, что и сила тяжести, как бы утяжеляют его, вследствие чего неметаллические включения всплывают на поверхность более интенсивно и более полно, чем это имеет место в расплаве, не подвергающемся воздействию электромагнитных сил.

Таким способом можно рафинировать металл от примесей, удельный вес которых больше удельного веса металла.

Первый (правый) и последний (левый) отсеки желоба не подвергаются действию магнитного поля электромагнита и на заполняющий их металл утяжеляющее действие элек громагнитньпс сил не распространяется. Вследствие этого уровень металла в них вьщзе, что не позволяет металлу свободно вытекать из желоба.

30

35

40

45

50

П зименение в качестве перегородок токоподводящих пластин значительно упрощает технологию изготовления желоба. Кроме того, использование в качестве материала токоподводящих пластин сплавов (типа лигатур), содержащих в своем составе элементы-модификаторы, способствует, в связи с ра створением электрода в рафинируемом металле получению модифицированной структуры. В процессе рафинирования нижняя часть токоподводящих электродов омывается потоком рафинируемого металла- и растворяется в последнем. Это приводит к насьпцению обрабатываемого металла элементами, входящими в состав материала- электродов. Соответствующим подбором состава спла696 4

ва для материала электродов можно добиться высокой степени усвоения модифицирующей добавки.

Токоподводящие электроды по мере растворения должны опускаться в рафинируемый металл для сохранения постоянного зазора между дном желоба и нижней частью электрода.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновременно с рафинированием проводить операцию модифицирования расплава.

Фаг. 2