Способ получения металла в индукционной канальной печи с дополнительным электромагнитом Советский патент 1986 года по МПК F27B14/06 

Изобретение относится к металлургии к технологии выплавки металлов и сплавов, в частности алюминиевых, в индукционной канальной печи с дополнительным электромагни- том при ее периодической работе.

Цель изобретения - упрощение технологии процесса и улут :шение качества выплавляемого металла путем обепечения возможности создания закры той газойой пористости в закристаллизованном в каналах металле за сч использования водорода, раствореннго в металле.

Пример. После осуществле- НИН процесса плавки алюмш ия к индукционной канальной печи с дополнительным электромагнитом расплав сливают, оставляя часть металла в каналах.

В жидкометаллическом витке индуцируют электрический ток, компенсирующий тепловые потери. Для данной печи тепловые потери составля- ют 12 кВт, а ток, компенсирукнций эти потери, равен 3,5 кА.

Перед кристаллизацией металла перекрывают его движение по нагнетающему каналу введением в его устье электропроводной пробки.

Включают электромагнитные системы по схеме нагнетания: токи катушек индукторов составляют 100 и 110 А, а электромагнита 410 А. Напряжения на катушках индуктора 32 В, на катушке электромагнита 52 В. В этом режиме расход металл по нагнетающему каналу равен нулю, а интенсивность вихрей на входах в активную зону максимальна.

В течение 10 мин производят дегазацию металла с накоплением в вирях вьщелившегося водорода

По истечении этого времени проводят кристаллизацию витка, для чего понижают напряжение на индукторах до 21 В. Токи катугаек индукторов при этом равны 60 и 63 А.

Процесс кристаллизации происходит направленно, в первую очередь замораживают болото на две ванны затем сплав в вертикальных каналах

Момент окончания кристаллизации в вертикальных каналах определяют, например, по температуре, измеряе- мой термопарой на стенке вертикального

канала. В данном случае эта температура составляет 230 С. Врем

0

5

S

0

5 0

5

5

0

кристаллизации сплава в вертикальных каналах 12-15 мин, ток в цепи индукторов равен 70 А.

Для полной кристаллизации металла выключают индукторы и электромагнит. Водород, удерживаемый ранее в вихре, распределяется в жидком металле на участке активной зоны и нижней части нагнетающего канала. Твердометаллическая фаза в вертикальных каналах препятствует всплыванию газовых пузырей.

Концентрация водорода превьшает его растворимость в данном объеме сплава, и при последующей кристаллизации в области активной зоны образуется пористая масса с закрытыми порами, не дающая усадки.

Так как эта концентрация достигнута за счет дегазации металла в канальной части печи, а не введением дополнительного объема водорода, качество сплава не ухудшается.

Для более равномерного распределения водорода после кристаллизации металла в вертикальных каналах перед отключением электромагнитных систем в течение 2-3 мин импульсно реверси-- руют напряжение на электромагните. При этом за счёт изменения направления действия электромагнитной силы, движущей металл, обеспечивается интенсивное вибрационное воздействие на жидкую фазу металла в актив- Ной зоне и усреднение концентрации водорода в расплаве.

Продолжительность полного цикла кристаллизации металла 30 мин.

Для последующего расплавления витка включают катушки индукторов на напряжение 62 В (величина токов 260, 280 А).

В активной зоне плотность индукционного тока больше, чем на остальных участках витка и, следовательно, вьщеляется большее количество тепла. Однако низкая теплопроводность пористого металла на этом участке компенсирует повьш1енное тепловыделение, что- обеспечивает равномерное расп.лав- ление всего витка. Пористость металла компенсирует также его тепловое расширение при расплавлении, что предохраняет футеровку от растрескивания.

После расплавления витка водород всплывает, не растворяясь вновь в металле. Это обеспечивает дополни3125584Д4

тельную очистку сплава и улучшаетют на 20-30% надежность работы печи

его качество.без удаления из нее расплавленного

Техническими преимуществами спосо-металла.

ба являются его простота - выполнениеИспользование водорода, pacTBQспособа не требует дополнительного sренного в металле, для создания закоборудования, и возможность широкогорытой газовой пористости на участке

применения в промьшшенных условиях.активной зоны в 1,5-1,8 раз уменьшает

Устранение локального перегрева вит-количество неметаллических включений

ка при его расплавлении и предотвра-в расплаве, что значительно повьш1ает

щение разрушения футеровки повыша- О его качество.