УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА Советский патент 1995 года по МПК B22D11/10 B22D27/08 

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке жидкого металла в разливочных ковшах.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки металла и надежности устройства.

На чертеже показано описываемое устройство.

Устройство содержит разрядную камеру 1, сверху которой закреплена крышка 2. В крышке 2 установлен изолятор 3 положительного электрода 4 генератора импульсных токов (ГИТ) 5. Отрицательным электродом ГИТ 5 служит излучатель 6. Верхняя часть излучателя 6 выполнена в виде экспоненциального тела вращения и соединена с плоским диском 7, который, в свою очередь, соединен с конусом 8 и плоским дном разрядной камеры 1. Камера 1 установлена через пружинящие элементы 9 на кронштейне 10, снизу которого закреплена асбестоцементная плита 11. Излучатель 6 погружен нижней частью с профильной насадкой в металлический расплав 12, покрытый сверху шлаком 13. В первичном тоководе 14 положительного электрода 4 выполнены вертикальный канал 15, горизонтальные каналы 16 и кольцевой канал 17. Во вторичном тоководе 18 выполнены вертикальные каналы 19. Сливной патрубок 20 закреплен на подвижной относительно камеры 1 втулке 21 эксцентрично ее оси с эксцентриситетом е. Через каналы 15, 16, 17 и 19 рабочая жидкость 22 залита в камеру 1 до уровня h от крышки 2. Пространство 23 над жидкостью заполнено воздухом через патрубок 24.

Устройство работает следующим образом.

При включении насоса прокачки рабочей жидкости (не показан) последняя через каналы 15, 16, 17 и 19 поступает через кольцевой зазор между наконечником положительного электрода 4 и изолятором 3 в разрядную камеру 1. Через сливной патрубок 20 рабочая жидкость возвращается в бак (не показан). Так как сечение сливного патрубка 20 выполнено большим сечения канала 15, то уровень h рабочей жидкости 22 в камере 1 поддерживается постоянным, заданным положением втулки 21 относительно камеры 1. При повороте втулки 21 на угол ϕ вокруг своей оси уровень h может изменяться на величину е (1-cos ϕ ). При подаче импульса тока высокого (до 50 кВ) напряжения от ГИТ 5 на положительный электрод 4 и отрицательный электрод-излучатель в межэлектродном промежутке происходит электрический разряд. Вертикальна составляющая ударной волны, созданной в зоне разряда, поступает на плоский торец излучателя 6 и, концентрируясь в его экспоненциальной части в плоскости фронт, передается в металлический расплав 12. Это создает в расплаве волны сжатия, приводящие к образованию за счет искусственного переохлаждения расплава и активации нерастворимых примесей дополнительных центров кристаллизации, разрушению микрогруппировок атомов (кластеров), выравниванию структуры расплава. Кроме того, в расплаве создается кавитация, способствующая его дегазации и рафинированию.

При расширении парогазовой полости в зоне канала разряда создается квазистатическое давление, которое приводит к импульсной упругой деформации диска 7, конуса 8 и плоского дна камеры 1. Так как жесткость их незначительна, то излучатель 6 совершает интенсивные упругие колебания вдоль своей оси, что приводит к перемешиванию расплава 12. Кроме того, составляющая квазистатического давления, направленная вверх, выбрасывает жидкость 22 в сторону крышки 2 и возникают гидродинамические потоки. Это приводит к раскачиванию камеры 1 на пружинящих элементах 9, что также способствует интенсификации перемешивания расплава 12. Перемешивание расплава обеспечивает выравнивание его температуры и химсостава.

Максимальную амплитуду колебания камеры 1 относительно кронштейна 10 можно достичь поворотом втулки 21 вокруг своей оси, регулируя при этом уровень h рабочей жидкости в камере.

Изобретение позволяет повысить надежность работы устройства за счет упрощения конструкции и более рационального выполнения мембраны и увеличить эффективность воздействия за счет более интенсивного перемешивания расплава и создания в расплаве мощных волн сжатия, а также исключить утечку рабочей жидкости из разрядной камеры.

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов. Целью изобретения является повышение эффективности обработки металла и надежности устройства. В разрядной камере 1, заполненной рабочей жидкостью 22, установлен излучатель 6 с концентратором, своим широким концом скрепленным с плоским диском 7 составной мембран. Мембрана содержит плоский диск 7, конус 8 и плоское дно камеры, соединенные между собой последовательно. Электроды соединены с генератором импульсных токов 5. 1 з.п.. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА, содержащее источник упругих колебаний в виде охлаждаемой разрядной камеры с плоским дном и установленными в ней электродами, мембраной с излучателем, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обработки металла и надежности устройства, мембрана выполнена в виде соединенных друг с другом плоского диска, усеченной конической части и плоского дна разрядной камеры, а верхняя часть излучателя выполнена в виде экспоненциального тела вращения, закрепленного широким основанием на плоском диске мембраны. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обработки, разрядная камера выполнена со сливным патрубком, закрепленным эксцентрично во втулке, имеющей возможность вращения относительно горизонтальной оси, и сообщенным с атмосферой.