Устройство для моделирования магнитогидродинамических явлений при электрошлаковом переплаве Советский патент 1983 года по МПК C22B9/18 

нения формы металлической ванны в процессе ЭШП. Цель изобретения - моделирование и визуальное наблюдение МГД-потоков в шлаковой и металлической ваннах в сочетании с моделированием криста лизационных процессов ЭШП. Указанная цель достигается тем, что снабженный токоподводом располо женный в грризонтальной плоскости резервуар с моделирующей жидкостью снабжен гибкой токопроводящей перегородкой, разделяющей резервуар на зоны, моделирующие шлаковую и металлическую ванны, и размещен в- кор пусе с охлаждающей средой. На фиг. 1 изображено устройство для осуществления моделирования ЭШП по схеме монофйляр; на фиг.2 - то ж по схеме бифиляр. Устройство состоит из зоны резер вуара 1, в котором моделируется шла ковая ванна; зоны резервуара 2, в к тором моделируется металлическая ва на; разделительной гибкой гофрирова ной электропроводной перегородки 3 (крепящейся в двух полушайбах из ор ганического стекла); медного электр . да 4; источника питания 5; узла кре ления перегородки 6; электрододержа ля 7; уплотнительной шайбы 8, имеющей форму полукольца; корпуса с цир кулирующей охлаждающей средой 9. При моделировании на описанной модели МГД-явлений ЭШП слитка диаме ром 1500 мм из стали 9-2 на МФ на шлаке АПФ-6 в масштабе 1:10 по схемам, представленным на фиг. 1 и 2, отмечается интенсивное перемещение шлака и металла под действием электромагнитных полей, вызванное протеканием электрического тока. Направление вращения шлака и металла пред ставлено на фиг. 1 и 2. Моделировэ ние ведется для электродов разного диаметра при токах 0,5- кА, что обеспечивает соблюдение условия Э {О dg.Tfle Л- рабочий ток, кА; эл диаметр электрода,,мм; kQ эмпирический коэффициент, при котором режим работы моделируемого объек та оптимален. Наличие охлаждающей среды позволяет обеспечить условия, при которых температуры металла и шлака пропорциональны температурам соответствующих моделирующих сред. Температуры моделирующих сред определяют из следующих соотношений. Температура сплава Вуда с иттриевой добавкой, имитирующего металл температура нагрева сплава , С; Ti - температура плавления металла, °С; - температура нагрева металла, °С; т - температура плавления LOf, сплава, С. т 4 S--6o б5с. . нагр 1ч80 Температура водного раствора гипосульфита, имитирующего шлак .fiТнагр ТНОГР - .температура нагрева водного. раствора гипосуль-фита ,0; - температура шлака, С т - АС; 800 73°С нагр - 1600 Соблюдение температур сред, моделирующих металлическую и шлаковую фазы соответственно 65 и , обеспечивает условия для моделирования МГД явлений совместно с кристаллизацией сплава Вуда с добавкой иттрия, что позволяет получить не только качественную, но и количественную картину процессов ЭШП. При моделировании МГД явлений производится замер скоростей потоков в шлаковой и металлической ваннах. Полученные результаты убеждают в том, что зависимость скоростей потоков в шлаковой и металлической ванне носит линейный характер. Сравнение полученных результатов с литературными и производственными данными позволяет сделать вывод о правомерности моделирования МГД явлений ЭШП на описанной модели. Полученные результаты моделирования позволяют оптимизировать технологию электрошлаковой выплавки крупных Слитков весом до 200 т на ПО Новокраматорский машиностроительный завод. Экономический эффект определяется .сокращением сроков проектных работ при конструировании новых ус тановок и сокращением срока выбора оптимальных режимов процесса при их пусках. Формула изобретения Устройство для моделирования магнитогидродинамических явлений при

щее расположенный в горизонтальной плоскости резервуар с моделирующей жидкостью, .снабженный токоподводом, отличающееся тем, что, с целью сочетания моделирования магнитогидродинамических явлений с моделированием кристаллизационных процессов, оно снабжено гибкой токопроводящей перегородкой, разделяющей резервуар на зоны, моделирующие шлаковую и металлическую ванны, причем резервуар размещен в корпусе с охлаждающей средой.

принятые во внимание при экспертизе

1.3. cambell Э. Metals. 1970, V. 22, р, 23-25.

2. Чернов Ю.В., Мошняга В.И.Влияние характера вынужденного движения расплава в жидкой ванне при вакуумном дуговом переплаве на струйные особенности слитка. Сб. Металлургические методы повышения качества стали. М., Наука, 1979, с. 1.

Фии

Фиг.1