Способ индукционного переплава метал-лов и сплавов

Союз СоветскикСоциалистическихреспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ С ЛЬСТВУ(22) Заявлено 280979 (21) 2822698/22-02 с присоедикеиием заявки йо(23) Приоритет -С 21 С 556 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий,27 (088.8)Опубликовано 2305.81. Бюллетень ЙВ 19 Дата опубликования описания 230581(71) Заявитель Ордена Ленина и ордена Трудового КраснфГо; Знамени институт электросварки им. Е,О.Патона АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ИНДУКЦИОННОГО НЕРЕПЛАВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. использовано для производства высококачественных слитков из алюминиевыхсплавов, титана и сплавов .с широкиминтервалом кристаллизации.Для производства высококачественных металлов и сплавов применяется индукционный метод плавки. Однакоего недостатком является наличие контакта жидкого металла со стенкойтигля из.огнеупорного материала,который приводит к загрязнениюметалла вредными примесями. Выплавленный в индукционной печи металлразливают в изложницы. Полученныетаким образом слитки, как правилоимеют дефекты усадочйого происхождения, что является основной причиной потери годного металла эа счетобрези,, Известны методы индукционнойплавки металлов и сплавов в секционном охлаждаемом тигле, заключающиеся в том, что вместо тигля из огнеупорного материала используетсяохлаждаемый тигель из меди, составленный из отдельных секций, чтоделает его прозрачным для электромагнитного поля. В этом случае устраняется загрязнение жидкого металла вредными примесями. Готовый металл из тигля сливают в изложницы, где и происходит его кристаллизация 11 .Однако полученные такими методами слитки имеют недостатки, характерные для обычных методов литья.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ индукционного переплава металлов и сплавов в охлаждаемом секционном кристаллиэаторе, заключающийся в том что по высоте индуктора, в котором установлен секционный кристаллиэатор создают три области с различной напряженностью электромагнитного поля. В верхнюю пиковую область прля помещают расходуемую металлическую заготовку и оплавляют ее, а нижнюю область поля совмещают с металлической ванной и обогревают последнюю. По мере наполнения кристаллизатора металлом все три области перемещают вдоль кристаллизатора снизу вверх.со скоростью; равной линейной скорости наравления, слитка, при этом расходуемую. заготовку непрерывно подают в верхнюю пиковую область поля, Этот831808 Тираж 618 Подписное Филиал ППП "Патент"г Ужгород, ул.Проектная,4 метод индукционногопереплава позволяет выплавлять слитки с хорошимкачеством поверхности, исключитьобразование. трещин в слитке, а также предотвращает образование усадочной раковины в головной частислитка. Все это позволяет повыситьтехнико-экономические показателипереплава и увеличить выход годногометалла 121.Недостатком этого метода плавкиявляется сравнительно низкое использование энергии электромагнитногополя. Выделение тепловой энергии врасходуемой металлической, заготовкепроисходит главным образом, на участках боковой поверхности заготовки,расположенных напротив стыков секций кристаллизатора. В этих участкахзаготовки происходит быстрый нагреви плавление металла, расплавившийсяметалл стекает в кристаллизатор. Врезультате на,боковой поверхностирасходуемой заготовкиобразуютсящели глубиной 5-15 мм, Ширина ихвначале составляет.от 2 мм до, 4 мм,а высота соответствует фглубинепогружения заготовки в индуктор,Таким образом, оплавляемый конец расходуемой заготовки в поперечном сечении имеет зубчатую форму.В результате локального плавления металла и образования щелей наповерхности заготбвки передача энергии от индуктора к заготовке ухудшается, а следовательно, скоростьплавки и КПД процесса снижается.Кроме того, при достаточно большом углублении щелей в тело расходуемой заготовки в отдельных местахот заготовки отрываются кусочки нерасплавившегося металла. Попадаяв металлическую ванну, они могутнарушить кристаллизацию металлаили, привариваясь к слитку, ухудшить боковую поверхность его,Цель изобретения - интенсификация процесса переплава, повышениеКПД и снижение удельных энергозатратна переплав металла.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу индукционного переплава, включающему. опера-ции последовательного оплавлениярасходуемой металлической заготовки в электромагнитном высокочастотном поле и формирование слитка вохлаждаемом секционном кристаллизаторе, операцию подачи расходуемойзаготовки в поле индуктора осуществляют с реверсивным вращением заготовки вокруг ее оси на угол, равный 360/п,где п - число секций кристаллизатора,.Реверсивное вращение расходуемойзаготовки вокруг продольной оси позВНИИПИ Заказ 3524/58 воляет осуществить равномерное оплавление ее, исключить образованиещелей и отрыв нерасплавившихся кусков металла в ванну, а также получить однородную структуру слиткаи повысить технико-экономическиепоказатели плавки,П р.и м е р. В кристаллизатор ф106 мм, состоящий из 30 секций,помещают расходуемую металлическую0 заготовку из алюминиевого сплаваф95-98 мм и подают питание на индуктор. Питание индуктора осуществляют от лампового генератора мощностью 100 кВт. Частота тока составляет 66 кГц,Через 3-4 мин после включенияпитания заготовка начинает плавиться и на ее боковой поверхности образовываются продольные щели. Количество щелей точно соответствует20 ,количеству стыков между секциямикристаллизатора. После того, какглубина щелей достигает глубины 23 мм, что соответствует по времени3-4 мин от начала плавки, включают5 привод вращения заготовки. Опробывается. вращение заготовки в одну сторону, а также реверсивное ее вращение, Скорость вращения составляет от 1,0 до 10 об/мин, При этомнаблвдается существенное повышениескорости плавки. Реверсивное вращение предпочтительнее, поскольку меха-.низмы для реверсивного вращения конструктивно проще.Предлагаемый способ индукционного переплава позволяет повыситьскорость плавки (в среднем на 1417) и КПД, а также .снизить удельный расход электроэнергии (в среднемна 7-10)40 Формула изобретенияСпособ индукционного переплаваметаллов и сплавов, включающий последовательное оплавление металлической заготовки в электромагнитномвысокочастотном поле и формированиеслитка в охлаждаемом секционном кристаллиэаторе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации процесса переплава, повышенияКПД и снижения удельных энергозат 50рат на переплав металла, в процессеплавки осуществляют реверсивноевращение заготовки вокруг ее продольной оси на угол, равный 360/и,0где п - число секций кристаллизатора.55Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Петров Ю,Б. и Ратников Д,Т.Холодные тигли. М Металлургия,1972 с.105-131,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2736658/02,кл, С 21 С 5/56,1970.