Способ плавки металлов и сплавов

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ(22) Заявлено 040180 (21) 2864210/22-02 (51 М. КЛ. Г 27 0 11/06 с присоединением заявки Но(23) Приоритет -Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 365. 52 (088. 8) Дата опубликования описания 30,1131 Г.М. Григоренко, Ю. В.Латаш, И. В.ШейкоЮ.М. Помарини С.А.КаниболоцкийОрдена Ленина и ордена Трудового Красй Знамениинститут электросварки им. Е.О.Патона(54) СПОСОБ ПЛАВКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Изобретение относится к электро- металлургии и, в частности, к способам плавки металлов и сплавов во взвешенном состоянии.Известен способ плавки металлов во взвешенном состоянии, включающий создание магнитного поля с ямой, перевод порции металла во взвешенное . состояние, нагрев, плавление, выдержку жидкого металла в определенных температурных и газовых условиях и слив металла в форму 1.Однако этот способ плавки обеспечивает ограниченную возможность регулирования температуры жидкого металла.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ плавки металлов и сплавов, включающий создание высокочастотного электромагнитного поля внутри реакционной камеры, нагреь. и плавление порции металла взвешенной в электромагнитном поле, создание в реакционной камере давления газа выше атмосферного и кристаллизацию металла в изложнице 21.Недостаток известного способа плавки - сравнительно узкий диапазон регулирования и сложность регулирования температуры металла,поскольку при регулировании температуры необходимо учитывать три параметра: вес образца металла, скорость газового потока и давлениегаза в реакционной камере установки.Цель изобретения - расширение диапазона, повышение точности и упро.щение процесса регулирования температуры жидкого металла.Эта цель достигается за счет того, что в способе плавки металлови сплавов, включающем создание вы сокочастотного электромагнитногополя внутри реакционной камеры, нагрев и плавление порции металла,взвешенной в электромагнитном поле,создание в реакционной камере давле ния газа выше атмосферного и кристаллизацию металла в изложнице, порциюжидкого металла вертикально перемещают в электромагнитном поле припомощи газовой струи заданного состава, направленной сверху вниз принеизменных напряженности электро-..Магнитного поля и статическом дав"ленин газа в реакционной камере.Предлагаемый способ плавки поз воляет регулировать температуру жид885776 помощи газовой струи, направленнойсверху вниз. Для этого устанавливается по ротаметрам определенный расход газа (газовой смеси), Газоваяструя перемещает образец вниз к индуктору, т.е. в область поля с болеевысокой напряженностью. И так , изменяя расход газа по показаниям ротаметра, образец металла можно переместить в нижнюю часть индуктора,В этой области поле имеет наибольшуюнапряженность, поскольку индукторвыполнен в форме конуса и металл нагревается до более высоких температур. 15 20 25 30 В опытных плавках в застойной )атмосфере Аг- (10-50) йтемпература образцов металла составляет с плав.+ +(10-30 С. Производя перемещение металлического образца при помощи газовой струи, достигают температуру металла на 25-40 С ниже температуры кипения. При этом суммарный расход газа по показаниям ротаметров составлет 12,6 л/мин. Как показывают дальнейшие опыты, расход газа зависит от конструкции индуктора, однако в любом случае регулирование температуры металла легко достигается за счет изменения расхода газа, продуваемого через реакционную камеру. Формула изобретения Способ плавки металлов и сплавов, включающий создание высокочастотного электромагнитного поля внутри реакционной камеры, нагрев и плавление порции металла, взвешенной в электромагнитном поле, создание в. реакционной камере давления газа выше атмосферного и кристаллизацию металла в изложнице,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения диапазона повышения точности и упрощения процесса регулирования температуры жидкого металла, порцию жидкого металла вертикально перемещают в электромагнитном поле газовой струей заданного состава,. направленной сверху вниз, при неизменных напряженности электромагнитного поля и статическом давлении газа в реакционной камере. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лакомский В. И. Методика изучения растворимости водорода в жидких металлах. Сб. "Газы в литом металле", 1964, с.254.2, Ращев Ц.В, Установка для определения растворимости азота в жидких металлах под давлением методом взвешенной капли, 1978, с.550. кого металла в широком интервале:от температуры плавления до температуры кипения. Перемещение образцаметалла в электромагнитном полеосуществляется газовой струей. Приэтом электрические параметры плавкии статическое давление газа в реакционной камере остаются неизменными.Перемещение образца металла в электромагнитном поле осуществляют путемизменения расхода газа, который контролируют по показанию ротаметра.П р и м е р. Создают высокочастотное электромагнитное поле четырехвитковым индуктором конусной формы.Питание индуктора осуществляют от высокочастотного лампового генератора ВЧИ 25/044, Мощность генератора25 кВт, частота тока питающего индуктора - 440 кГц. В процессе опытныхплавок мощность на индукторе не превышает 10 кВт. Расход газа для перемещения образца металла в электромагнитном поле устанавливают по показаниям ротаметров. Опытные плавки проводят при давлении газа в реакционнойкамере 1-10 атм. Переплавляют образцычистого железа и сплавы железа с хромом,содержащие от 5 до 30 хрома.Плавку осуществляли следующим образом.На дно реакционной камеры устанавливают соосно индуктору меднуюмассивную изложницу. В индуктор настеклянной ножке помещают металлический образец весом 5-10 г. Реакционную камеру герметиэируют, производят ее вакуумирование, заполняюткамеру газовой смесью заданногосостава или чистым газом. Включаютвысокочастотный генератор и подаютпитание на индуктор. В зависимостиот веса образца, подводимую к индук тору электрическую мощность устанавливают такой, чтобы можно было перевести металлический образец вовзвешенное состояние и расплавитьего. При этом благодаря конусной фор ме индуктора (конус перевернут вершиной вниз), образец металла расправляется по оси индуктора над его верх ним витком. После расплавления металла температура его незначительно 50 превышает температуру плавления. Причем температура металла при изменении:мощйости,подводимой к индуктору, неизменяется. При изменении мощностиобразец металла перемещается ввертикальном направлении и располагается в той области электромагнитного поля, в которой обеспечивается минимальный перегрев металланад точкой плавления. Дальнейшее регулирование температуры металла про-. 60 изводится путем перемещения образцаметалла в электромагнитном поле приВНИИПИ Заказ 10523/59 Тираж 661 ПодписноетФилиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная;4