Устройство для рафинирования жидких металлов и сплавов

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19, (П) 070 Ы 59 С 22 В 9,/ ЦЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪ 9 ГОСУДАРСПО ДЕЛ ЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетеластво СССР 9 555155, кл. С 22 В 9/02, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ перед разливкой в кристаллизаторвключающее электроды, электромагнит и металвука,то,вы- линдсече - ) ч д и ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ лопровод с излучателями ультра отличающееся тем, с целью повьиаения механических свойств металла, металлопровод полнец в виде овалообразного ц ра, ограниченного в поперечном нин кривой согласно:уравнению И - любое рациональное число больше четырех,и 6 - положительные числа,находящиеся в соотноще 1:(0,1-0,4)Изобретение относится к металлургии цветных и черных металлов н предназначается для использования в процессах рафинирования и фильтрации металлов и сплавов с применением электрического и магнитного полей.Известно устройство для рафинирования жидких металлов и сплавов перед разливкой в кристаллизатор, включающее емкость, электроды, злектромагнит и металлопровод с излучателями 10 ультразвука 13 .Недостатком известного устройства является сравнительно невысокое качество отливаемого металла, характеризуемое крупнокристаллической структурой получаемой отливки.Цель изобретения - повышение механических свойств металла.Поставленная цель достигается тем что В устройстве для Рафиниро 20 вания жидких металлов и сплавов перед разливкой в кристаллизатор, включающем электроды, электромагнит и металлопровод с излучателями ультразвука, металлопровод выполнен в виде овалообразного цилиндра, ограниченного в поперечном сечении кривой согласно уравнению30где О - любое рациональное числофольше четырех,О и б - положительные числа,находящиеся в соотчошении 1:(0,1-0,4).На Фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.Устройство содержит электроды 1, 40 электромагнит 2, металлопровод 3 ,и излучатели 4 ультразвука. Металло- провод 3 выполнен в виде овалообразного цилиндра, который, ограничен в поперечном сечении кривой Ламе согласно уравнению (ф/р) + (1/6) 1 (сечение А-А на фиг. 1).Подвергаемый рафинированию жидкий металл направляют в вертикально установленную оболочку, .которая формирует .поток металла, и охлаждают до образования в металле .областей зарождения кристаллов.Металл в процессе рафинирования проходит нисходящим потоком последовательно зону 1 и зону Й., В зоне Т, 55 образованной полем постоянного электрического тока, создаваемого посредством электродов 1, и магнитным полем, создаваемым электромагнитом 2, происходит электромагнитное "утяже ление" рафинируемого металла. В зоне Р, образованной акустическим полем ультразвуковой частоты, которое соз-.дают посредством излучателей 4,происходи охлаждение рафинируемогометалла, образование центров кристаллизации и их интенсивный рост.После рафинирования поток металла направляют в кристаллизатор.Благодаря такому выполнениюустройства в рафинируемом металлепроисходит образование значительнобольшего числа центров кристаллизации, что в дальнейшем обеспечивает,получение металлокристаллическойструктуры отливки и повышенныхмеханических характеристик металла.По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет повысить качество отливаемого металлаза счет того, что при движении обрабатываемого металла с одновременнымохлаждением в трубе, имеющей формуовалосбразного цилиндра с поверхностью, описываемой кривой Ламе,широкие стороы которой колеблютс ультразвуковой частотой, возникаетэффект равномерного рассеиванияэнергии ультразвуковых колебаний.Этот эффект заключается в следующем.При движении жидкого металла в трубескорость перемещения его микрочастицв центре трубы выше скорости микрочастиц возле стенок. В то же времядействие ультразвука сильнее в центре трубы. Вследствие этого продолжительность пребывания микрочастицметалла в ультразвуковом поле. усредняется. Благодаря этому удаетсядобиться равномерного распределенияцентров кристаллизации по всемсочетаниям движущегося металла иполучить слиток с высокой степеньк)однородности свойств, обусловливающей повышенные характеристикй отлитого металла (такие как ударнаявязкость, пластичность, длительная,прочность) В таблице представлены сравнительные данные по механическим свойствамслитков алюминиевого сплава Д 1, полученных с использованием известногои предлагаемого устройств,Как следует из данных таблицы,предлагаемое устройство обеспечиваетпо сравнению,с известным повышениепредела прочности на 1,3-2,8 кг/мми относительного удлинения на 1,12,1.Экономический эффект, которыйможет быть получен народным хозяйством, в частности металлургическимизаводами при рафинировании сплавовна основе алюминия, в редлагаемомустройстве составляет около 10 руб.на 1 т сплава.1067070 Образец, Р Слиток 1 7,5 5,0 25,2 23,9 3,7 23,8 5,0 22,0 24,5 6,2 3,0 20,3 3 3,7 5,0 23,3 21,5 5,0 24,.2 3,0 20,9 2,2 5,0 23,8 18,4 6,2 4,5 25,6 23,5 5,7 3,6 24,3 21,5 Среднее Слиток 2 6,3 7,5 25,5 25,7 5,5 5,5 24,8 24,7 23,2,7,0 5,5 24,7 3 24,3 7,0 3,0 20,1 23,5 5,0 6,2 22,7 25,0 5,5 6,3 24,4 5,0 24,2 7,5 5,6 Среднее 6,7 23, 3 Я-А ВНИИПИ Заказ 11158/31 Тираж 608 - Подписное филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4 Предел прочности,Я" , кг/мм Литье с применением устройства Известного Предлагаемого 25,3 24,6 Относительное удлинение,ЪЛитье:с применением устройства Известного Предлагаемого