Устройство для дегазации жидких металлов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ" Союз Советскик Социалистическик Республик(51)м. кл, С 21 С 7/10 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения В. А. Гольцов, А. П. Кузин и А, П. Фролов Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ ЖИДКИХМЕТАЛЛОВ Изобретение относится к цветной и черной металлургии, непосредственно к области внепечной обработки жидких металлов, и может быть использовано при непрерывном литье металлов и сплавов.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для дегаэации жидких металлов, которое включает соединенную с вакуумным насосом вакуумную камеру, снабженную по всей длине металлопроводом, выполненным иэ материала, не проницаемого для жидких металлов и пронинаемого для газов, и соединенным с патрубками для ввода и вывода металлов. Металлопровод.выполнен в виде объемного тела, имеющего две системы каналов и (или) полостей, одна из которых образована каналами, выполненными в объемном теле сообщающимися с патрубками для ввода и вывода металла, а другая состоит из каналов, выполненных в объемном теле и отделенных от первой системы внутренними газопроницаемыми перегородками и со" общающихся с вакуумной камерой. Отношение длины металлопроводящих каналов к их приведенному диаметру составляет 5-100. При обработке жидкого металла вакуумированием в известном устройстве добиваются снижениявредных газообразных примесей, в 5 первую очередь водорода, Однако после вакуумной обработки в металле остаются негазообразные включения (на,пример, окйслы металлов),также отрицательно влияющие на качество вып- Ю лавляемых металлов и сплавов. Дляснижения количества негазообразныхпримесей требуется дополнительнаяобработка жидкого металла (продувкаинертными газами). Недостатком уст ройства является также то, что егоконструкция не обеспечивает одновременно обработку газами и вакуумирование при рафинировании жидкого металла в движущемся потоке, что ведетк снижению качества металла и умень"шению степени рафинирования.Целью изобретения является увеличение степени рафинирования металлаи повышение его качества за счет 25,обеспечения воэможности одновременной обработки газами и вакуумированияжидкого металла.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для дегаэации жидких металлов по сечению камеры, преде51О152025 бО назначенной для приема жидкого металла, подлежащего рафинированию, дополнительно установлена по крайней мере одна газонепрбницаемая перегородка с отверстиями, совпадающими с металлопроводящими каналами.Другим отличием является то, что часть камеры, соединенная с патрубком для ввода жидкого металла, отделенная. гаэонепроницаембй перегородкой дополнительно снабжена патрубком для ввода рафинирующего газа. Существенно важно, чтобы гаэонепроницаемая перегородка устанавливалась на расстоянии 0,1-0,5 длины металлопронода от входного патрубка.Рафинирующий эффект в устройстведостигается благодаря тому, что дви-,жущийся по металлопроводу жидкий ме-.талл одновременно н первой газовойкамере, отделенной газонепроницаемойстенкой, насыщается рафинирующим газом под давлением, а затем во второйчасти камеры подвергается вакуумированию.Жидкий металл, насыщенный рафинирующим газом в первой газовой камере,поступает в вакуумную камеру, гдепроисходит его интенсивное выделение.Это приводит к вскипанию жидкого металла и его перемещению, В выделяющиеся пузырьки рафинирующего газа диффундирует водород и другие растворенные газы. Таким образом устрой-;ство обеспечивает одновременную обработку газами жидкого металла и на-.куумирование его. При этом повышается качество металла и увеличиваетсястепень рафинирования за счет снижения негазообразных включений.Если газонепроницаемая перегородкабудет установлена на расстоянии меньше 0,1 длины металлопровода от входного патрубка, то металл не будет успевать насыщаться, Увеличение длиныгазовой камеры больше, чем 0,5 длины,металлопровода, приведет к снижениюдегазирующего эффекта в вакуумнойкамере.На чертеже изображено устройство ,для дегаэации хидких металлов, общийвид.Устройство для дегазации жидкихметаллов содержит камеру 1 с размещенным в ней металлопроводом 2, выполненным в виде объемного тела изполупроницаемого материала (не проницаемого для жидкого металла),в котором имеются две системы каналов или полостей: одна система каналов 3 расположена вдоль направления движения жидкого металла и служит для протекания жидкого металла. Отношение длины металлопроводящих каналов 3 к их диаметру составляет 5-100. Другая система каналов 4 разделена от первой полупроницаемыми перегородками, которыми служит "тело" металлопрово да. В камере 1 по сечению установлена перегородка 5 из газонепроницаемого. материала так, что в камере 1 отделяется камера б вместе с каналами 7, выполненными в теле металло- провода идентично каналам 4. В перегородке 5 выполнены отверстия 8, совпадающие с металлопроводящими каналами 3. Система каналов 4 служит для эвакуации выделяющихся из металлов газов и сообщается с вакуумной частью камеры 1. Система каналов 7 служит для подвода рафинирующего газа к поверхности жидкогб металла и сообща- ется с камерой 6.Камера 6 снабжена патрубком 9,через который подается рафинирующий гаэ например, аргон). Перегородка 5 установлена на расстоянии 0,1-0,5 длины металлопровода от патрубка 9. Камера 1 снабхена патрубком 10, соединяющим ее с вакуум-насосом, а металлопронод 2 соединен с патрубками 11 и 12 для ввода и вывода металла.Взаимное расположение каналов не имеет принципиального значения, равно как и их Форма, и должно компановаться с учетом получения достаточной механической прочности дегаэатора и обеспечения компактности изделия. Работа устройства осуществляетсяследующим образом,Патрубок 11 погружается в жидкийметалЛ, который заполняет каналы 3,и включается вакуумный насос, связанный с камерой 1 патрубком 10, азатем в камеру б через патрубок 9подается рафинирующий газ.Иэ камеры 1, каналов 4 и полупроницаемого металлоправода 2 удаляетсявоздух и создается оптимальное заданное давление, С этого момента начина 4 О ется перелив металла, Во время перелива металла разренение в камере 1повышают до величины, необходимой дляинтенсивного удаления газов иэ металла, движущегося по каналам 3 ме 45 таллопровода 2 устройства. Рафинирующий газ, проникая через каналы 7 иэкамеры б к поверхности жидкого металла, насыщает его.Гаэонепроницаемая перегородка предохраняет камеру 1 от проникновения.рафинирующего газа из камеры б. Таким образом,в камеру 1 поступаеттолько лишь жидкий металл, насыщенный газом, по каналам 3, где происходит интенсивное выделение газа ввиде пузырьков. Интенсивное выделе.ние пузырьков в жидком металле способствует перемешиванию его. В выделившиеся пузырьки диффундирует но- дород, который затем удаляется вместе с рафинирующим газом. Таким образом, устройство осуществляет перелив металла с одновременной дегаэацией.Для прекращения действия устройства отключают подачу рафиннрующего газа н камеру 6, отключают вакуумный783349 Формула изобретения Составитель А. щербаковРедактор 3. Ходакова Техред А.Ач КорректорМ. Вигул Подитета СССРоткрытийая наб., д 479 3 Тираж 0 ВНИИПИ Государственного ко.по делам изобретений и 13035 р Москва, Ж, Раушс Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна насос, соединяют вакуумную камеру 1с атмосферой и прекращают подачу металла.В случае необходимости устройствоможет быть блокировано с кристаллизатором непрерывной разливки металла,что обеспечит рост качества металлапри непрерывной разливке.При принятых скоростях литья металлов и сплавов устройство обеспечивает насыщение их рафинирующимигазами с последующей дегазацией.Устройство является эффективным,например, в случае получения бескислородной меди и ее сплавов, когданасыщение водородом с последующимвакуумированием являются бсновными 15технологическими операциями. Такимобразом можно получать чистое железо.Расположение устройства (горизонтальное, вертикальное, наклонное) определяется технологией разливки металла в конкретных условиях,Данное устройство обеспечивает повышение качества металла и увеличениестепени рафинирования, Общий экономический эффект от использования уст,ройства будет слагаться иэ экономии,полученной за счет улучшения структуры металла в результате рафинирукщего воздействия газов; повышения качест-, ва металла в результате снижения его гаэонасыщенности. 1. Устройство для дегаэации жидких металлов по авт. св. Р б 8713 б, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения степени рафинирования металла, камера снабжена одной- двумя газонепроницаемыми перегородками с отверстиями, совпадающими с каналами для прохода металла, а часть камеры, соединенная с патрубком для ввода жидкого металла, отделенная перегородкой, дополнительно снабжена патрубком для ввода рафинирующего газа. 2Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е Ь я тем, что газонепроницаемая перегородка установлена на расстоянии 0,1-0,5 длины металло- провода от входного патрубка.