Устройство для получения гранул из металлических расплавов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 801405 51) 4 В 22 Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " .РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПИ К авки, рд дейсения м з в ля, п ого давлоставляак каковлены и ма ав а равнь е. в ме игля, тагнитным влением, то это позволя(57) Изобретение отн литейного производст бласти тся в частност(56) Патент ФРГ У 3116792,кл. В 22 Р 9/10, опублик. 1982.Патент США Ф 3378883,кл. 18-27, опублик. 1968. 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ3 МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ к технологии гранулирования металлических расплавов, и может быть использовано для получения гранул монодисперсного состава из алюминия,меди, железа и других металлов исплавов на их основе. Цель - получение из металлических расплавов гранулмонодисперсного состава. Жидкий металл поступает в тигель и истекает асположенные в днищвием гидростатичесталла и постояннойнитного давления.с отверстиями устах расстояниях от осстах с одинаковым еспечить получение частиц равзмеров. 1 ил.где- коэффициент скорости вставки; р - плотность жидкого металла;- ускорение сил тяжести; Ь - высота гидростатического столба жидкого металла;Изобретение относится к литейномуоизводству, в частности к технолоии гранулирования металлических раславов, и может быть использовано для 1 толучения гранул монодисперсного состава из алюминия, меди, железа и друих металлов, а также сплавов на их снове. Целью изобретения является полуение из металлических расплавов частиц (гранул) монодисперсного состава.На чертеже изображено предложенное устройство, общий вид.Устройство содержит тигель 1, вьг полненный в виде двух коаксиально расположенных труб, соединенных между собой днищем. Внутри тигля соосно с ннм установлен шихтованный из электротехнической стали ферромагнитный сердечник 2, охлаждаемый водой. Для возбуждения электрического тока в жидком металле тигель с внешней стороны охвачен индуктором 3. В днище тигля 1 на равных расстояниях от его 25 оси установлены вставки 4 с отверстиями, сквозь которые истекает жидкий металл. Тигель 1 изолирован от индуктора 3 и ферромагнитного сердечника2 теплоизоляцией 5 (например, минеральной ватой).Устройство работает следующим образом.При питании индуктора 3 переменным током в жидком металле, находящемся- 35 в тигле 1, индуцируется электрический ток. Взаимодействие этого тока с собственным магнитным полем и полем индуктора 3 приводит к появлению в металле объемных электромагнитных сил, имеющих постоянную и переменную во времени составляющие. Последняя изменяется с двойной частотой питающего тока. Жидкий металл истекает через встав 45 ки 4, расположенные в днище тигля 1, под действием гидростатического давления металла и постоянной составляющей магнитного давления. Скорость струи на выходе из вставки 450- постоянная составляющаямагнитного давления перед вставкои.Частота собственных продольных колебаний струи, истекающих из вставки 4, диаметр которого й составляетЦоЙГй,Если в такую струю вносить воз=мущения с частотой Й,то будет происходить резонансный распад ее с образованием жидких частиц равных размеров. В цанном устройстве такие возмущения вносятся переменной составляющей магнитного давления. Для этого индуктор запитывается напряжением,частота которого равна й/2, Наличиеферромагнитного сердечника и размещение его в устройстве такыр образом,что жидкий металл как вторичная средаиндукционной системы оказывается расположенным между индуктором и ферромагнитным материалом, существенноувеличивают индуцированный в жидкомметалле ток и, следовательно, увеличивают магнитное давление в тигле,которое обуславливает резонансный распад струй. Поскольку магнитное давление в металле меняется по радиусутигля, то для обеспечения одинаковыхскоростей истечения жидкого металласквозь вставки они располагаются поокружности на равных расстояниях отоси тигля. Последнее обуславливаетравенство частот собственных колебаний для всех истекающих из вставокструй. Внося в истоки этих струй возмущения в виде переменного магнитногодавления, частота которого совпадаетс собственной частотой струй, получаем резонансный режим, обеспечивающий распад струй на частицы равныхразмеров.В отсутствие ферромагнитного сердечника из-за малой индуктивнойсвязи между индуктором и жидким металлом величина переменной составляющей магнитного давления, обуславливающая резонансный распад струи металла, является недостаточной. Наличие сердечника 2, установленного внутри тигля, увеличивает магнитное давление в металле в 2-3 разаТак как вставки 4 с отверстиямиустановлены на равных расстоянияхот оси тигля 1, т,е. расположеныв местах с одинаковым магнитным давУстройство для получения гранулиз металлических расплавов, содержащее тигель, охваченный индуктором, З 5 и вставки с отверстиями, размещенныев днище тигля, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью получениячастиц монодисперсного состава, оноснабжено шихтованным ферромагнитнымсердечником, установленным внутритигля соосно с ним, а оси отверстийвставок расположены на равных расстояниях от оси тигля. 3 14059лением, то скорости всех струй, аследовательно, их собственные частотытакже одинаковые (при условии, чтодиаметры отверстий равны).5Таким образом, размещение внутритигля 1 ферромагнитного сердечникаи расположение вставок 4 с отверстиями на равных расстояниях от его осипозволяет обеспечить резонансный распад всех струй на одной частоте,что обуславливает получение частицравных размеров из всех вставок 4.Использование устройства в производстве гранул из высокотемпературных и агрессивных металлов и сплавовпозволяет получать частицы, а припоследующей их кристаллизации - гранулы монодисперсного состава. В этомслучае отпадает необходимость в дальнейшей их классификации, посколькувыход годной продукции, т.е. гранул,пригодных для дальнейшей переработки,при реализации резонансного распадаструй составляет 95-98 Е. При этомзначительно сокращаются потери металла, связанные с повторным переплавом бракованных гранул.П р и м е р. С помощью устройствапроизводили гранулирование расплаваалюминия и сложнолегированных алюминиевых сплавов. Для этого приготавливали расплав в индукционной канальнойпечи, откуда его по желобу подавалив тигель устройства, Требуемый уровень металла в тигле поддерживался спомощью запорного устройства, установленного в летке печи,Кристаллизация частиц осуществлялась в специальной вязкой жидкости,которая позволяла к минимуму свестидеформацию гранул при входе частицв охлаждаемую жидкость и при дальнейшей их кристаллизации, Диаметр от 754верстий насадков для получения гранул диаметром 1,7 мм был 0,95 мм,а для гранул диаметром 1,0 мм -0,55 мм. Уровень металла в тигле вобоих случаях бып примерно одинаковым и составлял 60-70 мм. Частотаобразования частиц - 100 Гц. Процессгранулирования осуществлялся припостоянном значении ампер-витков индуктора, равным 9 кА,В случае отсутствия ферромагнитного сердечника (когда его убирали) уровень электромагнитных усилий в жидком металле значительно снижался, При с 1= 0,55 мм истечение расплава вовсе не наблюдалось, а при Йо = 0,95 мм распад струй был не регулярным.Таким образом, наличие ферромаг" нитного сердечника, расположенного внутри тигля с жидким металлом, и установка в днище тигля вставок с отверстиями, сквозь которые истекает струя расплава, на равном расстоянии от оси тигля позволяют получить сферические гранулы монодисперсного состава. Формула изобретения140597 5 Составитель Г. КоломейцевТехред Л.Сердюкова Корректор И.Муска Редактор Н.Горва Заказ 3141/1 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 740 ВНИИПИ Государствен по делам иэобрет 13035, Москва, Ж, Подписноеого комитета СССРний и открытийаушская наб д. 4