Устройство для рафинирования металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИДЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН В 21/О 21) 46) 0 71) И Н УСС роди никкиое конструкторскоо Института электехно роди на (72) А (53) 6 (56) Л гг гМ о и А.А.Куча,8)тельство СССРВ 9/02, 1982ОВАНИ ГОСУДАРСТЯЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СОР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 380166/31-021.02.867.12.90. Вюл.нститут электР и Специальногическое бюрмики АН УССР(57) Иэобретение относится к цветной металлургии, в частности к расЬинпрованию цветных металлов. Цельиэобр ет ения - повышение э 4 к 1 ективности рафинирования металла и упрошениеусловий эксплуатации устройства,Устройство выполнено в виде емкостии снабжено пер ег ор од ками 5 и 6, всрхним 3 и нижним 2 электродап 1, металлопроводом 4, многовитковбй катушкой 7, спивным патрубкамп 8 и 9.В верхней перегородке 5 установленытрубчатые керамические Фильтры 10для очистки металла от примесей.2 з.п. ф-лы, 2 пл,Изобретение относится к цветнойметаллургии в частности к рафиниЭрованию цветных металлов,Целью изобретения явпяется повышение эффективности рафинирования металла и улучшение условий эксплуата-ции устройства,На фиг. 1 изображено устройство,на фиг. 2 - разрез А-А на фиг,. Устройство содержит рафинированную емкость 1, нижний 2 и верхний 3электроды с металлопроводом 4 иограничивающими перегородками 5 и б,многовитковую катушку 7, сливные патрубки 8 и 9. Электрод 3 с металлопроводом 4, верхней 5 и нижней б. перегородками, являющимися частью данного электрода, устанавливается в верхней части цилиндрической емкости 1,а в нижней торцовой части емкостьстыкуется с электродом 2. Верхняя1перегородка 5 выполнена в виде дискаи содержит ряд отверстий, в которыхразмещены керамические трубчатыеФильтры 10 для очистки металла отпримесей, имеющих плотность меньшеплотности расплава. Нижняя перегородка 6, выполненная в виде диска сцентральным отверстием, соединенас основанием металлопровода 4 а между внутренней стенкой емкости и перегороДкой существует зазор для прохода взвешенных примесей, имеющихплотность больше плотности расплава,С целью поступления рафинируемого 35металла в цилиндрическую емкость внижней части металлопровода имеютсярадиальные отверстия. Многовитковаякатушка 7, необходимая для созданиявращающегося магнитного поля, выполиена съемной и легко. устанавливаетсяна внешней поверхности цилиндрической рафинировочной емкости. В верхней части металлопровода имеютсяфлюс 11, индуктор 12, магнитопровод 4513 шинопровод 14, токопроводящиеклеммы 15, миксер 16, кристаллизатор 17.Устройство работает следующим образом. 50При включении индуктора под напряжение через электроды 4 и в стенкахрафинир овоч ной емкости прот екаетпеременный электрический ток, вызывающий нагрев графитовой емкости. Затем струя расплавленного металлапри закрытом патрубке 8 поступает измиксера через отверстие в верхнемэлектроде в предварительно разогретую рафинировочную емкость. Металл,подлежащий рафинированию, через радиальные отверстия в основании металлопр овода заполняет цилиндрическуюемкость, и после этого на поверхность расплава вводят жидкий покровно-рафинирующий флюс, позволяющийисключить окисление металлаПри и одач е напряжения на эл ектр оды и многовиткрвую катушку черезслой Флюса и расплав протекает переменный электрический ток, а такжена жидкий металл воздействуют магнитным полем. Многовитковая катушказапитывается от внешнего источникатока, а протекающий по ней переменный ток создает магнитное поле, которое смещено относительно поля рассеяния катушки индуктора устройствав пространстве и во времени. В результате наложения этих полей создаетсявращающееся магнитное поле, При этомвозникает вращающий момент, приводящий металл в круговое движение относительно продольной оси рафинировочной емкости. Причем угловая скоростьвращения жидкого металла в процессерафинирования может регулироватьсякак величиной пропускаемого черезрасплав осевого тока, так и величиной и фазой тока, подаваемого в многовитковую катушку. Эффективностьрафинирования увеличивается с повышением скорости циркуляции расплава,а также путем увеличения поверхностиконтакта и времени воздействия рафинируемого металла с флюсом.В результате вращательного движения расплава появляются центробежныесилы, способствующие коагуляции неметаллических включений, Под действием центробежных, сил, находящиеся врасплаве примесные частицы, имеющиеплотность больше плотности металла,перемещаются к стенкам рафинировочной емкости и, попадая в вихревыепотоки, твердые частицы коагулируютна себя неметаллические включения,а затем. последние флотируются на поверхность расплава. Некоторая частьпримесных частиц, обкатываясь постенкам, попадает в кольцевой зазорв нижней части рафинировочной емкости. Крупные примесные частицы осаж,даются на дно емкости и впоследствии удаляются через сливной патрубок8. Более мелкие частицы примесейвместе с металлом увлекаются.черезцентральное отверстие нижней пере161 5городки 6 в область радиальных отверстий металлопровода 4 вследствие существования в этом месте эоны пониженного давления, Данные частицы, являясь центрами коагуляции, способствуют укрупнению частиц твердых неметаллических включений, которые присутствуют в потоке новых порций металла, поступающего с металлопровода. Таким образом, подобное перемещение мелких примесных частиц в поле центробежных сил позволяет повысить эффект рафинирования, В то же время твердые неметаллические включения, имеющие плотность меньше плотности расплава, дрейфуют к продольной оси рафинировочной емкости. Образующиеся при этом шлаковые включения, состоящие из твердых неметаллических включений с адсорбированным на их поверхности газом, задерживаются верхней перегородкой электрода, установленного в верхней части рафинировочной емкости. С помощью керамических фильтров 10, расположенных по периметру в верхней перегородке, осуществляется тонкая очистка расплава от неметаллических включений, Затем отрафинированный металл из сливного патрубка 9 установки поступает в кристаллизатор. По мере необходимости шлаковые образования, осевшие на дне рафинировочной емкости, выводят через сливной патрубок 8, 1 После накопления взвешенных примесей в покровно-рафинирующем Флюсе, находящемся в верхней части металло- провода, его удаляют через отверстие в верхнем электроде.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность процесса рафинирования и качество выпускаемой продукции. Экономи 1961 6ческая эффективность изобретениясостоит в увеличении выхода, годного,в литейном производстве. Использование предлагаемого устройства позволит значительно сократить расходжидкого флюса, устранить применениев технологическом процессе рафинирования токсичных газов.1 О формула изобр ет ения 1. Устройство для рафинированияметалласодержащее цилиндрическую 15вертикально .-установленную рафинировочную камеру, перфорированные перегородки, расположенные в верхнейи нижней частях камеры, металлопровод, соедине ный с нижней перегородкой, трубы для подачи и слива металла, патрубок для удаления примесейи электромагнитный вращатель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процессарафинирования и улучшения условийэксплуатации, оно снабжено электродами и керамическими фильтрами, электроды установлены в торцах камеры,верхний электрод выполнен с осевымотверстием и соединен с металлопроводом, последний герметично соединенс верхней перегородкой, а Фильтрыустановлены в отверстиях верхней перегородки.2. Устройство по и.1, о т л и - З 5 ч а ю щ е е с я тем, что электромагнитный вращатель выполнен в видемноговитковой катушки, охватывающейполовину цилиндрической поверхностикамеры.3, Устройство по пп, 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что перегородки и металлопровод выполнены изграфита.1 б 11961 оставитель А.Арнолехред Л,Сердюкова Корректор Н,Ревск Редактор Н.Гун Производственно"издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 каз 3814 Тираж 48 НИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Подписноепо нзобреуениям и открытиям при ГКНТ СССР