Устройство для перемешивания жидкого металла

(57) Изобретен Целью иэобре интенсивности булиэвции пот магнитную сис выполнена в в разомкнутых илинейного пер друга по вертик я к металлургии, тся повышение ания за счет турйство содержит го поля, которая групп линейных механизмом их носительно друг ро магики АН ССР фгат, Клепиие относитс тения являе перемешив ока. Устро тему бегуще иде набора ндукторов с емещения от али, 4 ил. Изобретение относится к металлургии иможет быть использовано при кристаллизации металла в установках непрерывной разливки, при получении различных сплавов вемкостях, в установках получения монокристаллов, т.е. в технологиях с применениемМГД-устройств для перемешивания жидкого металла.Целью изобретения является повышение интенсивности перемешивания за счеттурбулизации потока,На фиг. 1 изображен МГД-перемешиватель с механизмом перемещения, вид сбоку.пунктиром изображены величина смещенияЬЬ индукторов в группе; на фиг, 2 - то же. видв плане; на фиг. 3 и 4 - схема течения жидкости в емкости при двух и одной группахиндукторов,ис- щеП редда бор индукто ных относит контуру. Ка виде пакета укладки ка ка. Количес пример, д гаемое устройство содержит маров 1, вертикально расположенельно друг друга по замкнутому ждый из индукторов выполнен вмагнитопровода 2 с пазами для тушек 3 обмотки трехфазного тотво индукторов обусловлено, наиаметром емкости, в которой стройства с ения й мощей формуГОСУДАРСТВЕН(ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторское бюнитной гидооаинамики Института фиЛатвССР и Институт физики АН Лат(56) Авторское свидетельство СССРМ 1161232, кл, В 22 0 11/10, 1985. 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИИЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА приготавливается сплав, либо кругляка(сляба), выходящего из кристаллизатора.Для обеспечения регулировки режимов перемешивания магнитная система снабжена механизмом линейного перемещения индукторов относительно друг друга по вертикали, выполненным, например, в виде Я винтовой пары 4, один из элементов которой прикреплен к индуктору,Устройство работает следующим образом. При размещении устройства, например, на емкости для обработки металла и при подаче питания на обмотки 3 индукторов 1 в расплаве металла возбуждается бегущее магнитное поле, увлекающее расплав вдоль вертикальной оси емкости.При питании индукторов от одного точника при помощи механизма переме ния индукторы группы смещают в пространстве по вертикали относительно друг друга на определенную часть полюсного деления.Для четырехиндукторного уодной группой величина смещжет быть установлена по следуюле:Л 1 =2 агс рп - "Р,В,где г - полюсное деление;В 8 п - величина индукции вращающегося поля;В - величина индукции бегущего поля.Наибольшая интенсивность перемешивания достигается при двух группах, т,е. когда часть индукто ров имеет одно направление магнитного поля, а вторая часть (группа) - противоположное первому.Для обеспечения аксиально-симметричного течения следует применять одну группу, что особенно эффективно при значительном превышении глубины проникновения поля по сравнению с диаметром емкости (или диаметра слитка, выходящего из кристаллиэатора). Таким образом, меняя взаимное расположение индукторов 1, можно регулировать соотношение аэимутальной и аксиальной компонент силы, возбуждаемой в расплаве, управляя направлением и интенсивностью потоков расплава, При этом не только повышается эффективность перемешивания. обуславливающая достижение высокого технологического результата, но можно, например, при кристаллизации металла регулировать движение его вблизи фронта кристаллизации и доставку веществ к фронту,П р и м е р. Для получения слитков системы В% ЯЬ путем насыщения легкоплавкой составляющей тугоплавким компонентом из твердой гглавэющей в жидкой фазе подпитки в графитовый цилиндрический тигель внутренним диаметром 30 мм и наружным 48 мм, располагаемый в четырех- секционном нихромовом нагревателе с проходным отверстием 70 мм, высотой загрузки 100 мм, загружают расчетное количество висмута. После расплавления металл выдерживают до установления рабочей температуры, с поверхности расплава удаляют механически окисную пленку, загружают расчетное количество сурьмы, для предотвращения окисления оставшееся пространство тигля заполняют окисью алюминия, после чего включают МГД-индуктор и проводят выдержку до окончания процесса син 40 45 5 10 15 20 25 30 35 теэа. Температурный профиль имеет небольшой (М 0,5 ос/см) положительный градиент, минимальная температура 345.ф.1 С.В результате, по мере насыщения расплава висмута сурьмой образующаяся твердая фаза (система ВЯЬ относится к непрерывным твердым растворам) отлагается вначале на нижнем торце тигля и затем по мере дальнейшего насыщения граница раздела фаз продвигается наверх до полного истощения подпитки (загрузка имеет избыток висмута),Без МГД-воздействия процесс идет за счет молекулярного и свободно-конвективного переноса крайне медленно ( 10 з мм/час) и образующаяся твердая фаза имеет разброс по концентрации,При применении МГД-индуктора вращающегося поля форма границы раздела сильно вогнута в твердую фазу, радиальный разброс достигает 20. Последнее обьясняется тем, что гидродинамическая структура. генерируемая МГД-вращателем у фронта кристаллизации, представляет собой восходящую струю в центре тигля. Нисходящий поток насыщен тугоплавким компонентом, кристаллизация данного состава у стенок тигля способствует концентрации легкоплавкой составляющей в центре слитка с соответствующим понижением ее температуры кристаллизации.Использование реверсирования меридиальных потоков с помощью предлагаемого устройства позволяет получить уплотненную границу раздела и снизить разброс до 2-4 . Формула изобретения Устройство для перемешивания жидкого металла, содержащее магнитную систему бегущего поля, о т л и ч а ю щ ее с я тем. что, с целью повышения интенсивности перемешивания за счет турбулиэации потока, магнитная система выполнена в виде набора групп линейных разомкнутых, вертикально расположенных по замкнутому контуру, индукторов с обмотками трехфазного тока с механизмам их линейного перемещения относительно друг друга по вертикали.1703245 Составитель 3. Кох Техред М,Моргентал Редактор М. Янкович Корректор М. Кучерявая Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 18 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5