Устройство для введения порошкообразных реагентов в расплав

(51)5 С 22 В 9/05 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТВУ МУ С АВТО Жижченко миниевых ые процесова Думка,:бд О СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР(56) Ващенко К.И., Фирстов А,НВ.В. Повышение качества алвторичных сплавов. Сб. Усадочнсы в сплавах и отливках. - Нау1970, с. 274-277.Патент СССР В 1424742,кл. С 21 С 7/00, опублик, 1988. 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ РЕАГЕНТОВ В РАСПЛАВ Изобретение относится к литеиному производству, в частности к устройствам для рафинирования преимущественно алюминиевых расплавов,Целью изобретения является разработка устройства для дегаэации и рафинирования алюминиевых сплавов с повышенной степенью очистки от неметаллических и газовых включений.Поставленная цель достигается тем, что устройство для введения порошкообразных реагентов в расплав, содержащее цилиндрический бункер с коническим днищем и поперечной перегородкой с центральным отверстием, трубу для подвода транспортирующего газа и трубу с насадком для ввода газопорошковой смеси в расплав, снабжено(57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам для рафинирования преимущественно алюминиевых сплавов. Цель изобретения - повышение степени рафинирования. Через воронку 1, опуская затвор 2, заполняют дозатор порошковым флюсом и включают нагреватель 4. Газопровод 9 с насадком 10 погружают в расплав, одновременно открывая вентиль 15 газопровода 14. Часть газа проходит по трубе 7, а остальная в виде смеси с нагретым флюсом через отверстия 6 перегородки 5 - в камеру 8 смещения, откуда газопорошковая смесь через насадок 10 поступает в расплав, В случае слипания порошкового флюса его разрыхляют путем подачи газа через штуцер 13, Использование подогретых газа и флюса, слипание частиц которого легко устраняется, повышает степень рафинирования, 1 ил 1 табл. трубой, установленной в бункере в центральном отверстии перегородки, нагревателем, расположенным на внутренней стенке бункера, перегородка выполнена перфорированной, а труба для подвода транспортирующего газа соединена с верхней частью бункера.Пример работы устройства,Жидкий сплав АЛ 2 (ГОСТ 2685-75 готовили в индукционной печи. Для рафинирования использовали флюс следующего состава, мас,06: МаС 34; КС 56; йазАРб 10. Размер частиц флюса после размалывания в бегунках составлял 0,08-0,1 см. Обработку сплава проводили при 780.20 СРафинирование по способу-прототипу проводили 20 мин путем продувки расплавас расходом аргона 0,75 л на 1 кг и флюса 1 ф от массы металла.Для получения сравнительных данныхпроводили параллельно продувку аргоном сподачей порошка флюса, предварительно 5нагретых до 450-500 С 10-15 мин, с последующим выстаиванием продолжительностью 5 - 6 мин. При этом опыты проводили наверхнем, среднем и нижнем уровняхуказанных параметров, Кроме того, один опыт проведен при температуре флюса и газа ниженижнего уровня на 20 С и продолжительностью продувки 8 мин.При температуре нагрева флюса свыше500 С опыты не проводили ввиду того, что 15мелкие частицы последнего начинают слипаться и нарушается равномерность подачиего струей газа в расплав.Газонасышенность металла после егообработки, а также газонасыщенность необработанных образцов по обоим сравниваемым способам оценивали с помощьювакуум-кристаллизации образцов из сплаваАЛ 2 в соответствии с методикой ВИАМ (побаллам пористости). 25Эффективность рафинирования (ЭР)оценивали по результатам металлографического изучения шлифов опытных отливок спомощью соотношенияЭР = - 100,Чгде Чь, Ч - соответственно объемная доля,занятая включениями в поле зрения шлифов опытных отливок, полученных из нерафинированного сплава, (Ч 1) и сплава, 35обработанного по предлагаемому способу испособу-прототипу (Я,.Просмотр шлифов во всех случаях проводился в 40 полях зрения,Эффективность рафинирования (ЭР) и 40оценка газосодержания в образцах из сплава АЛ 2 показаны в таблице,Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что обработка сплава попредлагаемому способу по сравнению со 45способом-прототипом обеспечивает болееглубокое рафинирование сплава от неметаллических включений и газов. На чертеже изображено устройство для 50рафинирования алюминиевых сплавов продувкой порошками в печи и ковше в разрезе,Устройство содержит воронку 1 с затвором 2, наружную трубу 3, вдоль внутренней 55стенки которой смонтирован нагреватель 4,горизонтальную перегородку 5 с отверстиями 6, через центр перегородки проходитвнутренняя трубка 7, камеру смешения 8,образованную внутренней конусной частью наружной трубы и горизонтальной перегородкой, газопровод 9, заканчивающийся насадком 10 с отверстиями 11, Для подвода продуваемого газа к наружной трубе жестко прикреплены штуцеры 12 и 13, а газопровод 14 снабжен вентилями 15 - 17. В верхней части фурма снабжена манометром 18.Устройство работает следующим образом,Затвор 2 опускают вниз и через воронку 1 засыпают порцию порошка, который заполняет дозатор, ограниченный пространством между наружной 3 и внутренней 7 трубами, а снизу перегородкой 5, Включают нагреватель 4. Газопровод 9 с насадком 10 погружают в расплав, открывают вентиль 15 газопровода 14, а затем вентиль 16. При этом продуваемый газ поступает в дозатор, а затем разделяется на два потока. Один проходит через внутреннюю трубу 7, а другой - в виде смеси газа с порошком флюса поступает из дозатора через отверстия 6 перегородки 5 в камеру смешения 8. Оба потока смешиваются в камере смешения 6 и в виде газопорошковой струи поступают в газопровод 9 и через отверстия 11 насадка 10 вдуваются в расплав. Ход вдувания контролируется показателями, манометра 18.Если процесс поступления порошка в камеру смешения нарушается вследствие его слипания, то перекрывают вентиль 16, открывают вентиль 17,и газ, проходя через отверстия 6 перегородки 5 снизу, разрыхляет порошок. Затем вентиль 17 закрывают. Вновь открывают вентиль 16 и процесс продолжается в течение технологически необходимого времени. После окончания процесса перекрываются последовательно вентили 16 и 15. Устройство извлекается из расплава и цикл повторяется.Введение в расплав предварительно нагретых до 450 - 500 С порошкообразного флюса и инертного газа с помощью предлагаемого устройства способствует снижению тепловых потерь в жидкой ванне, связанных с необходимостью прогрева рафинирующей фазы до этого интервала температур,Важным преимуществом изобретения является то, что частица флюса (нагретая в устройстве), находящаяся внутри пузырька продуваемого газа (также предварительно нагретого), успевает расплавиться и покрыть тонкой пленкой всю поверхность всплывающего пузырька.При этом пленка флюса очищает поверхность пузырька от оксидных частиц, адсорбируя и растворяя их, за счет чего снижается диффузионное сопротивление1730190 Балл пористости по шкалеВИАМ ЭР Объемная доля включений в рафинированном металле,о Объемная доля включений в нерафинированном металле о Способ обработки расплава.0,05 7,8 0,39 0,05 3,8 0,07 0,41 25 30 при переходе водорода из металла в пузырек продуваемого газа.Таким образом, скорость перехода водорода, растворенного в металле, в пузырьки инертного газа возрастает за счет того, 5 что они покрыты флюсовой пленкой, более проницаемой для водорода по сравнению с оксидной.При этом расплавление частиц флюса должно быть обеспечено за время, при ко тором частица пройдет минимальное расстояние после ее введения в расплав. При использовании предлагаемого устройства продолжительность расплавления частиц диаметром 0,001 с составляет около 3 с, за 15 это время частица всплывает только на 55 мм.Использование предлагаемого устройства для рафинирования алюминиевых сплавов продувкой порошками в печи и ков ше обеспечивает повышение степени алюминиевых сплавов от неметаллических и ПрототипПредлагаемыйтемпература флюса игаза 450 С, продолжительность выстаивания10 минтемпература флюса игаза 500 С, продолжительность выстаивания15 минтемпература флюса игаза 475 С, продолжи.тельность выстаивания12,5 минтемпература флюса игаза 430 С, продолжительность выстаивания8 мин газовых включений; не усложняет технологический процесс рафинирования; уменьшает брак отливок путем повышения качества металла,ф о р мул а изобретения Устройство для введения порошкообраэных реагентов в расплав, содержащее цилиндрический бункер с коническим днищем и поперечной перегородкой с центральным отверстием, трубу для подвода транспортирующего газа и трубу с насадком для ввода газопорошковой смеси в расплав, отл и ч а ю щ ее ся тем, что, с целью повышения степени рафинирования, оно снабжено трубой, установленной в бункере в центральном отверстии перегородки, нагревателем, расположенным на внутренней стенке бункера, перегородка выполнена перфорированной, а труба для подвода транспортирующего газа соединена с верхней частью бункера.1730190 Составитель А,КауфманРедактор З.Ходакова Техред М,Моргентал Корректор О,Кундри зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро агарина, 10 каз 1491 ВНИИП Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 И