Установка для диспергирования расплава металлов и сплавов

,3 . ИъЛКбТЕИ ТВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ ГОСПО Д ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Фе ну диспергир вки расплава 8.8) 61450 ь 1975. льство Р 9/06 расплаво вытеснит с ь кл. А У 10ожены ССР 198 установлен в в с образованием теля у дна ван расплава выпол(54) (57) 1. УСТАНОВКА РОВАНИЯ РАСПЛАВА МЕТ содержащая связанные приводами водоохлажд диск-кристаллизатор расплава, а также ва которая выполнена в дуктором, установлен теснителем и образуе кристаллизатором пит становка п аясят тор с приви п.1, отлм, что дискдом укрепле гибкой мемизмом, обе 1 уровня раб У крисвраныечили камер и сое посредств нен с мех регулиров ости диск поверх 3805709/22-0222. 10.8423.03 86А.Е.АлалтаджВ.А.Шабалин621. 762. 242 (ОПатент США У 364-87, опубликторское свидет6938, кл. В 22 ДЛЯ ДИСПЕРГИАЛЛОВ И СПЛАВОВ,ежду собоймый полыйвытеснитель у с расплавом, де тигля с инсоосно с выпод дискомель с забортлич ающая с ью повьппения выхода ьности работы устаия энергоемкости про ка снабжена вакуумно ном, отделяющим ования от зоны подгопричем ванна с к-кристаллиэатор, сплава и экран распомной камере, экран анне с расплавом заборной части питаны, а вытеснитель нен обогреваемым.Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения металлических частиц, волокон и порошков, предназначенных преимущественно для переработки сложнолегированных жаропрочных и жаростойких металлов и сплавов.Цель изобретения - повышение вы- хода годного продукта, а также стабильности работы установки и снижение энергоемкости процесса диспергкрованкя.Сущность предложенного технического решения заключается в том, что обеспечивается процесс диспергкрования в вакуумной камере, Это позволяет полностью ликвидировать воэможность захолаживания диспергируемой поверхности расплава струей газа и обеспечивает наивысшую ско - рость кристаллизации частиц, присущую способу экстракции из расплава твердой фазы вращающимся дискомкристаллизатором. Одновременно снижается содержание газов таких, как кислород, водород, азот и др. до тысячных долей процента и позволяет вести процесс при более низкой температуре, практически равной температуре плацления сплава плюс 50- 100 С перегрева. Это обеспечивает высокое качество готового продукта при более низких энергозатратах, Снабжение установки обогреваемым вытеснктелем повышает стабильность ведения процесса и в 8-10 раз срок его службы, что также положительно сказывается на повышении выхода годной продукции. Конструктивное выполнение ванны с расплавом в виде тигля с индукционным нагревом, в корпусе которого, в зоне действия индуктора, расположен питатель, заборная часгь которого находится у дна тигля, а выходное сечение питателя выведено на верхний торец тигля под охлаждаемый диск-кристаллизатор, позволяет плавить и поддерживать температуру расплава практически всех металлов и сплавов, полностью ликвидирует возможность переработки шлаков, обеспечивает температуру расплава в питателе, равную температуре расплава и в тигле, расплав плавно и равномерно подается под рабочие ручьи многоручьевой конструкции дискакристаллкзатора, обеспечивая идентичные условия питания всех ручьев в процессе диспергкрованкя идет постоянное перемешивание расплава в тигле с помощью индуктора, обеспечивая равномерный химсостав расплава по всему обьему расплава.Отделение вытеснктеля от дискакристаллизатора системой экранов предохраняет рабочую поверхность последнего от налипания брызг и нагара во время пла.вки металла и предохраняет его от перегрева во время работы, что стабилизирует процесс диспергирования и улучшает качество конечной продукции.На фиг. 1 схематически изображена. предложенная установками нафкг, 2 - разрез А-А на фиг. 1, нафкг. 3 - схема работы датчика уровня. диспергируемого расплава.Установка содержит механизмзагрузки шихты, механизм 2 загрузки легирующих добавок, диск-кристаллкэатор 3 с приводом 4, нанну 5 срасплавом 6, вытеснитель 7 расплава,бункер 8 для сбора частиц, Установка снабжена вакуумной камерой 9,в которой размещены вытеснитель 7расплава с нагревателем 10, ванна5, выполненная в виде тигля с индуктором 11, установленного сооснос вытеснителем 7 расплава. В корпусе тигля, в зоне действия индуктора11, образован питатель 12, заборнаячасть 13 которого находится у днатигля, а выходное его сечение 14выведено на верхний торец тигляпод охлаждаемый диск-кристаллиэатор3 Привод 4 диска-кристаллизатора 3через датчик 15 уровня диспергируемого расплава 6 связан с приводомвытеснителя не показан). Зеркалорасплава в тигле и вьггеснитель 7 45расплава размещены с диском-кристаллизатором 3 системой экранов 16,делящих вакуумную камеру на зоныдиспергирования 17 и подготовки расплава 18, Диск-кристаллизатор 3 выполнен полым, во внутреннюю полостькоторого через вал 19 привода 4подводится и отводится охлаждающаясреда, при этом диск-кристаллизатор3 с приводом 4 укреплен в вакуумнойкамере 9 посредством гибкой мембраны 20 и соединен с механизмом 21, обеспечивающим регулировку рабочей поверхности 22 диска-кристаллизато 3 12 ра по уровню. Бункер 8 соединен с вакуумной камерой 9 каналом 23 с полым поршнем 24 через систему вакуумных шиберов 25 и 26. Датчик 15 уровня может быть выполнен, например, с использованием луча лазера. Луч газового лазера 27 подается на оптическое устройство 28, разлагается на два параллельных луча, расстояние между которыми и определяет величину перемещения диспергируемого уровня расплава 6. Попадая на оптическое устройство 29, лучи преломляются в призме 30 и попадают на фотосопротивления 31. Сигнал от фотосопротивлений подаются на блок 32 управления, усиливаются и поступают на привод перемещения вытеснителя 7 расплава, обеспечивая таким образом пропорциональное регулирование перемещения вытеснителя, а следовательно, обеспечивая положение уровня диспергируемого расплава между двумя лучами лазера в пределах 0,05 мм. Размеры выходного сечения 14 питателя 12 выбираются из следующих условий: длина его равна 1,2- 1,5 толщины диска-кристаллизатора 3, а ширина выбирается из условий обеспечения ламинарного потока расплава.Установка работает следующим об - разом.Исходное положение - рабочий вакуум 1 10 мм рт.ст. Вакуумные шибера 25 и 26 открыты, полый поршень 24 находится в крайнем нижнем положении, датчик 15 уровня расплава настроен на заданную толщину получения диспергируемых частиц. После этого с помощью механизмов загрузки шихты 1 и загрузки легирующих добавок 2 в тигель загружаются и плавят - ся при помощи индуктора 11 поочередно шихта и легирующие добавки. Сплав тщательно перемешивается за счет магнитных полей индуктора 11. После готовности сплава диску-кристаллиэатору 3 сообщается от привода 4 вращательное движение, а после его выхода на режим (максимальное число оборотов) во внутреннюю полость диска-кристаллизатора 3 через вал 19, подается охлаждающая среда. Устанавливается линейная скорость перемещения вытеснителя 7 расплава, предварительно нагретого с помощью нагревателя 10 до температуры расплава в ваннеВытеснитель 7 расплава пере 19254 а 55 51015 20 25 30 35 40 45 50 давливает расплав 6 иэ тигля по питателю 12 под рабочую поверхность22 диска-кристаллиэатора 3. При соприкосновении расплава с рабочей поверхностью 22 диска-кристаллиэатора3 происходит экстракция расплава.В случае, если уровень расплава впитателе 12 отклонится от заданного,датчик 15 уровня выдает соответствующий сигнал на блок 32 управления,а последний выдает соответствующуюкоманду на привод вытеснителя расплава 7, в зависимости от командылинейная скорость вытеснителя увеличивается либо уменьшается на соответствующую величину. Закристаллиэовавшиеся частицы на рабочей поверхности 22 диска-крис - таллиэатора 3 под действием центробежной силы срываются с нее и через канал 23, полый поршень 24 попадают в бункер 8. После выработки расплава 6 иэ ванны 5 процесс прекращается либо повторяется вновь. Смену бункера 8 можно производить без вскрытия вакуумной камеры 9 на воздух, для чего перекрываются шибера 25 и 26, бункер 8 снимается с шибером 26, а на его место устанавливается новый бункер с шибером, бункер вакуумируется, после чего соединяется с вакуумной камерой. Сравнительные опыты по диспергированию алюминиевого сплава, проведенные на известном устройстве и на предлагаемой установке показали" Ъ следующие преимущества предлагаемой установки: гарантированно обеспечивается стабильная работа установки с высокой производительностью (максимально возможная для выбранного диска в кристаллизато), при этом обеспечивается высокое качество получения продукции, характеризующееся сверхвысокой скоростью кристаллизации, получением частиц равнотолщинной величины с сравнительно одинаковой структурой кристаллизации и с низким содержанием примесей и газа, а также с постоянным заданным химсоставом от частицы к частице. 1На предложенной установке переработаны как низкоплавкие металлы и сплавы, так и сложнолегированные жаропрочные стали и сплавы с темпераотурой плавления до 1500 С.1219254 23 Энергоемкость процесса за счетснижения перегрева диспергируемогорасплава на 150-200 С снижена на 20-25 Е при переработке относительно тугоплавких металлов и сплавов,1219254 нраж 757 Подписно ал ППП "Патент", г. НИИПИ Заказ 1190/1 4-М од, ул. Проектная, 4