Приспособление для дегазации алюминия и его сплавов в устройстве для рафинирования расплавленных металлов

Т ии, го Ьд СМ Комитет Российской Федерацш по патентам и товарным знакам ОПИСАНИЕ ПАТЕНТУ(71) Всероссийский институт легких сплавов(73) Всероссийский институт легких сплавов(54) ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИАЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ В УСТРОЙСТВДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННЫХМЕТАЛЛОВ(57) Изобретение относится к области металлурв частности к рафинированию алюминия исплавов от водорода при продувке расплава ине ными газами. Приспособление для дегазации алюминия и его сплавов в устройстве дпя рафинирования расплавленных металлов состоит из газопровода и газораспредепителя, представляющего собой пористый элемент, который расположен в титановой трубке и металлургически соединен с ней, выполнен двуслойным из титановых гранул различных фракций, причем наружный слой пористого элемента изготовлен из более мелких гранул, при этом соотношение размера фракций внешнего слоя и размера фракций внутреннего слоя находится в пределах 1 3 - 5, а его толщина составляет 5 - 25% от общей толщины пористого элемента. 2 ил 1 т;пИзобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывному литью алюминиевых сплавов, а также может быть игпользовано при рафинировании других металлов и сплавов.Известно приспособление для догазации расплава, состоящее иэ пористого элемента и гарпровода, причем пористыйс "элемЬйт выпрлнен в виде плиты из керамического материала и установлен в устройстве для рафинирования металлов.Основным недостатком этого технического решения является невысокая степень дегазации расплава в связи с занесением в него влаги, которая всегда присутствует в рафинирующем газе, что вызывает ее последующее разложение при высоких температурах с выделением водорода, загрязняющего расплав инородными включениями.Предлагаемое приспособление для дегаэации алюминия и его сплавов в устройстве для рафинирования расплавленных металлов состоит из газопровода и газораспределителя, представляющего собой пористый элемент, который расположен в титановой трубке и металлургически соединен с ней, выполнен двухслойным из титановых гранул различных фракций, причем наружный слой пористого элемента изготовлен из более мелких гранул. при этом соотношение размера фракций внутреннего слоя нахбдится в пределах 1:3-5, а его толщина составляет 5-25 от общей толщины пористого элемента,Предлагаемое приспособление позволяет существенно повысить эффективность дегазации алюминия и его сплавов от водорода при продувке расплава инертными газаМи за счет предотвращения попадания в расплав водорода из постоянно присутствующей в рафинирующем газе влаги, разлагающейся в парообразном состоянии при ее прохождении через пористый элемент газо- распределителя с выделением водорода, который полностью поглощается пористым элементом с чрезвычайно развитой активной поверхностью, При этом образуется твердый раствор и гидриды титана, что и предохраняет расплав от укаэанных загрязнЕний.Применение предлагаемого приспособления на практике позволяет исключить появление газовой пористости в металле, существенно повысить технико-экономические г 1 окаэатели производства и улучшить качество выпускаемой продукции,При соотношении размера фракций внешнего слоя и размера фракций внутреннего с 1 оя за пределами 1:5 и с ю, го 5 ,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 смачиваемость поверхности пористого элемента расплавом с "забиванием" межзеренных отверстий окислами и нарушением работоспособности устройства, а при их соотношении за пределами 1:3 наблюдается снижение эффективности дегазации алюминиевых сплавов из-за уменьшения активной поверхности межзеренных отверстий пористого элемента, ч 1 о вызывает появление газовой пористости в литой продукции и ухудшает качество металла,При толщине внешнего слоя выше 25; от общей толщины пористого элемента имеет место недостаточная пропускная способность рафинирующего газа при его прохождении через пористый элемент приспособления, что существенно снижает эффективность дегазации расплава и ухудшает качество металла за счет появления в нем газовой пористости или расслоений, а при толщине менее 5 наблюдается растворение внешнего слоя пористого элемента в процессе его работы и проникновение расплава в его поры, чго нарушает работоспособность приспособления или выход его из строя.На фиг.1 схематично изображено в сборке приспособление для дегазации алюминия и его сплавов, продольный разрез; на фиг.2 - часть устройства для рафинирования расплавленных металлов, в котором расположено предлагаемое приспособление для дегазации алюминия и его сплавов.Предлагаемое приспособление состоит из газопровода 1, титановой трубки 2, пористого элемента, расположенного в титановой трубке и металлургически соединенного с ней в процессе их совместного спекания,Пористый элемент сосгоит из двух слоев 3 и 4, выполненных из титановых гранул различных фракций, причем наружный слой 3 изготовлен из более мелких гранул по сравнению с внутренним слоем 4, при этом соотношение размера фракций внешнего слоя и размера фракций внутреннего слоя находится в пределах 1:3-5, а его толщина составляет 5-25 от общей толщины пористого элемента,На фиг,2 пунктирными линиями условно обозначен один из выемных фильтрующих элементов б устройства с перфорированным дном, под которым располагается предлагаемое приспособление при полном его погружении в расплаво 7 одной из каплер оафинирования устройс гва,Приспособление для де;.1 лции алюминия и его сплавов работа тл дующим образом.Рафинирующий 1 аз (лзо 1 аргон, смесь аргона с хлором с д 1 и:л; ч 116: ллонаты их опробования при дегазации алюминиевых деформируемых сплавов при различных конструктивных параметрах предлагаемого приспособления.5 В результате опробования предлагаемого приспособления для дегаэации алюминия и его сплавов в устройстве для рафинирования расплавленных металлов был достигнут следующий технико-эконо 10 мический эффект при литье слитков: увеличение снижения газосодержания в алюминиевых деформируемых сплавах на 40-90: существенное улучшение качества металла и выпускаемой продукции за счет15 устранения газовой пористости. расслоений и других дефектов газового происхождения; повышение эффективности производства за счет снижения брака по дефектам газового происхождения, что по. высило выход годного на 5-12.Таким образом, приспособление для дегазации алюминия и его сплавов в устройстве для рафинирования расплавленных металлов позволяет решить ряд важных 25 промышленных проблем, связанных с улучшением качества металла в конструкционных материалах и повышением технико-экономических показателей производства,30 или газовой сети в газопровод 1 и далее через титановую трубку 2 поступает в пористый элемент, состоящий из наружного 3 и внутреннего 4 слоев, при прохождении через которые он иэмельчается, взаимодействует с титановыми гранулами и поступает в расплав 7 в виде мельчайших пузырьков 5.При этом вода, которая постоянно присутствует в рафинирующем газе в виде влаги, в процессе прохождения через пористый элемент разлагается в парообразном состоянии с выделением водорода, который поглощается титановыми гранулами эа счет высокой поглощающей способности титана и чрезвычайно развитой поверхности пропускных каналов между спечеными гранулами,Наружный слой 3 пористого элемента, выполненный из более мелких гранул по сравнению с внутренним слоем, при работе устройства обеспечивает условия образования мельчайших пузырьков рафинирующего газа и предохраняет проникновение расплава в пористый элемент, а внутренний слой 4 обеспечивает необходимый расход рафинирующего газа при сравнительно небольшом его гидравлическом сопротивлении.В качестве примера в таблице приведены различные варианты выполнения приспособления для дегазации алюминия и его сплавов в устройстве для рафинирования расплавленных металлов, а также результа(56) Авторское свидетельство СССРИт 401743, кл. С 22 В 21/Об, 1972,Ьр 1 х2а Фос эа щос ср роФ сх ааФ ФФЭБ 1.ха ЕоФ сро 1- Ф т р с Щ х 5 х Ф о с р р Щ а Щ Щ с с Щ 1- Ф Е 5 а С: Щ Ф 1 р Ф У Щ а о а 1- р 13 5 оФ Ф э С л х л Ф Б о 5 1- р о х х Я 1 2 р Щ х о Щ Щ5 Б в О. о 1 о Е а Щ Щ с с р х Ф 5 х 3 о 1- о5 с о Ь 5 Ф Ж И 1 О Ф о х х Э Е Ф с 133 о3 с о 1 Ф 3 о 1- о о р Щ х а о с р х Б Ф Ф о с р Ф 5 х 5 х з о 1- о о р х Б 5 а с с Ф С 1 о Ф с лФ а 1- л х Ф Ю СО о СО о х Щ аО. Ф ф 5 5 х 3 Ф Ф Ф1Б1осВосо13 Е Е )5 о с р Р 3 Ю С 3 ЮаВЭ Ф5охсч сщ а55 1 о со с о 13 Е Е о 1- р 5 а о с 5 о с р Б 5 3 Ф х Ы Щ Щ с р Щ а Ж Б о с р 5Е х Е О СО ою о 5 с х 1- Ф т р Щ Щ с с Щ 1- Ф о Ш 1- р Ф Ф о х 5 хЩх15срФ Ф55р Фор хЩа ФОсО Ф О.а е 1 ОЕ ле.Ф сот о52001135 10 10 Фиг. Составитель Л.ОсокиТехред М.Моргентал Редактор А.Купрякова Корректор С.Патрушева аказ 31 дписно Тираж НПО "Поиск" Роспате13035, Москва, Ж, Раушская 4/ роизводс,1 иеннп-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 11 Формула изобретения Г 1 РиспОсОБлениГ для деГАЭАции Алюминия И ЕГО СПЛАВОВ В УСТРОИСТВЕ ДЛЯ РАФИНИРО ВАНИН РАСПЛАВЛЕННЫХ МЕТАЛЛОВ, СОДЕРжа щее газопровод и газораспределитель с пористым элементом, отличающееся тем, что пористый элемент размещен в титановой трубке и металлургически соединен с ней, ьыполнен двуслойным из титановых гранул различных фракций, причем наружНЫИ СЛОИ ПориСтОгО ЭлЕмЕнта ИЗГО 1 О лен из более мелких гранул, при этом соотно шение размера фракций внешнего слоя и размера фракций внутреннего слоя находится в пределах 1 . 3 - 5, а его толщина составляет 5 - 25 от общей толщины пористого элемента.