Устройство для рафинирования алюминия и сплавов на его основе

1) Заяввтел им.С.И.Кирова и Днепропетровский ордена Тр Красного Знамени металлургический институт 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮИИНИ И СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕого устроиствать насыщения пубируемым водородом обретение относится к цветнойлургии, в частности к разработройств для непрерывного раания алюминия и сплавов на е ке ус финиров гооснове,Главным браковочным признаком отливок из электротермических сплавовалюминия является повышенное содержание неметаллических и газовых включений в них, что определяется методом рафинирования и, следовательно,совершенством устройств для проведения этого процесса.Известно устройство для рафинирования расплавов продувкой инертнымгазом, включающее емкость с крышкойи трубу для ввода газа, причем накрышке укреплены перпендикулярнорасположенные к поверхности ребра,спускаемые свободными концами в расплав Щ.Недостаток данннизкая эффективносзырьков газа адсэр в силу малой степени диспергированности газа и большой скорости прохождения газа через расплав,Известен способ рафинированияалюминия и сплавов на его основе продувкой газа с добавлением твердогорафинирующего флюса 21,В устройстве для осуществленияпроцесса, в качестве диспергатораиспользуется пористая перегородка,которая намного эффективней диспергирует газ, однако, проходя черезслой твердого Флюса, газ в значительной степени теряет высокую степеньдисперсности эа счет слияния пузырьков в более крупные. Окисление металла вследствие постоянного нарушения образованной по поверхности расплава защитной пленки окислов и шлака существенно снижает эффективностьиспользования устройства.Известно также устройство, выполненное в виде емкости с днищем,разделенной одной не доходящей доНа фиг.1 изображено устройство для рафинирования алюминия и сплавов на его основе, разрез; на фиг,2- сечение А-А на ,иг, 1; на фиг.3- кинетика изменения содержания водорода в сплаве АК 12 И 2 ИгН при рафинировании расплава с использованием устройстваУстройство для рафинирования алюминия и сплавов на его основе состоит из камеры 1 насыщения, выполненной в виде эллиптического параболлоида. Нижняя часть камеры насыщениясвязана с полостью камеры 2 сепара:ции так, что между обеими камерамиимеется отверстие 3 для прохода металла, Верхняя часть камеры насыще,ния снабжена каналом 4 подвода жидкого металла, расположенным в плоскости, перпендикулярной к плоскостиоси параболлоида и касательно к егоповерхности. В плоскости канала 4подвода металла. лежит и патрубок 5подачи газа, ось которого составляет острый угол с осью канала 4. Камера 2 сепарации переходит в желоб6 для слива металла, снабженный подвижным в горизонтальной плоскостизатвором 7 для задержки шлака,Устройство для рафинирования алюминия и сплавов на его основе работает следующим образом,Из еИкости, содержащей расплав,идущий на рафинирование (например,из печи) металл через канал 4 попадает в камеру 1 насыщения. На входев камеру насыщения струя расплававстречает струю рафинирующего газа,подаваемого через патрубок 5, Из-заструйного взаимодействия расплава игаза происходит диспергированиеструи газа на мелкие пузырьки и интенсивное перемешивание, ведущеек равномерному распределению пузырьков газа по всему объему металла,Приведенные таким образом в контактрасплав и рафинирующий газ в дальнейшем двигаются в камере насыщения1 вместе, причем геометрическая форма замкнутого объема (зллиптическийпараболлоид) ввод расплавленногометалла по касательной линии и осевое расположение выходного отверстия3 способствуют созданию сложноговращательно-вихревого движения рас"плава, насыщенного рафинирующимгазом. Такой характер движения обусПоставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для рафинирования алюминия и сплавов на его основе продувкой инертного газа, содержащем камеру насыщения и камеру сепарации, переходящую в желоб для слива металла, оснащенный затвором для задержки шлака, внутренняя полость камеры насыщения выполнена в виде параболлоида, нижняя часть которой соединена с камерой сепарации, а верхняя часть снабжена каналом подвода жидкого металла и патрубком для подачи инертного газа.Кроме того, ось канала подвода жидкого металла лежит в плоскости, перпендикулярной к плоскости оси па" раболлоида и касательно его поверхности, а ось патрубка ввода газа ле"55 жит в той же плоскости, составляя острый угол с осью канала подвода жидкого металла. ловливает высокую степень диспергированности газа, увеличение времени 3 908894 днища перегородкой на камеры, а само днище выполнено из проницаемых для газа и непроницаемых для расплава пористых плит, площадь которых составляет не менее половины 5 площади днища 31.Пористые плиты предназначены для распределения газа по сечению емкост и его диспергирования. Выполнение днища, в виде пористых керами- о ческих плит, составляющих только часть площади днища, не позволяет равномерно распределить газ по всему рбъему расплавленного металла, Поэтому в расплаве неизбежно сущест вование части металла, не вошедшего ,в контакт с рафинирующим газом и, следовательно, не прошедшего рафини. рования. К недостаткам известного устройства необходимо также отнести 20 трудность в обеспечении герметичности газораспределения в местах соединений пористых плит с другими конструктивными деталями, а также необходимость периодической замены или д чистки пористых плит от осажденных на них шлака и частиц застывшего металла.Цель изобретения - интенсификация процесса рафинирования алюминия и сплавов на его основе и повышение качества металла за счет уменьшения неметаллических и газовых включений путем более равномерного распределения рафинирующего Газа по Объему ме 35 талла.8894 , бЭкономический эффект эа .счет сни"жениялитейного брака от внедренияв производство предлагаемого устройства 71 тыс.руб. в год.5 Формула изобретения 1. Устройство для рафинирования 1 в алюминия и сплавов на его основепродувкой инертного газа, содержащеекамеру насыщения и камеру сепарации,переходящую в желоб для слива металла, оснащенный затвором для задерж ки шлака, о т л и ч а Ю щ е Е С ятем, что, с целью интенсификациипроцесса рафинирования и повышениякачества металла, внутренняя полостькамеры насыщения выполнена в виде 20 параболлоида, нижняя часть которогосоединена в камерой сепарации, аверхняя часть снабжена каналом подвода жидкого металла и патрубкомдля подачи инертного газа.25 2, Устройство по п.1, о т л и "ч а ю щ е е с я тем, что ось каналаподвода жидкого металла расположенав плоскости, перпендикулярной кплоскости оси параболлоида и касазв тельно его поверхности, а ось патрубка ввода газа расположена в той .же плоскости, составляя острый уголс осью канала подвода жидкого металла. Брак по отливкам поршней двигателей СМД 14 Н и СМД 17 КН, Ж 35% 90 пребывания металла в зоне насыщения, а следовательно, и времени контактирования металла с газом и постоянное перемещение слоев металла - дополнительное перемешивание. Из камеры 1 насыщения расплав через отверстие 3 переходит в камеру 2 сепарации, представляющую собой футерованную емкость, переходящую в желоб 6 для слива металла За счет. резкого изменения режима чения происходит разделение рас ,та на чистый металл и продукты р; :.:Оования. Задержка шламов произво;:,: я с помощью затвора 7, установленного на желобе слива металла,. и периодически удаляется. Испытания опытно-промышленногообразца предлагаемого устройства показывают, что содержание водорода вметалле снижается с 0,40-0,27 до0,18-0,21 см /100 г Ме. (см.фиг,3,где а - содержание Водорода до рафинирования; б - содержание водорода в процессе рафинирования),В процессе испытаний выплавленаопытная партия сплава АКТ 2 К 2 МТН вколичестве 650 т, прошедшая полныйцикл переработки по двум партиям.Результаты испытаний приведены втаблице. Источники информацииупринятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМф 334268, кл. С 22 В 21/06, 19702. Авторское свидетельство СССРЮ 343742, л. С 22 В. 9/10, 1969.3. Авторское свидетельство СССРИ 555860, кл. С 22 В 21/06, 1968908894 Реда Корректор А.Дзя з аб., д.4/ лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Составитель А.КосПчелинская Техред И.Тепер 32 Тираж 6578 НИИПИ Государственного коиитепо делан изобретений и откр 113035, Иосква, Ж, Рауаская Подписноа СССРт"