Установка для обработки и диспергирования жидких металлов

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУ 5 ЛИК 9) И 11 В 22 Р НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТ ВУ О АВТОРСКОМ ЕЛЬСТ чества гранул,энной иэ . нерва и денит укционныеа трезвнами юметапвофф выпоп ироваиияф го алеки находиВканалов, .аиия; и, с 33 ортиыйрия технолог 16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(46) 30.08.83. Бюп. М 32 (72) Ю.В.Бойко, А. Ф. Колесниченко, В. П. Полищук и В. С. Яковлев (71) Институт электродинамикиАН Украинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР по заяже,й 2407057/02. кп. В 229 23/08, 1977.(54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ И ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ЖИДКИХ МЕ ТАЛЛОВ, содержащая "емкость с перегородкой, индуктор, два индукционных Канала, поперечный метаппопровод с соп, вами и апектромагниты, о т и и ч а ющ а я с я тем, что, с цепью расширен ических воэможностей, повыщения акономичности и, каперегородка выполнена смэпектропроводного матернаемкость на камеру диспергировамиксер, сообщающиеся череэ иидканалы, которые охватывают яркстержневого индуктора с обмотстержне, при атом поперечныйпровод с соплами выцопнен открысверху, обраэоваи углублением,ненным в дне камеры дисперграсположенным в эаэоре нервотромагнита - диспергирующегося выше устьев индукционныхвходящих в камеру диспаргироввторой электромагнит - тран охватывает обьединенные устья индукцэонных каналов, расположенные ащ мзВсером.009843 2ится к технике дио- вырабатываемой продукции, но и затруцщюводных жидкостей няет оперативное воздействие на качестнение в процессах во обрабатываемого мета пла.ицованного очищен- Цепью изобретения явпяется устранееских жидких метал ние укаэанных недостатков, раоширение и метаппургических технопогическнх возможностей, повышение пя диспергирования экономичности установки и улучшение каетических установках, честви гранул.во дпя диспергирова=, Цепь достигается тем, что емкость ящее из емкости дпя щ разделена сменной неэпектропроводной уктора с четным перегородкой на камеру диспергирования каналов, попереч- и миксер, сообщающиеся через индукционс соппамн: (на каж- ные канапы, которые охватывают .ярма х канапов), причем трехстержневого индуктора с обмоткамиционных канапов на каждом стержне, при. этом поперечный Изобретение относпергирования электрои может найти примепопучения моногранупного сырья из техничпов в ряде питейныхпроцессов, а также дпотока шпака в энергИзвестно устройстния распнавов,состожидкого метаппа, инд1чиспом индукционныхного метаппопроводадую пару индукционньместа соединения икдук 15 с поперечным метаппопроводом помещены в воздушные зазоры эпектромагнитов, число электромагнитов соответствует чиспу индукционны х. канапов, поперечный. металпопровод распопагается на индукционных канапах несимметрично относитепьно вертикапьной оси устройства, ьбпизи дна емкости с жидкостью, индук- ционные канапы, охватываемые индуктором, сдвинуты вппотную, емкость с жид костью раздепена на два отсека эпектропроводной регулируемой по высоте перегородкой 1,Недостаток такого устройства состо- . ит в том, что поперечный метаппопровод с сопповым аппаратом, распопоженный в нижней его части, выполнен закрытым, что затрудняет его очистку от частиц, которые, осаждаясь на отверстиях соппового аппарата, приводят к нарушению ус тойчивого процесса диспергирования. Дпя устранения засорения в процессе диспергирования приходится периодически демонтировать сопповой аппарат и прочищать фипьеры.Кроме того, в таком устройстве зоны взаимодействия полей эпектромагнитов с токами в жидком метаппе (перекрестия индукционных канапов с поперечным метаппопроводом, размещенные в воздушных 45ботки и диспергирования жидких метаппов состоит из емкости 1 дня жидкого етаппа 2, устья 3 ципиндрнческого отверстия, транспортного эпектромагнита 4, 50общей части 5. индукционных канапов, индуктора 6, индукционных каналов 7 и 8, ванны 9 дпя охцаждекия моногрануп, поперечного метаппопровода с сопповым аппаратом 10, диспергирующего эпектромагнита 11, верхних крышек 12,.защитного шпака 13, вертикапьной эпектроизопяционной перегородки 14, раздепяющей емкость 1 на миксер и камеру дисперги- рования, спивной арматуры 1 5. На фиг. 1 зазорах .эпектромагнитов) удапекы от соппового аппарата. Но поскопьку переменная составпяющая сипы достаточно быстро затухает, то это ухудшает степень использования переменных сип, развивающихся в зоне юаимодействия.Отсутствие в самом устройстве отстойной зоны, в которой можно производить предваритепьную очистку и обработку жидкого метаппа, приводит к необходимости применения внешних допопнитепьных устройств - миксеров, что не только существенно удорожает эксппуата-.цию диспергатора и повышает стоимость метаппопровод с соппами выпопнен открытьм сверху, образован угпубпением в дне камеры диспергарованиа, распопоженным в зазоре первого эпектромагнита-диспергнрующего, и находится выше устьев индукционных кацапов, входящих в камеру диспергирования, второй эпектромагниттранспортный, охватывает объединенные устья индукционных канапов,распопоженные под миксером..Распопожение открытого поперечного метаппопровода выше пода емкости позвопяет сохранить метапл в установке при откпюченном электропитании и свести к минимуму металпостатическое давпение над соппами, а испопьзование трехстержневого индуктора позвопяет эпектрически изопировать миксер и камеру диспергирования и производить все технологические операции, предшествующие диспергированию, с незапопненным сопповым аппаратом.На фиг. 1 изображена установка дпя технопогической обработки и диспергировакия жидких метаппов, вид сверху; на фиг.2 - разрез-А-А фиг. 1; на фиг. 3- установка, поперечный разрез; на фиг.4- разрез Б-Б Фиг. 1; на фиг. 5 - эпектрическая схема вкпючения установки.Установка дпя технопогической обра3 . . 909 сплошными черными стрелками показан путь протекания электрического тока, наведенного в жидком металле индуктором 6. Как видно из фнг. 1, направленное протекание электрического тока задается электроизоляционной перегородкой 14,5 причем последняя не полностью пересекает диспергирующую емкость, а оставляет путь для протекания жидкости (и тока по ией) в поперечном канале с сопловым 10 аппаратом 10 Края диспергирующей емкости скошены с целью преимущественного распределения металла в области попе речного канала с сопловым аппаратом 10,Установка работает следующим образом.Режим расплавления твердой шихты, Из установки удаляется перегородка 14, в миксере есть небольшое фболото", за.- гружается твердый металл и ведется его расплавление. Индуктор 6 включается на три фазы, а алектромагнит 4 включается так, что металл в каналах 7, 8 движется иэ камеры диспергирования в миксер, Это в 2-3 раза интенсифицирует25 процесс плавления и уменьшает угар металла. Для слива металла из установки беэ диспвргирования в устье 3 вставляется сливной металлопровод 1 5. Поскольку при етом требуется повышенное30 давление, индуктор переключается в однофаэный режим питания, причем пол ное напряжение прикладывается к обмотке среднего стержня, Соединение обмоток индуктора 6 в треугольник уменьшает и выравнивает по каналам 7,8 сопротивление рассеяния.Режим технологической обработки жидких металлов. После того, как металл в емкости 1 расплавится, приступают к его технологической обработке. Полярность40 питания транспортного электромагнита 4 меняется на противоположную по сравнению с режимом расплавления. В емкости 1 устанавливается перегородка 14, при чем последняя по высоте ниже уровня входа в поперечный канал с сопловым аппаратом 10. Уровень жидкости в миксере ниже уровня жидкости в камере диопергировання. Эта разница в уровнях поддерживается эа счет давления, развиваемого в активной зоне.С целью уменьшения влияния на температуру жидкого металла ввода шихты объем миксера выбирается в 3-5 раэ больше объема камеры диспергирования,На поверхности металла в миксере наводится слой флюса. Это позволяет при сливе жидкости из камеры диспергирова-. 8434ния в миксер получать дополнительную непрерывную очистку металла с высокой аффективностью за счет большой поверхности плоской стекающей струи.Режим диспергирования. Этот режим осуществляется при установке в камере диспергирования перегородки 14. Эта перегородка располагается выше уровня поперечного металлопровода с сопловым аппаратом 10 и обусловливает заполнение металлом последнего. Одновременно оиа формирует путь тока в непосредственной близости от соплового аппарата, что спо собствует повышению эффективности ио- пользования электромагнитных сил, возникающих в зоне диспергировагия. В этом режиме направление движения жндкрго металла обозначено белыми стрелками (см. верхнюю часть фиг. 2). Металл движется иэ миксера через устье 3, проходит зону электромагнита 4, по общей чаоти 5 индукционных каналов, по каналам 7 и 8 входит в камеру диспергироваиия, поднимается вверх, заполняет. поперечный металлопровод с сопловым аппаратом 10, ,достигает верхней кройки регулируемой по высоте перегородки 14 и сливается в миксер. Включением электромагнита 11 начинается процесс диспергирования,Протекание электрического тока по поперечному металлопроводу с сопловым аппаратом 10 при включенном электромагните 11 приводит к магнитогидродина мическому взаимодействию тока в жид- кости с приложенным переменным магнитным полем, в результате чего в жидкости образуются импульсные силы, направленные вниз, и осуществляется дробление струи на капли равных размеров.Выполнение установки для технологической обработки и диспергирования жидкого металла согласно изобретению по эволяет перегородкой 14 поддерживать уровень жидкого металла в камере диспергирования независимо от электропровод- ности жидкого металла. Выполнение открытым сверху поперечного канала с сопловым аппаратом 10 дает воэможность легко очищать сопла, не срывая процесса диспергирования, а цри выходе из строя соплового аппарата заменять его, не сливая металл из установки.Электромагнит 4 индуктор 6 и электромагнит 11 допускают гибкое раэдель. ное и совместное управление процессом расплавления, рафинирования и диспергирования жидкого металла в гранулы, причем, поскольку в режиме плавления индуктор включен по трехфазной схеме,этот самый энергоемкий режим осущесгвпяется с минимапьными искажениями,вносимыми в пита 1 ощую сеть. Регупированием расходов метаппа по контурам инаукционных канапов достигается воэможность многократной прокачки опредепенного объема жидкости с цепью ее рафинирования в самом процессе диспергирования,В предлагаемой установке отпадает необходимость во внешней обработке жид 10кости (устройства рафинирования, миксеры и др.); что позвопяет существенно .снизить себестоимость вырабатываемыхмоногрануп, удешевить и упростить обспуживанйе установки. 35В сВязи с тем что в такой установкескорость истечения жидкости из сопепрегулируется в широких предепах эа счетизменения высоты перегородки и среднего давпения в поперечном метаппопроводе, дпя питания. не нужен источник регулируемой частоты, а достаточен трехфазный источник постоянной, Например промышпенной, частоты. При этом изменения.размеров моногрануп достигаются изменением диаметра совал,Применение предлагаемой установкирасширяет гехнопогические воэможностипо обработке, очистке н рафинированиюжидкого метаппа в самом процессе аиспергирования без промежуточею х дорогостоящих устройств, повышает экономич-,843 Ьность установки и качество монодиспергирования. Например, переход на предпагаемую установку при производстве охотничьей свинцовой дроби поэвопяет попноотью отказаться от модификатора - мышьяка и, тем самым, существенно улучшитьусловия труда. Переход на,предпагаемуюустановку в радиотехнической промышпенности дает возможность попучить гранупы,которые Непьзя попучить при других известных процессах, а из этих гранулкомпоэитную припойную провопоку (оповянный.припой совместно с равномерно распредепенной по длине и объему канифолью)диаметром 0.,18-0,25 мм дпя пайки рааиотехнических схем, что позволит применитьавтоматы дпя пайки, устранить две операции (одна из них - огмывка детапейпоспе пайки), существенно повысить производитепьность труда, уменьшить загазованность помещений, упучшить гигиенутруда,Онытно-промышпенные образцы намечается внедрить на заводах по изготовпению радиотехнических припоев с фпюсамии охотничьей дроби, Дальнейшее внедрениепредпопагается в производствах по изготовпению грануп бопее высокотемпературных метаппов - апюминия и др.Предпагаемый годовой эффект в расчете на одну установку сосгавпяет 7090 тыс.руб.909843 4 Ри г ректорБ ина Редактор 3. телеви нтф, г. Ужгород, уп, Проектная, 4 ипиа/3 Тир НИИПИ. Государстпо депам иэоб 13035, Москва 813 Подписноенного комитета СССРтений и открытий