Устройство для получения металлических сплавов

(19) Э(Я) С 21 С 1/О ИЕ ЙЭО ОПИСА л Пол Карл льство 1959ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) Ричард Алойзиус глинн и ПоТроян (СНА)(71) Ричард Алойзиус флинн иТроян (СРИ)(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯЯЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ иэ по крайнеймере двух компонентов, температураплавления одного иэ которых выше тем-,пературы кипения другого при атмосферном давлении, содержащее печь с открытой полостью в верхней, части для заливки одного из компонентов сплава, реакционную камеру с выпускным отверстием и узел подвода к реакционной камере расплава второго компонента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь компонентов при смешении и увеличения степени .их усвоения, печь снабжена каналом для создания расплавом поддерживаемого статического напора в реакционной камере., при этом .один конец узла подвода второго компонента расположен внутри реакционной камеры со стороны, противоположной вы" пускному отверстию.ВИзобретение относится к металлур- гин, в частности к устройствам для получения металлических сплавов, состоящих по меньшей мере иэ двух компо+ нентов, температура плавления одного иэ которых выше температуры кипения 5 другого при атмосферном давлении.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для получения металлических сплавов, со О держащее печь с .открытой полостью в верхней части для заливки одного из компонентов сплава, реакционную камеру с выпускным отверстием и узел подвода другого компонента к реакци онной камере 1.Однако известное устройство не всегда обеспечивает высокую степень усвоения вводимых в сплав компонентов и при получении сплавов имеют место высокие потери вводимых компонентов.Цель изобретения - уменьшение потерь компонентов при смешении и увеличение степени их усвоения.поставленная цель достигается тем что в устройстве для получения металлических сплавов из по крайней мере двух компонентов, температура плавления одного иэ которых выше температуры кипения другого при атмосферном давлении, содержащем печь с открытой полостью в верхней части для заливки одного из компонентов сплава, реакционную камеру с. выпускным отверстием и узел подвода к реакционной ка- З 5 иере расплава второго компонента, печь снабжена каналом для создания расплавом поддерживаемого статического напора в реакционной камере, при этом один конец узла подвода 40 второго компонента расположен внутри реакционной камеры со стороны, противоположной выпускному отверстию.На Фиг.1 представлено устройство 45 общий вид, на Фиг,2 - сечение А-А на Фиг.1, на Фиг.3 - сечение Б-Б на Фиг.2, на Фиг.4 - сечение В-В на фнг,1 узла подвода второго компонента); на фиг.5 - вариант выполнения узла подвода второго компонента.Печь 1 имеет в верхней части открытую полость 2 в виде нагреваемой воронки, в которую иэ емкости 3 подают расплавленный металл. В нижней части печь 1 соединена с реакционной камерой 4, Внутри печи выполнен огнеупорный канал 5, который охватывает нагреватель б. Канал может бытьвыполнен иэ графита или керамики. Во ронка 2 выполнена из графитового кожуха 7, вокруг которого установлен нагреватель 8, огнеупорной футеровки 9 и наружного кожуха 10. Огиеупорный канал 5 с нагревателем 6 также65 охватывает огнеупорная Футеровка 11 и наружный кожух 12.Воронка и канал могут быть выполнены заодно или разъемными.Диаметр канала минимальный, тогда как диаметр воронки больше ее высоты, что обеспечивает поддержание напора постоянным. Изменяя место соединения печи с реакционной камерой, можно поддерживать высоту печи оптимальной для создания требуемого статического напора.Реакционная камера состоит иэ огнеупорного цилиндра 13, выполняемого цельным или составным из двух частей 14 и 15, соединенных на реэьбе. Огнеупорная втулка 16 установлена в отверстии с резьбой, выполненном.в части 14 цилиндра, а огнеупорный элемент 17 соединяет нижнюю часть канала 5 и втулку 16. В части 14 цилиндра установлен направляющий блок 18, имеющий ,7-образный канал 19, длинный конец которого находится на одной линии с отверстием втулки 1 б, а короткий оканчивается в отверстии возле оси части 14 цилиндра. Направляющий блок 18 выполнен так, что его верхний и нижний края сопрягаются с частью внутренней поверхности огнеупорного цилиндра 13, а боковые поверхности смещены от внутренней поверхности огне- упорного цилиндра 13 таким образом, что расплавленный металл, текущий череэь печь, проходит через,Л-образный канал 19 направляющего блока 18, а затем проходит вокруг направляющего блока к заднему концу реакционной камеры 4, Пробка 20 закрывает отверстие, образованное при сверлении нижнего конца Ю-образного канала в задней стенке направляющего блока 18. В верхней области части 15 предусмотрено отверстие 21 с резьбой, находящееся на конце реакционной камеры, противоположном печи 1. В это отверстие ввернута труба 22 кристаллизации. Труба 22 связана с окружающей средой и позволяет выйти воздуху, первоначально содержащемуся в реакционной камере.Расплавленный металл, поступая в реакционную камеру, сначала будет выдавливать воздух, содержащийся в ней, а затем, если войдет в трубу, иэ-за небольшого отверстия трубы расплавленный металл будет быстро кристаллизоваться и герметизировать трубу кристаллизации и реакционную камеру 4. Как только реакционная камера герметиэируется, давление в ней достигает величины, определяемой напором расплавленного металла в печи 1, Чтобы контролировать температуру расплавлеыного металла в камере 4 ее обычно заключают в керамическую трубу 23, вокруг которой нама тывается нагревательный элемент 24,Узел 25 подвода расплава второго . компонента связан с реакционной камерой 4 через наклонное отверстие 26 с резьбой, Узел 25 содержит цилиндр 27 из огнеупорного материала, рекомендуется из граФита. Цилиндр 27 вы полнен иэ двух чашеобразных частей, соединенных вместе резьбой. Втулка 28 с резьбой устанавливает цилиндр 27 в отверстии 26. Керамическая труба 29 подцерживает нагревательный 1 О элемент 30, окружающий цилиндр 27, На наружном конце узла 25 в цилиндр 27 ввинчен патрубок 31, который несет подпружиненный механизм 32 на: своем. свободном конце. Стебель клапа на 33 может аксиально перемещаться вдоль оси узла 25 и несет на ближнем к реакционной камере конце игольчатый клапан 34, который упирается в седло клапана 35, соединенное резьбой со втулкой 28. На противоположном конце стебля клапана 33 смонтирован стопор. Пружина окружает стебель клапана 33 и смещает игольчатый клапан 34 в закрытое положениеСтебель клапана 33 может быть единым или может быть изготовлен иэ ряда стержней и соединений, Там, где стебель клапана 33 имеет значительно меньший диаметр, чем сверление втулки 28, может быть предусмотрена граФитовая втулка ЗО 26, чтобы обеспечить более равномерный переход, Если необходимо, втулка 36 может выполняться из алюминия, чтобы обеспечить предварительную обработку и дегазацню реакционной камеры 4.Нагревательный элемент 30 создает достаточно тепла, чтобы расплавить магниевые бруски 37, содержащиеся в цилиндре 27, и образовать жидкий маг,ний, который затем нагнетается в реак. ционную камеру инертным газом через трубу, когда игольчатый клапан 34 открыт.Модификация устройства для введения 45 магния в реакционную камеру схематично показана на фиг.5.Часть 14 имеет находящееся под уг-лом отверстие 38, имеющее размеры, чтобы пропускать твердую магниевую проволоку 39, в то время как внутриреакционной камеры 4 поддерживаетсядавление. Для облегчения входа проволоки 32 внешний конец отверстия 38 мо жет быть расширен, Магниевая проволока ,39 может подаваться иэ соответствующего барабанного устройства не показан в реакционную камеру 4 с кон".тролируемой скоростью при помощиодного ряда или больше роликов 40.Магниевая проволока 9 подается в щобласть выхода 1-образного канала19, образованного в направляющемблоке 18. В результате относительновысоких температур,в реакционной камере магниевая проволока быстро плавится и может растворяться и диспергироваться в расплаве чугуна, чтобыобразовать смесь чугуна и магния,Печь 1, реакционная камера 4 иузел 25.установлены на раме 41. Кольцо 42, имеющее Фланец на свободномконце, прикреплено к раме 41 и несетотвод 43 для подачи инертного газа вкольцо, К Фланцу кольца 42 присоединена труба 44 с фланцем, противоположный конец которой закрыт и герметизирован. Как показано на .Фиг,1, труба 44 наклонена, причем часть с Фланцем выше, чем закрытый конец. Огнеупорную трубу 45 рекомендуется вы.полнять иэ граФита. Один ее конец закрыт и она расположена в трубе 44.Выпускное отверстие,46 связывает ре-акционную камеру 4 н находящуюся поддавлением изложницу 47 через кольцо 42,Работает устройство следующим образом.При работе устройства расплавленныйчугун выливается из емкости 3 вворонку 2 и, следовательно, печь 1.Расплавленный металл проходит через7-образный канал 19 направляющегоблока 18 и заполняет реакционную камеру 4, После того, как будет вытолкнут воздух, сначала заполнявший реакционную камеру, и она герметизируется в результате кристаллизации рас-.плавленного чугуна в кристаллизационной трубе 22, .давление, определяемоеуровнем расплавленного металла в воронке 2, установится. Перед загрузкойпечи расплавленным металлом включается нагреватель 30 узла 25, чтобы расплавить магниевые бруски, содержащиеся в нем.Как только реакционная камера 4окажется под давлением, превышающемдавление пара магния при температуререакционной камеры, стебель клапанаЗЗ активируется вручную или автоматически при помощи соленоида, работающего по давлению в реакционной камере, так, что жидкий магний подаетсяс заданной скоростью в поток расплавленного чугуна, выходящий из короткого конца Э -образного канала 19 налравляющего блока 18, Очевидно, чтовведение жидкого магния в чугун в точке, находящейся выше дна 3-образногоканала, подавляет стремление магниятечь в печь, где в результате уменьшения давления произойдет кипение.Реакционная камера 4 имеет размер,обеспечивающий достаточное время удержания чугуна, и позволяющий насытитьего магнием. Любой избыток магния будет диспергироваться через ванну чугуна. Количество магния, которое можетраствориться в чугуне, изменяется оттемпературы и состава металла, 10314111031411 Составитель А,Кондратьеведактор С,Патрушева Техред О,Неце Корректор А.Иль Подпмитета СССРткрытийокая наб , 4 каз 5244/60 Тираж 568 исное ВНИЙПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж"35, Рауш д /5