Устройство для рафинирования металла

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к рафинированию цветных металлов. Цель изобретения - повышение эффективности рафинирования металла и упрощение условий эксплуатации устройства. Устройство выполнено в виде емкости, и снабжено перегородками 5 и 6, верхним 3 и нижним 2 электродами, металлопроводом 4, многовитковой катушкой 7, сливными патрубками 8 и 9. В верхней перегородке 5 установлены трубчатые керамические фильтры 10 для очистки металла от примесей. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) А3 (g )g С 22 В 21/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бди

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4380166/31-02 (22) 11.02 ° 86 (46) 07.12.90. Вюл. № 45 (71) Институт электродинамики

АН УССР и Специальное конструкторскотехнологическое бюро Института электродинамики Akl УССР (72) A.Ф.Колесниченко и А.А.Кучаев (53) 669.?14.11 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1М )975, кл. С 22 В 9/02, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВА!Б1Я

МЕТАЛЛА

2 (57) Иэобретение относится к цветной металлургии, в частности к рафинированию цветных металлов. Цель иэобр ет ения — повышение э4@ектив»ости рафинирования металла и упроше»ие условий эксплуатации устройства.

Устройство выпал»е»о в виде емкости и снабжено пер ег ор од ками 5 и 6, всрхним 3 и нижним 2 электрода п1, металлопроводом 4, м»оговитковой катушкой 7, слнвньми патрубками 8 и 9.

В верхней перегородке 5 уста»овлены трубчатые керамич еские фила.тры 10 для очистки металла от примесей.

2 з.п. ф-лы, 2 пл.

1611961

Изобретение относится к цветной ! металлургии в частности к рафиниЭ рованию цветных металлов.

Целью изобретения явпяется повышение эффективности Рафинирования металла и улучшение условий эксплуата- ции устройства, На фиг. 1 изображено устройство, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. . Устройство содержит рафинированную емкость 1, нижний 2 и верхний 3 электроды с металлопроводом 4. и ограничивающими перегородками 5 и 6, многовитковую катушку 7, сливные пат-1 рубки 8 и 9. Электрод 3 с металлопроводом 4, верхней 5 и нижней 6. перегородками, являющимися частью данного электрода, устанавливается в верхней части цилиндрической емкости 1, а в нижней торцовой части емкость ! стыкуется с электродом 2. Верхняя

1 перегородка 5 выполнена в виде диска и содержит ряд отверстий, в которых размещены керамические трубчатые фильтры 10 для очистки металла от примес ей, имеющих плотность меньше плотности расплава. Нижняя перегородка 6, BbEIoJIHeHHBH в виде диска с центральным отверстием, соединена с основанием металлопровода 4„ а меж- 30 ду внутренней стенкой емкости и перегороДкой существует зазор для прохода взвешенных примесей, имеющих плотность больше плотности расплава.

С целью поступления рафинируемого металла в цилиндрическую емкость в нижней части металлопровода имеются радиальные отверстия. Многовитковая катушка 7, необходимая для создания вращающегося магнитного поля, выпол- 40 иена съемной и легко. устанавливается на внешней поверхности цилиндрической рафинировочной емкости. В верхней части металлопровода имеются флюс 11, индуктор 12, магнитопровод

13, шинопровод 14, токопроводящие клеммы 15, миксер 16, кристаллизатор 17.

Устройство работает следующим образом. 50

При включении индуктора под напряжение через электроды 4 и в стенках рафинир овоч ной емкости прот екает переменный электрический ток, вызывающий нагрев графитовой емкости. 3а- 5g тем струя расплавленного металла при закрытом патрубке 3 поступает из миксера через отверстие в верхнем электроде в предварительно разогретую Рафинировочную емкость, яетадд, подлежащий рафинированию, через радиальные отверстия в основании металлопр овода заполняет цилиндрическую емкость, и после этого на поверхность расплава вводят жидкий покровно-рафинирующий флюс, позволяющий исключить окисление металла ..

При и одач е напряжения на эл ектр оды и многовиткрвую катушку через сл ой флюс а и р аспл а в пр от ека ет п ер еменный электрический ток, а также на жидкий металл воздействуют магнитным полем. Иноговитковая катушка запитывается от внешнего источника тока, а протекающий по ней переменный ток создает магнитное поле, которое смещено относительно поля рассеяния катушки индуктора устройства в пространстве и во времени. В результате наложения этих полей создается вращающееся магнитное поле. При этом возникает вращающий момент, приводящий металл в круговое движение относительно продольной оси рафинировочной емкости. Причем угловая скорость вращения жидкого металла в процессе рафинирования может регулироваться как величиной пропускаемого через расплав осевого тока, так и величиной и фазой тока, подаваемого в многовитковую катушку. Эффективность рафинирования увеличивается с повышением скорости циркуляции расплава, а также путем увеличения поверхности контакта и времени воздействия рафинируемого металла с флюсом.

В результате вращательного движения расплава появляются центробежные силы, способствующие коагуляции неметаллических включений. Под действием центробежных, сил, находящиеся в расплаве примесные частицы, имеющие плотность больше плотности металла, перемещаются к стенкам рафинировочной емкости и, попадая в вихревые потоки, твердые частицы коагулируют на себя неметаллические включения, а затем. последние флотируются на поверхность расплава. Некоторая часть примесных частиц, обкатываясь по стенкам, попадает в кольцевой зазор в нижней части рафинировочной емкости. Крупные примесные частицы осаж,даются на дно емкости и впоследствии удаляются через сливной патрубок

8. Более мелкие частицы примесей вместе с металлом увлекаются- через центральное отверстие нижней пере161

5 городки 6 в область радиальных отверстий металлопровода 4 вследствие существования в этом месте эоны пониженного давления. Данные частицы, являясь центрами коагуляции, способствуют укрупнению частиц твердых неметаллических включений, которые присутствуют в потоке новых порций металла, поступающего с металлопровода. Таким образом, подобное перемещение мелких примесных частиц в поле центробежных сил позволяет повысить эффект рафинирования. В то же время твердые неметаллические включения, имеющие плотность меньше плотности расплава, дрейфуют к продольной оси рафинировочной емкости. Образующиеся при этом шлаковые включения, состоящие из твердых неметаллических включений с адсорбированным на их поверхности газом, задерживаются верхней перегородкой электрода, установленного в верхней части рафинировочной емкости. С помощью керамич еских фил ьтр о в 1 О, распоп оженных по периметру в верхней перегородке, осуществляется тонкая очистка расплава от неметаллических включений, Затем отрафинированный металл из сливного патрубка 9 установки поступает в кристаллизатор. По мере необходимости шлаковые образования, осевшие на дне рафинировочной емкости, выводят через сливной патрубок 8.

1После накопления взвешенных примесей в покровно-рафинирующем флюсе, находящемся в верхней части металлопровода, его удаляют через отверстие в верхнем электроде..

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность процесса рафинирования и качество выпускаемой продукции. Экономи1961 6 ческая эффективность изобретения состоит в увеличении выхода. годного, в литейном производстве. Использование предлагаемого устройства позволит значительно сократить расход жидкого флюса, устранить применение в технологическом процессе рафинирования токсичных газов.

Формула изобретения

1. Устройство для рафинирования металла, содержащее цилиндрическую

15 вертикально „.-установленную рафинировочную камеру, перфорированные перегородки, расположенные в верхней и нижней частях камеры, металлопровод, соединенный с нижней перегородкой, трубы для подачи и слива металла, патрубок для удаления примесей и электромагнитный вращатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса рафинирования и улучшения условий эксплуатации, оно снабжено электродами и керамическими фильтрами, электроды установлены в торцах камеры, верхний электрод выполнен с осевым отверстием и соединен с металлопроводом, последний герметично соединен с верхней перегородкой, а фильтры установлены в отверстиях верхней перегородки.

2. Устройство по и.1, о т л и—

З5 ч а ю щ е е с я тем, что электромагнитный вращатель выполнен в виде многовитковой катушки, охватывающей половину цилиндрической поверхности камеры.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т лича ющеесятем, чтоперегородки и металлопровод выполнены из графита.

1б 11961

Составитель А.Арнол ьд

Техред П.Сердюкова

Корректор Н.Ренская

Редактор Н.Гунько

Заказ 3814 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.:, д. 4/5

Производственно"издательский комбинат "Патент,", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101