Способ получения металла в индукционной канальной печи с дополнительным электромагнитом

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Р 27 В 14/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3804881/22-02 (22) 23.10.84 (46) 07.09.86.Бюл. Ф 33 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) Л.С.Гольдберг, И.Н.Чернобривцев, В.П.Полищук, В.А.Трефняк, P.Ê.ÃîðH и M.P.Öèí (53) 669.046.5 (088.8) (56) Фарбман С.А., Колобнев И.Ф.

Индукционные печи. — М,: Металлургиздат, 1958, с.392-393.

Патент Великобритании 11 1533420, кл. С 7 D, опублик.1978. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛА

В ИНДУКЦИОННОЙ КАНАЛЬНОЙ ПЕЧИ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЬ1М ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ, включающий расплавление, слив металла, кристаллизацию металла в каналах с созданием закрытой газовой пористос„„SUi 1255844 A I ти в закристаллизованном металле при отключении печи, о т л и ч а юm и и с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса и улучшения качества выплавляемого металла, закрытую газовую пористость создают путем индуцирования тока, компенсирующего тепловые потери, перекрывания движения металла по нагнетающему каналу и включения электромагнита при уменьшении индукционного тока на 20-80Х, а отключение печи осуществляют после кристаллизации . металла в вертикальных каналах.

2. Способ по п.i, о т л и ч а юшийся тем, что перед отключением печи напряжение на электромагните импульсно реверсируют в течение 2-3 мин, 1255844

Изобретение относится к метал— лургии, к технологии выплавки металлов и сплавов, в частности алюминиевых, в индукционной канальной печи с дополнительным электромагнитом при ее периодической работе.

11ель изобретения — упрощение технологии процесса и улучшение качества выплавляемого металла путем обеспечения возможности создания закрытой газовой пористости в закристаллизованном в каналах металле за счет использования водорода, растворенного в металле.

Пример. После осуществления процесса плавки алюминия в индукционной канальной печи с дополнительным электромагнитом расплав сливают, оставляя часть металла в каналах.

В жидкометаллическом витке индуцируют электрический ток, компенсирующий тепловые потери. Для данной печи тепловые потери составляют 12 кВт а ток, компенсирующий эти потери, равен 3,5 кА.

Перед кристаллизацией металла перекрывают его движение по нагнетающему каналу введением н его устье электропроводной пробки.

Включают электромагнитные системы по схеме нагнетания: токи катушек индукторов составляют 100 и 110 А, а электромагнита 410 А.

Напряжения на катушках индуктора

32 В, на катушке электромагнита

52 В. В этом режиме расход металла по нагнетающему каналу ранен нулю, а интенсивность вихрей на входах в активную зону максимальна.

В течение 1О мин производят дегазацию металла с накоплением в вих. рях выделившегося водорода.

По истечении этого времени проводят кристаллизацию витка, для чего понижают напряжение на индукторах до 21 В. Токи катушек индукторов при этом равны 60 и 63 A.

Процесс кристаллизации происхо— дит направленно, в перную очередь эамораживают "болото" на две ванны, затем сплав н вертикальных каналах.

Момент окончания кристаллизации в вертикальных каналах определяют, например, по температуре, измеряемой термопарой на стенке вертикального канала. В данном случае эта о, температура составляет 230 С. Время кристаллизации сплава в вертикальных каналах 12-15 мин, ток в цепи индукторов равен 70 A.

Для полной кристаллизации метал5 ла выключают индукторы и электромагнит. Водород, удерживаемый ранее в вихре, распределяется в жидком металле на участке активной зоны и нижней части нагнетающего канала.

Твердометаллическая фаза в вертикальных каналах препятствует всплыванию газовых пузырей.

Концентрация водорода превышает его растворимость в данном объеме сплава, и при последующей кристалли— зации в области активной зоны образуется пористая масса с закрытыми лов рами, не дающая усадки.

Так как эта концентрация достигнута за счет дегазации металла в канальной части печи, а не введением дополнительного объема водорода, качество сплава не ухудшается.

Для более равномерного распределения водорода после кристаллизации металла в вертикальных каналах перед отключением электромагнитных систем н течение 2-3 мин импульсно реверсируют напряжение на электромагните.

При этом за счет изменения направления действия электромагнитной силы, движущей металл, обеспечивается интенсивное вибрационное воздействие на жидкую фазу металла н активной зоне и усреднение концентрации водорода в расплаве.

Продолжительность полного цикла кристаллизации металла 30 мин.

Для последующего расплавления витка включают катушки индукторов на напряжение 62 В {величина токов

260, 280 А).

В активной зоне плотность индукционного тока больше, чем на остальных участках витка и, следовательно, ныделяется большее количество тепла.

Однако низкая теплопронодность лов ристого металла на этом участке ком— пенсирует повышенное тепловыделение, что обеспечивает равномерное расплавление всего витка. Пористость металла компенсирует также его тепловое расширение при расплавлении, что предохраняет футеровку от растрескивания.

После расплавления витка водород всплывает,не растворяясь вновь в металле. Это обеспечивает дополни1255844 4 ют на 20-307 надежность работы печи без удаления из нее расплавленного металла.

Использование водорода, раств< ренного в металле, для создания закрытой газовой пористости на участке активной зоны в 1,5-1,8 pas уменьшает количество Heìåòàëëè÷åñêèõ включений в расплаве, что значительно повышает его качество. тельную очистку сплава и улучшает его качество.

Техническими преимуществами способа являются его простота — выполнение способа не требует дополнительного оборудования, и возможность широкого применения в промьппленных условиях.

Устранение локального перегрева витка при его расплавлении и предотвращение разрушения футеровки повыша- 10

Составитель А.Лютиков

Редактор Н.Бобкова Техред И.Верес . Корректор М.Самборская

Заказ 4808/39 Тираж 561 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4