Способ обработки алюминиевых сплавов

 

Использование: в металлургии при вакуумной обработке алюминиевых сплавов. Сущность: расплав вакуумируют в цилиндрической емкости с вертикальной осью с введением инертного газа 0,1-50 кг/т вводят инертный газ в периферийную зону ванны емкости, а отводят в точке, расположенной относительно точки подачи газа по прямой, образующей с диаметром емкости, проходящим через точку подачи газа, угол 30-70°. 2 ил.

Изобретение относится к металлургии, а именно к вакуумной обработке алюминиевых сплавов. Цель изобретения повышение качества металла путем снижения содержания водорода в нем. Достигается это тем, что в способе обработки алюминиевых сплавов, включающем вакуумирование расплава в цилиндрической емкости с вертикальной осью с напуском инертного газа в рабочее пространство емкости и отводом газа в точке, размещенной по образующей цилиндра, и отстаивание расплава перед литьем, вакуумирование сопровождают подачей инертного газа в количестве 0,1.50 кг/т под слой расплава в точке, размещенной в периферийной зоне ванны емкости, а отвод газа выполняют в точке, расположенной относительно точки подачи газа по прямой, образующей с диаметром емкости, проходящим через точку подачи газа, угол в пределах 30.70^о. Подача инертного газа в процессе вакуумирования в цилиндрической емкости с вертикальной осью под слой расплава позволит интенсифицировать процесс удаления водорода из расплава, за счет чего повысить степень рафинирования металла, так как известно из практики вакуумирования, что эффективность очистки расплава от водорода и неметаллических примесей прямо пропорциональна интенсивности выделения пузырьков газа при вакуумировании расплава. Интенсифицирование процесса удаления водорода из расплава при подаче инертного газа под слой расплава в процессе вакуумирования в количестве менее 0,1 кг/т будет незначительным из-за недостаточной степени перемешивания расплава в объеме ванны его. Подача инертного газа под слой флюса в количества более 50 кг/т уменьшает степень очистки расплава из-за ухудшения при этом степени вакуумирования за счет затруднения cоздания необходимого разрежения в рабочем пространстве емкости. Благодаря подаче инертного газа под слой расплава в точке, размещенной в периферийной зоне ванны миксера, а отводу газа в точке, расположенной относительно точки подачи газа по прямой, образующей с диаметром емкости, проходящим через точку подачи газа, угол в пределах 30-70^о, обеспечивают круговое упорядоченное перемещение расплава в емкости, тем самым подвергают интенсивному рафинированию весь объем расплава, находящийся в емкости. При угле между прямой, соединяющей точки подвода и отвода газа, и диаметром емкости, проходящим через точку подвода газа менее 30^о упорядоченного перемещения расплава в миксере не наблюдается. При указанном угле более 70^о движение расплава в емкости будет недостаточным. На фиг.1 показана емкость, вид сверху; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Процесс дегазации металла предлагаемым способом осуществляют следующим образом. За счет разрежения в емкости 1 в нее с помощью металлопровода переливают из печи приготовленный сплав. Затем проводят операцию вакуумирования с одновременной подачей инертного газа из расчете 0,1-50 м³/т расплава под слой расплава 2 в точке 3, размещенной в периферийной зоне ванны емкости. Отвод газа из емкости 1 производят в точке 4, размещенной на образующей цилиндра и расположенной относительно точки 2 подачи газа по прямой 5, образующей с диаметром 6 емкости 1, проходящим через точку 3 подачи газа, угол α в пределах 30-70^о. Схема подачи и отвода инертного газа в предложенном способе обработки алюминиевых сплавов обеспечивает круговое упорядоченное движение расплава в цилиндрической емкости, благодаря уменьшению плотности металла в зоне подачи под слой расплава инертного газа и за счет этого местному повышению уровня его, приводящему к образованию волны расплава, перемещающейся в сторону отвода газа и вовлекающей в перемещение весь объем расплава в емкости. После достижения необходимой степени разрежения в рабочем пространстве емкости подачу газа под слой расплава прекращают, производят повторный напуск в рабочее пространство емкости инертного газа до атмосферного давления и отстаивание металла перед разливкой в слитки. При необходимости в зависимости от сплава и требуемой степени дегазации цикл напуска инертного газа и вакуумирования повторяют (производят двойное вакуумирование). П р и м е р. Способ был опробован при обработке расплава алюминиевого сплава 1420. Приготовление сплава производилось в печи с газовым обогревом под слоем флюса, после чего расплав рафинировали газообразным хлором при температуре 720-740^оС в течение 20 мин. Путем создания разрежения в миксере с помощью металлопрорвода расплав переливали в вакуумный миксер. Затем в рабочее пространство миксера напускали инертный газ аргон и производили вакуумную обработку расплава. Одновременно с началом работы насосов, откачивающих аргон из миксера, подавали аргон в количестве 0,1-2,50 кг/т под слой расплава. При остаточном давлении в миксере 1-2 мм рт.ст. расплав отстаивался в течение 20 мин. Затем в рабочее пространство миксера подавали аргон до атмосферного давления и после отстаивания расплава в течение 40 мин производили отливку слитков. Эффективность обработки предлагаемым способом, но при отсутствии кругового перемешивания расплава, опробовали подачей аргона через один из литейных карманов миксера. Условия образования направленного движения расплава в миксере при различном взаимном расположении точек подачи и отвода газа определяли на модели цилиндрического миксера с использованием окрашенной воды. Содержание водорода в металле, обработанном предлагаемым способом и известным способом, приведено в таблице. Приготовление расплава, обработанного в миксере известным способом, проводилось аналогично предлагаемому способу в печи с газовым обогревом под слоем флюса с последующим рафинированием газообразным хлором. Как видно из данных таблицы, использование предлагаемого способа позволяет снизить содержание водорода в обработанном сплаве на 20-30% по сравнению с известным, тем самым повысить качество отливаемого металла.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий вакуумирование расплава в цилиндрической емкости с вертикальной осью с введением инертного газа, отвод газа и отстаивание расплава, отличающийся тем, что, с целью повышения качества путем снижения содержания водорода, введение инертного газа осуществляют в количестве 0,1-50 кг/т под слой расплава в точке, размещенной в периферийной зоне ванны емкости, а отвод выполняют в точке, расположенной относительно точки ввода газа по прямой, образующей с диаметром емкости, проходящим через точку ввода газа, угол 30-70^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 29.04.1994

Номер и год публикации бюллетеня: 34-1999

Извещение опубликовано: 10.12.1999        

---