Приспособление для дегазации алюминия и его сплавов в устройстве для рафинирования расплавленных металлов
Изобретение относится к области металлургии, в частности к рафинированию алюминия и его сплавов от водорода при продувке расплава инертными газами. Приспособление для дегазлции алюминия и его сплавов в устройстве дпя рафинирования расплавленных металлов состоит из газопровода и газораспределителя, представляющего собой пористый элемент, который расположен в титановой трубке и металлургически соединен с ней, выполнен двуслойным из титановых гранул различных фракций , причем наружный слой пористого элемента изготовлен из более мелких гранул, при этом соотношение размера фракций внешнего слоя и размера фракций внутреннего слоя находится в пределах 1 3 - 5, а его толщина составляет 5 - 25% от общей толщины пористого элемента 2 ил 1 т.
(»
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЛИД1-, „, К ПАТЕНТУ
ы
Ь >
)й т. д
С
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5044838/02 (22) 24.04.92 (46) 15.1093 Бюл. ¹ 37 — 38 (71) Всероссийский институт легк!лх сплавов (72) Осокин Л.С;; Волков ЮФ;
Молодчинина СП (73) Всероссийский институт легких сплавов (54) ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ
АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ В УСТРОЙСТВЕ
ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННЫХ
МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относ лтся к области металлургии, в частности к рафинированию алюминия и его сплавов от водорода при продувке расплава инерт(19) RU (1i) 2001135 С1
»Sl) 5 С 22 В9 Д)0 С 22 П 11/06 ными газами. Приспособление для дегазации алюминия и его сплавов в устройстве дпя рафинирования расплавленных металлов состоит из газопровода и газораспредепителя, представляющего собой пористый элемент, который расположен в титановой трубке и металлургически соединен с ней, выполнен двуслойным из титановых гранул различных фракций, причем наружный слой пористого элемента изготовлен из более мелких гранул, при этом соотношение размера фракций внешнего».пп» и размера фракций внутреннего слоя находится R пределах 1
3 — 5, а его толщина составляет 5 — 25% от общей толщины пористого элемента. 2 ил 1 т; гп
2001135
Изобретение относится к облас<и металлургии, в частности к непрерывному литью алюминиевых сплавов, а также может быть игпользовано при рафинировании других металлов и сплавов.
Известно приспособление для догазэции расплава, состоящее иэ пористого элемента и газопровода, причем пористый ( элемЬйт выпрлнен в виде плиты из керамического материала и установлен в устройстве для рафинирования металлов.
Основным недостатком этого технического решения является невысокая степень дегазации расплава в связи с занесением в него влаги, которая всегда присутствует в рафинирующем газе, что вызывает ее последующее разложение при высоких температурах с выделением водорода, загрязняющего расплав инородными включениями.
Предлагаемое приспособление для дегаэации алюминия и его сплавов в устройстве для рафинирования расплавленных металлов состоит из газопровода и газораспределителя, представляющего собой пористый элемент, который расположен в титановой трубке и металлургически соединен с ней, выполнен двухслойным из титановых гранул различных фракций, причем наружный слой пористого элемента изготовлен из более мелких гранул. при этом соотношение размера фракций внутреннего слоя нахбдится в пределах 1:3-5, а его толщина составляет 5-257, от общей толщины пористого элемента, Предлагаемое приспособление позволяет существенно повысить эффективность дегазации алюминия и его сплавов от водорода при продувке расплава инертными газэМи за счет предотвращения попадания в расплав водорода из постоянно присутствующей в рафинирующем газе влаги, разлагающейся в парообразном состоянии при ее прохождении через пористый элемент газораспределителя с выделением водорода, который полностью поглощается пористым элементом с черезвычайно развитой активной поверхностью, При этом образуется твердый раствор и гидриды титана, что и предохраняет расплав от укаэанных зэгрязнений.
Применение предлагаемого приспособления на практике позволяет исключить появление газовой пористости в металле, существенно повысить технико-экономические г<окаэатели производства и улучшить качество яь<пускаемой продукции, При соотношении размера фракций внешнего слоя и размера фракций внутреннего с <оя зэ пределами 1:5 ««с r <гх <è
55 смачиваемость поверхности пористого элемента расплавом с "забиванием" межзеренных отверстий окислами и нарушением работоспособности устройства, а при их соотношении за пределами 1:3 наблюдается снижение эффективности дегазэции алюминиевых сплавов из-за уменьшения активной поверхности межзереннь<х отверстий пористого элемента, <10 вызывает появление газовой пористости в литой продукции и ухудшает качество металла, При толщине внешнего слоя выше 25 от общей толщины пористого элемента имеет место недостаточная пропускная способность рафинирующего газа при его прохождении через пористый элемент приспособления, что существенно снижает эффективность дегазации расплава и ухудшает качество металла за счет появления в нем газовой пористости или расслоений, а при толщине менее 5 наблюдается растворение внешнего слоя пористого элемента в процессе его работы и проникновение расплава в его поры, чго нарушает работоспособность приспособления или выход его из строя.
На фиг.1 схематично изображено в сборке приспособление для дегазации алюминия и его сплавов, продольный разрез; на фиг.2 — часть устройства для рафинирования расплавленных металлов, в котором расположено предлагаемое приспособление для дегазэции алюминия и его сплавов.
Предлагаемое приспособление состоит из газопровода 1, титановой трубки 2, пористого элемента, расположенного в титановой трубке и металлургически соединенного с ней в процессе их совместного спекания.
Пористый. элемент сосгоит из двух слоев 3 и 4, выполненных из титано«ых гранул различных фракций, причем наружный слой
3 изготовлен из более мелких гранул по сравнению с внутренним слоем 4, при этом соотношение размера фракций внешнего слоя и размера фракций внутреннего слоя находится в пределах 1:3-5, а его толщина составляет 5-25, от общей толщины пористого элемента.
На фиг.2 пунктирными линиями условно обозначен один из выемных фильтрующих элементов 6 устройства с перфорированным дном, под которым рлсполэгается предлагаемое приспособление при полном его погружении в расплэво 7 одной из кэ<лер рафинирования устройсгг<э.
Приспособление для д<.г, .<г<ции алюминия и его сплавов работа< .т i,« < .;<уго«<1M Q6разом.
Рафинирующий <эз (эз.<< эрго <, смесь эргона с хлором с д 1 ц<:<-i»; .< ° 2001135 или газовой сети в газопровод 1 и далее через титановую трубку 2 поступает в пористый элемент, состоящий из наружного 3 и внутреннего 4 слоев, при прохождении через которые он иэмельчается, взаимодействует с титановыми гранулами и поступает в расплав 7 в виде мельчайших пузырьков 5. При этом вода, которая постоянно присутствует в рафинирующем газе в виде влаги, в процессе прохождения через пористый элемент разлагается в парообразном состоянии с выделением водорода, который поглощается титановыми гранулами эа счет высокой поглощающей способности титана и черезвычайно развитой поверхности пропускных каналов между спечеными гранулами, Наружный слой 3 пористого элемента, выполненный из более мелких гранул по сравнению с внутренним слоем, при работе устройства обеспечивает условия образования мельчайших пузырьков рафинирующего газа и предохраняет проникновение расплава в пористый элемент, а внутренний слой 4 обеспечивает необходимый расход рафинирующего газа при сравнительно небольшом его гидравлическом сопротивлении. В качестве примера в таблице приведены различные варианты выполнения приспособления для дегазации алюминия и его сплавов в устройстве для рафинирования расплавленных металлов, а также результаты их опробования при дегазации алюминиевых деформируемых сплавов при различных конструктивных параметрах предлагаемого приспособления. 5 В результате опробования предлагаемого приспособления для дегаэации алюминия и его сплавов в устройстве для рафинирования расплавленных металлов был достигнут следующий технико-эконо10 мический эффект при литье слитков: увеличение снижения газосодержания в алюминиевых деформируемых сплавах на 40-90-",ь: существенное улучшение качества металла и выпускаемой продукции за счет 15 устранения газовой пористости. расслоений и других дефектов газового происхождения; повышение эффективности производства за счет снижения брака по дефектам газового происхождения, что по20. высило выход годного на 5-12 . Таким образом, приспособление для дегазации алюминия и его сплавов в устройстве для рафинирования расплавленных металлов позволяет решить ряд важных 25 промышленных проблем, связанных с улучшением качества металла в конструкционных материалах и повышением технико-экономических показателей производства, 30 (56) Авторское свидетельство СССР N. 401743, кл. С 22 В 21/06, 1972. 2001135 1Ф т о с Щ r 5 S Х Ф о с о Щ С5 С5 с с С5 1Ф S Е S а CQ Ф 1v Ф т c_#_ о С1 1о С5 S о l» Ф 3 с1 л х л Ф Z Z о 1v о Z 2 и Z о Щ Щ 5 S е О. о l о Е Cl. cQ С5 с с и х Ф Z 3 о Iо 1r Ф Е Ф с С3) о 9 с о 1Е Е Z о С4 Ф 3 о Со о CQ l х IX о с о х Ф Ф о с о Ф S 3 о 1о о v х 5 IX с х с Ф С I о Ф с л Z Ф CL 1л Ф СО СO Z CQ О. О. Ф Е 0 5 Z Ф CO Ф 1S 1о с l о C о С4) Е Е )s о с и С 4 CV CV СЧ С ) СЧ СЧ о CV l» С1 1Ф Е с У Ю r 4 с щ а 5! 1 о с l» о с о С9 Е Е i а С: а Е о 1о S а о с >5 о с и >5 X Ф Ы С5 С5 C с о С5 а Ж 5 с о 1» 5 Ж ы 1О Ф о z >5 о с и 5 Е z Е Ь о р х С1 Ф о Ф а о с с v p о Ф С Z Ф а Ф Ф Ф Ф S 1 ф О. Е о с о о С С СЧ х Щ х 1S с о Ф 1и о 1о Cl. о о о о u m s o a CQ о с Ф 5 5 т 5 о Щ CQ m Z CV СЧ o o CQ Щ с Ф Щ X e Ф с Ф 1о о Ф и о I- CQ Iи у и S Ф 5 а s С1 о m c (S о Ф х m s u o 6) CQ l» CQ cQ S V СС1 У Щ о CQ S с IФ т о Щ Щ с с CQ 1Ф Е о Ф 1и Ф Щ У Ф о х z х Щ х 15 с о Ф С1 u m о и х С5 Ф о о с 0у Ф О. а е а Е Й еа Ф с 5 S О т а о с о 12001135 10! г:... Фиг.1 Составитель Л.Осокин Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева Редактор А.Купрякова Заказ 3113 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5 Производс|ЯРННО-ИЗДатЕльСкИй КОмбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 1(! 1 Формула изобретения пРи(;пО(ОБлениГ для деГАЭАции Алюминия И ЕГО CrlflABnR В УСТРОИСТВЕ ДЛЯ РАФИНИРО ВАНИЯ РАСПЛАВЛ(ННЫХ МЕТАЛЛОВ, СОДЕРжащее газопровод и газораспределитель с пористым элементом, отличающееся тем, что пористый элемент размещен в титановой трубке и металлургически соединен с ней, ьыполнен двуслойным из титановых гранул различных фракций, причем наружНЫИ СЛОИ ПориСтого ЭЛЕмЕнта н г010ялРП из более мелких гранул, при этом соотно шение размера фракций внешнего слоя и размера фракций внутреннего слоя на одится в пределах 1 . 3 - 5, а его толщина составляет 5 - 25 от общей толщины пористого элемента.
