Способ разливки магния и установка для его осуществления

Изобретение относится к металлургии, в частности к разливке магния. Установка содержит кондукционный электромагнитный насос, миксер, подающую трубу, установленную в миксере и соединенную с насосом. В миксере размещена камера, жестко присоединенная к подающей трубе. В камере выполнено отверстие для установки трубы, один конец которой соединен с камерой, а другой - с источником подачи газа. После разогрева активной зоны насоса осуществляют подачу магния в активную зону из миксера по подающей трубе путем периодической подачи газа в камеру и разливают магний в литейные формы. Соотношение объема камеры и объема подающей трубы, равное 3:1, позволяет создавать подъемную силу и обеспечить быстрый запуск насоса. Достигается повышение производительности устройства и снижение затрат. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к разливке расплавленных цветных металлов, преимущественно магния.

Известны способ и установка для разливки металла (кн. Технология электромагнитного транспортирования легких металлов. Мищенко В.Д., Микельсон А.Э., Круминь Ю.К. - М.: Металлургия / Проблемы цветной металлургии. - 1980. - стр.128; ст. Испытания кондукционного электромагнитного насоса погружного типа на магний. - И.П.Вяткин, Г.И.Кабаков, С.В.Мушков и др. - Ж. Цветные металлы. - 1970, №10, стр.51-52 ). Способ включает разогрев насоса в соляной ванночке. Установку его в миксер, разогрев трубопровода и подачу тока к активной зоне насоса.

Установка состоит из миксера и насоса погружного типа, активная зона которого постоянно находится ниже уровня металла в миксере. Насос установлен в металлический кожух для исключения контакта узлов насоса с магнием. В кожухе размещены медные шины, магнитопровод.

Недостатком работы такой установки и способа является то, что шины для подвода тока, размещенные в расплавленном магнии, быстро выходят из строя из-за окисления, что приводит к большим материальным затратам и низкому сроку службы установки и производительности способа.

Известны способ и установка для разливки магния (ст. Промышленное освоение разливки магния с помощью кондукционного электромагнитного насоса. - И.П.Вяткин, Г.И.Кабаков, С.В.Мушков и др. Ж. Цветные металлы. - 1970, №4. - стр.57-59), по количеству общих признаков принятые за ближайший аналог-прототип. Способ включает подачу тока от цеховой сети переменного тока к активной зоне насоса, прогрев металлотракта до 700-750°С, создание разрежения через патрубок-присосок и подачу металла из миксера через подающую трубу и насос по транспортирующей трубе в изложницы. За счет создания разрежения порядка 500 мм вод.ст. жидкий металл по входному патрубку поступает в активную зону насоса и насос переводится на рабочий режим.

Установка состоит из миксера, в котором размещена подающая труба, соединенная с кондукционным электромагнитным насосом, сети переменного тока, системы вакуумирования, транспортирующей трубы, изложниц.

Недостатком данных способа и устройства является трудоемкость работы установки и способа из-за необходимости создания вакуума в миксере. Кроме того, запуск насоса приводит к повышенной опасности работы обслуживающего персонала. Данная установка не позволяет осуществлять подачу металла в замкнутый объем.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа, на повышение производительности работы установки и безопасности работы насоса.

Технический результат достигается тем, что предложен способ разливки магния с помощью кондукционного электромагнитного насоса, включающий разогрев активной зоны насоса, подачу магния в активную зону насоса из миксера посредством установленной в нем и соединенной с кондукционным электромагнитным насосом подающей трубы и разливку магния в литейные формы посредством транспортирующей трубы, новым является то, что подачу магния в активную зону насоса осуществляют периодической подачей газа в камеру, размещенную в миксере и соединенную с подающей трубой, и созданием в ней повышенного давления, при этом отношение объема камеры к объему подающей трубы устанавливают равным 3:1.

Кроме того, в качестве газа используют инертный газ или сжатый воздух.

Для осуществления способа предложена установка для разливки магния с помощью кондукционного электромагнитного насоса, содержащая миксер, подающую трубу, установленную в миксере и соединенную с насосом, транспортирующую трубу и литейные формы для магния, новым является то, что она снабжена камерой, установленной в миксере, жестко присоединенной к подающей трубе, трубой для подачи газа, один конец которой соединен с камерой, а другой с источником подачи газа, при этом в нижней части камеры выполнено отверстие, а отношение объема камеры к объему подающей трубы составляет 3:1.

Подача газа в камеру необходима для запуска кондукционного насоса в работу, т.е. его подают одним импульсом такой силы, чтобы вызвать вертикальное передвижение магния по подающей трубе до насоса. При этом газ разделяется на две части: одна часть вместе с магнием уходит по подающей трубе, а другая часть выходит из камеры через отверстие камеры в миксер. Затем после запуска насоса в отверстие постоянно поступает магний для разливки в формы.

Отверстие в камере служит для двух целей - для вывода газа из камеры и заливки магния в камеру.

Поддержание отношения объема камеры к объему подающей трубы равным 3:1 позволяет создать подъемную силу и направить магний в подающую трубу. Все это позволяет быстро запустить в работу насос и тем самым повысить производительность работы способа и устройства, снизить затраты на запуск насоса в работу.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку заявленные способ разливки магния и установка для его осуществления образуют единый изобретательский замысел.

На чертеже показана установка для разливки магния, состоящая из миксера 1, насоса 2, подающей трубы 3, выходных патрубков 4, магнитопровода 5, активной зоны 6, камеры 7 с отверстием 8, установленной на подающей трубе 3, трубы для подачи газа 9, транспортирующей трубы 10 и литейных форм 11.

Пример работы устройства

Подачу жидкого металла в активную зону насоса - каналы 4 осуществляют следующим образом.

На миксер 1 с расплавленным магнием устанавливают кондукционный электромагнитный насос 2, а подающую трубу 3 с камерой 7 с отверстием 8 размещают в миксере 1, при этом камера 7 полностью опущена в расплавленный магний. В камере 7 выполнено отверстие для установки трубы 9, другая часть трубы 9 подсоединена к системе подачи сжатого воздуха или к баллону с инертным газом. Соотношение объема камеры к объему подающей трубы равно 3:1. Для разогрева деталей подающей трубы 3 и транспортирующей трубы 10 подают напряжение ˜30 В и создают переменный ток ˜1,5 кА. Затем прогревают активную зону 6 с выходными патрубками 4 насоса 2 до температуры 700-750°С, подавая на него напряжение от основного источника переменного тока U=2-3 В, I=4-8 кА. Затем оба источника тока отключают и в камеру 7 подают через трубу 9 газ, например сжатый воздух или инертный газ. Газ, подаваемый под давлением, разделяется на две части, большая часть поступает в подающую трубу 3 и подает магний в активную зону 6 насоса 2, другая часть выходит через отверстие 8. При заполнении активной зоны 6 подачу газа прекращают, включают снова ток и магний под действием электромагнитной силы Лоренса устремляется в транспортирующую трубу 10 и литейные формы 11, насос включился в работу.

Таким образом, данная группа изобретений позволит устранить недостатки прототипа и повысить производительность работы установки, повысить безопасность работы насоса, а также обеспечить непрерывную разливку магния в литейные формы.

1. Способ разливки магния с помощью кондукционного электромагнитного насоса, включающий разогрев активной зоны насоса, подачу магния в активную зону насоса из миксера посредством установленной в нем и соединенной с кондукционным электромагнитным насосом подающей трубы и разливку магния в литейные формы посредством транспортирующей трубы, отличающийся тем, что подачу магния в активную зону насоса осуществляют периодической подачей газа в камеру, размещенную в миксере и соединенную с подающей трубой, и созданием в ней повышенного давления, при этом отношение объема камеры к объему подающей трубы устанавливают равным 3:1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газа используют инертный газ или сжатый воздух.

3. Установка для разливки магния с помощью кондукционного электромагниного насоса, содержащая миксер, подающую трубу, установленную в миксере и соединенную с насосом, транспортирующую трубу и литейные формы для магния, отличающаяся тем, что она снабжена камерой, установленной в миксере и жестко присоединенной к подающей трубе, трубой для подачи газа, один конец которой соединен с камерой, а другой - с источником подачи газа, при этом в нижней части камеры выполнено отверстие, а отношение объема камеры к объему подающей трубы составляет 3:1.