RU1777435C

RU1777435C - Lining of vacuum mixer bath

Info

Publication number: RU1777435C
Authority: RU
Inventors: Г.Д. Вольхин; С.Б. Комаров
Original assignee: Комаров Сергей Борисович
Priority date: 1990-12-10
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: lining includes heat insulation and alternating layers of magnesite fill or magnesite and/or shamotte bricks. Layers of magnesite fill of walls and bottom are interconnected. Height of mixer wall fill exceeds its bath level. EFFECT: higher quality of degassed metal by reduction of content of hydrogen and nonmetallic impurities and improved degassing efficiency of melt. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, а более конкретно, к обработке цветных металлов и сплавов рафинированием с применением вакуума и может быть использовано в качестве футеровки ванны миксеров для вакуумирования алюминия и его сплавов. The invention relates to metallurgy, and more particularly, to the processing of non-ferrous metals and alloys by vacuum refining and can be used as a lining of a bath of mixers for evacuation of aluminum and its alloys.

Известна футеровка ванны вакуумного миксера для обработки алюминиевых сплавов, включающая теплоизоляционную и рабочую часть, выполненную в виде монолитной набивной массы из жаропрочного бетона. Known lining of the bath of a vacuum mixer for processing aluminum alloys, including heat-insulating and working part, made in the form of a monolithic stuffed mass of heat-resistant concrete.

Недостатком известной футеровки является то, что интенсивная диффузия водорода при вакуумировании наблюдается только в поверхностных слоях жидкого металла и значительно снижается по глубине ванны, что отрицательно влияет на качество металла. A disadvantage of the known lining is that intense diffusion of hydrogen during evacuation is observed only in the surface layers of the liquid metal and significantly decreases in the depth of the bath, which negatively affects the quality of the metal.

Наиболее близкой предложенному по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является футеровка ванны вакуумного миксера для обработки алюминиевых сплавов, включающая теплоизоляцию и чередующиеся слои магнезитовой засыпки и магнезитового и/или шамотного кирпичей. The closest to the proposed technical essence and the achieved positive effect is the lining of the vacuum mixer bath for processing aluminum alloys, including thermal insulation and alternating layers of magnesite backfill and magnesite and / or fireclay bricks.

Повышению эффективности дегазации расплава, а следовательно, степени рафинирования его по сравнению с аналогом способствует применение пористой футеровки. При выделении газа из футеровки процесс дегазации идет сравнительно быстро. При этом в дегазации расплава участвуют как футеровка подины миксера, так и стенок ванны его. Однако из-за отсутствия соединения слоев магнезитовой засыпки подины и стенок различна и эффективность использования их для дегазации расплава. The use of porous lining helps to increase the efficiency of degassing of the melt, and therefore, the degree of refining it in comparison with the analogue. When gas is released from the lining, the degassing process is relatively fast. In this case, both the lining of the mixer bottom and the walls of its bath are involved in the degassing of the melt. However, due to the lack of connection of the layers of magnesite backfill of the hearth and walls, the effectiveness of their use for degassing the melt is different.

Цель изобретения - повышение качества вакуумированного металла путем снижения содержания водорода и неметаллических включений и повышения эффективности дегазации расплава. The purpose of the invention is to improve the quality of the evacuated metal by reducing the hydrogen content and non-metallic inclusions and increasing the efficiency of degassing of the melt.

Сущность изобретения заключается в том, что в футеровке ванны вакуумного миксера для обработки алюминиевых сплавов, включающей теплоизоляцию и чередующиеся слои магнезитовой засыпки, магнезитового и/или шамотного кирпичей, слои магнезитовой засыпки стенок и подины миксера соединены между собой, причем высота засыпки стенок миксера выполнена на всю высоту футеровки. The essence of the invention lies in the fact that in the lining of the bath of a vacuum mixer for processing aluminum alloys, including thermal insulation and alternating layers of magnesite backfill, magnesite and / or fireclay bricks, the layers of magnesite backfill of the walls and the bottom of the mixer are connected to each other, and the height of the backfill of the walls of the mixer is made the entire height of the lining.

Выполнение слоев магнезитовой засыпки подины и стенок ванны миксера соединенными друг с другом при высоте засыпки стенок миксера на всю высоту футеровки позволит обеспечить большую по сравнению с прототипом степень насыщения футеровки подины инертным газом при напуске последнего в миксер после предварительного вакуумирования за счет прохождения инертного газа из засыпки стенок в засыпку подины. Последующее за напуском инертного газа вакуумирование расплава происходит с интенсивной дегазацией через всю поверхность ванны миксера, что повышает эффективность дегазации и очистки расплава от неметаллических примесей, таким образом повышаетcя качество вакуумированного металла. The implementation of the layers of magnesite filling the bottom and walls of the mixer bath connected to each other at a height of filling the walls of the mixer to the entire height of the lining will provide a higher degree of saturation of the lining of the bottom with inert gas compared to the prototype when the latter is poured into the mixer after preliminary evacuation due to the passage of inert gas from the filling walls in the backfill of the hearth. Subsequent to the inert gas inlet, the melt is evacuated with intensive degassing through the entire surface of the mixer bath, which increases the efficiency of degassing and cleaning the melt of nonmetallic impurities, thus improving the quality of the evacuated metal.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено поперечное сечение футеровки ванны миксера. The invention is illustrated in the drawing, which shows a cross section of the lining of the bathtub of the mixer.

К металлическому корпусу 1 примыкают слои асбеста 2 и диатомитового кирпича 3, после чего выполнена магнезитовая засыпка 4, слой шамотного кирпича 5, второй слой магнезитовой засыпки 4 и слой магнезитового кирпича 6. Выполнение рабочего, контактирующего с расплавом 7, слоя может быть из магнезитового или шамотного кирпича в зависимости от группы сплавов по химическому составу, подлежащей вакуумной обработке и находящейся в миксере в течение процесса разливки в слитки. Layers of asbestos 2 and diatomite brick 3 are adjacent to the metal body 1, after which magnesite backfill 4, a layer of fireclay brick 5, a second layer of magnesite backfill 4 and a layer of magnesite brick 6 are made. The working layer in contact with the melt 7 can be made of magnesite or fireclay bricks depending on the group of alloys by chemical composition to be vacuum treated and located in the mixer during the casting process.

Процесс дегазации расплава в вакуумном миксере с предложенной футеровкой ванны выполняют следующим образом. The process of degassing the melt in a vacuum mixer with the proposed lining of the bath is as follows.

При помощи металлопровода за счет разрежения в миксере в миксер переливают приготовленный в печи сплав и подачей в рабочее пространство его инертного газа создают избыточное давление. При этом происходит газонасыщение расплава и футеровки миксера. Причем благодаря соединению магнезитовой засыпки стенок ванны миксера с магнезитовой засыпкой его подины, эффективность газонасыщения футеровки подины возрастает по сравнению с изолированным другом от друга их исполнением, и тем больше это наблюдается, чем больше уровень расплава в миксере. Using a metal wire, due to rarefaction in the mixer, the alloy prepared in the furnace is poured into the mixer and overpressure is created by supplying its inert gas to the working space. When this occurs, gas saturation of the melt and the lining of the mixer. Moreover, due to the combination of the magnesite backfill of the walls of the mixer bath with the magnesite backfill of the bottom, the gas saturation efficiency of the bottom lining increases compared to their execution isolated from each other, and the more this is observed, the higher the melt level in the mixer.

Затем проводят операцию вакуумирования, при которой происходит интенсивное удаление газа из футеровки через толщину расплава и газа, содержащегося в расплаве. Поднимающиеся в ванне расплава пузырьки инертного газа выносят на поверхность расплава твердые неметаллические включения, взвешенные в расплаве. Кроме того, при создании разрежения на поверхности твердых включений в расплаве появляется фаза молекулярного водорода в виде пузырьков, которая вызывает перемещение включения к поверхности расплава. Эффективность очистки расплава водорода и неметаллических включений прямо пропорциональна интенсивности выделения пузырьков газа при вакуумировании раcплава. Соединение магнезитовой засыпки стенок и подины способствует как более эффективному газонасыщению футеровки подины миксера, так и повышает интенсивность удаления газа при вакуумировании расплава. Then, an evacuation operation is carried out, in which there is an intensive removal of gas from the lining through the thickness of the melt and the gas contained in the melt. Inert gas bubbles rising in the melt pool carry solid non-metallic inclusions suspended in the melt to the surface of the melt. In addition, when a rarefaction is created on the surface of solid inclusions in the melt, a phase of molecular hydrogen appears in the form of bubbles, which causes the inclusion to move to the surface of the melt. The efficiency of purification of a hydrogen melt and non-metallic inclusions is directly proportional to the intensity of the release of gas bubbles during the evacuation of the melt. The connection of the magnesite backfill of the walls and the hearth promotes both more efficient gas saturation of the lining of the mixer hearth and increases the rate of gas removal during the evacuation of the melt.

После проведения вакуумирования производят напуск нейтрального газа до атмоcферного и отстаивание металла перед разливкой слитков. При необходимости в зависимости от сплава и требуемой степени дегазации цикл напуска инертного газа и вакуумирования повторяют (двойное вакуумирование). After evacuation, neutral gas is puffed up to atmospheric and the metal is deposited before casting. If necessary, depending on the alloy and the required degree of degassing, the inert gas inlet and evacuation cycles are repeated (double evacuation).

П р и м е р. Предложенную футеровку ванны вакуумного миксера опробовали для обработки расплава при литье слитков из алюминиевого сплава марки АМГ6. PRI me R. The proposed lining of the vacuum mixer bath was tested for processing the melt when casting ingots of aluminum alloy brand AMG6.

Футеровка ванны содержала:
Листовой асбест толщиной слоев 20 мм;
Диатомитовый кирпич толщиной слоя 115 мм;
Магнезитовая засыпка толщиной 50 мм;
Легковесный шамот толщиной слоя 115 мм;
Магнезитовая засыпка толщиной 50 мм;
Магнезитовый кирпич толщиной 115 мм.The lining of the bath contained:
Sheet asbestos 20 mm thick;
Diatomite brick 115 mm thick;
50 mm thick magnesite backfill;
Lightweight chamotte 115 mm thick;
50 mm thick magnesite backfill;
Magnesite brick 115 mm thick.

Сплав переливали в вакуумный миксер после приготовления его в отражательной печи с газовым обогревом, в рабочем пространстве которого подачей инертного газа - аргона создавали избыточное давление 0,05 ат, затем - разрежение до остаточного давления 2 мм рт.ст. Цикл напуска газа и разрежения повторили с выдержкой после первого цикла 20 мин. Отстаивание расплава в миксере после обработки его вакуумированием и последующего напуска в рабочее пространство миксера над поверхностью расплава аргона в количестве до атмосферного давления производилось в течение 40 мин. The alloy was poured into a vacuum mixer after it was cooked in a gas-heated reflective furnace, in the working space of which an inert gas – argon pressure was created at an excess pressure of 0.05 atm, then a vacuum to a residual pressure of 2 mm Hg. The cycle of gas inlet and vacuum was repeated with exposure after the first cycle of 20 minutes The melt was settled in the mixer after it was evacuated and then poured into the mixer working space above the argon melt surface in an amount up to atmospheric pressure for 40 minutes.

Результаты иcследования качества вакуумированного металла с использованием предложенной футеровки ванны миксера в сравнении с использованием футеровки-аналога и футеровки-прототипа изобретения приведены в таблице. The results of the study of the quality of the evacuated metal using the proposed lining of the mixer bath in comparison with the use of the lining-analogue and the lining of the prototype of the invention are shown in the table.

Как видно из приведенной таблицы, использование предложенной футеровки позволит по сравнению с прототипом в 1,5 раза снизить газонасыщенность металла, в 1,7-2 раза загрязненность его неметаллическими включениями, за счет чего улучшить качество металла. As can be seen from the table, the use of the proposed lining will allow, in comparison with the prototype, to reduce the gas saturation of the metal by 1.5 times, its pollution by non-metallic inclusions by 1.7-2 times, thereby improving the quality of the metal.

Claims

VACUUM MIXER BATTERY Lining for processing aluminum alloys, including thermal insulation and alternating layers of magnesite backfill, magnesite and (or) chamotte bricks, characterized in that, in order to improve the quality of the evacuated metal by reducing the hydrogen content and non-metallic inclusions and increasing the efficiency of melt degassing, melt degassing the magnesite backfill of the walls and the bottom of the mixer are interconnected, and the height of the backfill of the walls of the mixer is made to the entire height of the lining.