RU1804121C

RU1804121C - Process of treating aluminium alloys

Info

Publication number: RU1804121C
Application number: SU4905137A
Authority: RU
Inventors: Валентин Еремеевич Анферов; В.Е. Анферов; Сергей Борисович Комаров; С.Б. Комаров; Сергей Михайлович Можаровский; С.М. Можаровский; Виктор Александрович Черемисинов; В.А. Черемисинов; Владимир Иванович Благодатских; В.И. Благодатских; Борис Владимирович Овсянников; Б.В. Овсянников; Виктор Николаевич Попов; В.Н. Попов
Original assignee: Сергей Борисович Комаров
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: melt is vacuum evaporated with introducing an inert gas at 0.1-50 kg/t in a cylindrical vessel with a vertical axis. The gas enters a peripheral zone of the vessel bath and escapes at a point located straight line relative the gas delivery point. The angle the straight line makes with the vessel diameter ranges from 30 to 70° with the diameter passing through the gas delivery point. EFFECT: improving metal quality through reducing hydrogen content of metal. 2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к вакуумной обработке алюминиевых сплавов. The invention relates to metallurgy, namely to the vacuum treatment of aluminum alloys.

Цель изобретения повышение качества металла путем снижения содержания водорода в нем. The purpose of the invention is to improve the quality of the metal by reducing the hydrogen content in it.

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.This is achieved by the fact that in the method of processing aluminum alloys, which includes vacuuming the melt in a cylindrical vessel with a vertical axis with the inert gas inlet into the working space of the vessel and gas removal at a point located along the generatrix of the cylinder, and the melt settling before casting, evacuation is accompanied by the supply of inert gas in an amount of 0.1.50 kg / t under the melt layer at a point located in the peripheral zone of the tank tub, and gas removal is performed at a point located relative to the gas supply point in a straight line, boiling vessel with a diameter passing through the gas supply point angle in the range ^of 30.70.

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. The inert gas supply in the process of evacuation in a cylindrical container with a vertical axis under the melt layer will intensify the process of hydrogen removal from the melt, thereby increasing the degree of refining of the metal, since it is known from vacuum practice that the efficiency of cleaning the melt from hydrogen and non-metallic impurities is directly proportional to the intensity evolution of gas bubbles during evacuation of the melt.

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. The intensification of the process of removing hydrogen from the melt when applying an inert gas under the melt layer during the evacuation process in an amount of less than 0.1 kg / t will be insignificant due to the insufficient degree of melt mixing in the volume of the bath.

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. The supply of inert gas under the flux layer in an amount of more than 50 kg / t reduces the degree of purification of the melt due to the deterioration of the degree of vacuum due to the difficulty of creating the necessary vacuum in the working space of the tank.

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.Due to the supply of inert gas under the melt layer at a point located in the peripheral zone of the mixer bath, and the removal of gas at a point located relative to the gas supply point in a straight line, forming an angle within the range of 30-70 ^about with the diameter of the container passing through the gas supply point, provide circular ordered movement of the melt in the tank, thereby subjected to intensive refining the entire volume of the melt in the tank. At an angle between the straight line connecting the gas inlet and outlet points and the diameter of the vessel passing through the gas inlet point of less than 30 ^{about the} ordered movement of the melt in the mixer is not observed. At a specified angle of more than 70 ^{about the} movement of the melt in the tank will be insufficient.

На фиг.1 показана емкость, вид сверху; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Figure 1 shows the capacity, top view; figure 2 section aa in figure 1.

Процесс дегазации металла предлагаемым способом осуществляют следующим образом. The process of metal degassing by the proposed method is as follows.

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).Due to the rarefaction in the tank 1, the prepared alloy is poured into it from the furnace using a metal wire. Then, an evacuation operation is carried out with the simultaneous supply of inert gas at the rate of 0.1-50 m ³ / t of melt under melt layer 2 at point 3 located in the peripheral zone of the tank bath. Retraction of the gas container 1 is produced in the point 4 is placed on the cylinder and situated relative to the gas supply point 2 to line 5, a generator with a diameter of 6 of the container 1, passing through the gas feed point 3, α angle in the range ^of 30-70. The inert gas supply and removal scheme in the proposed method for processing aluminum alloys provides circular ordered movement of the melt in a cylindrical container, due to a decrease in the density of the metal in the supply zone under the inert gas melt layer and due to this, a local increase in its level, leading to the formation of a melt wave moving in side of the gas outlet and involving in the movement the entire volume of the melt in the tank. After reaching the required degree of rarefaction in the working space of the tank, the gas supply under the melt layer is stopped, the inert gas tank is re-injected into the working space to atmospheric pressure and the metal is settled before casting into ingots. If necessary, depending on the alloy and the required degree of degassing, the inert gas inlet and evacuation cycles are repeated (double evacuation is performed).

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.PRI me R. The method was tested by treatment of the melt of aluminum alloy 1420. The alloy preparation produced in the furnace with gas heating under flux layer, after which the melt was refined with chlorine gas at a temperature of 720-740 ^C for 20 min. By creating a vacuum in the mixer by metal casting, the melt was poured into a vacuum mixer. Then, an inert argon gas was introduced into the working space of the mixer and the melt was vacuum treated. Simultaneously with the start of operation of the pumps pumping argon from the mixer, argon was supplied in an amount of 0.1-2.50 kg / t under the melt layer. With a residual pressure in the mixer of 1-2 mm Hg the melt settled for 20 minutes. Then, argon was fed into the working space of the mixer to atmospheric pressure, and after settling of the melt for 40 min, ingots were cast.

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. The processing efficiency of the proposed method, but in the absence of circular mixing of the melt, was tested by feeding argon through one of the casting pockets of the mixer. The conditions for the formation of the directional movement of the melt in the mixer at different relative positions of the gas supply and exhaust points were determined on the model of a cylindrical mixer using colored water.

Содержание водорода в металле, обработанном предлагаемым способом и известным способом, приведено в таблице. The hydrogen content in the metal treated by the proposed method and in a known manner is shown in the table.

Приготовление расплава, обработанного в миксере известным способом, проводилось аналогично предлагаемому способу в печи с газовым обогревом под слоем флюса с последующим рафинированием газообразным хлором. The preparation of the melt processed in the mixer in a known manner was carried out similarly to the proposed method in a gas-heated furnace under a flux layer, followed by refining with gaseous chlorine.

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. As can be seen from the table, the use of the proposed method allows to reduce the hydrogen content in the processed alloy by 20-30% compared with the known, thereby improving the quality of the cast metal.

Claims

METHOD FOR PROCESSING ALUMINUM ALLOYS, including evacuation of the melt in a cylindrical tank with a vertical axis with the introduction of inert gas, gas removal and sedimentation of the melt, characterized in that, in order to improve quality by reducing the hydrogen content, the inert gas is introduced in an amount of 0.1-50 kg / t under the melt layer at a point located in the peripheral zone of the tank tub, and the discharge is performed at a point located relative to the gas inlet point in a straight line forming with the diameter of the tank passing through the entry point gas angle 30-70 ^o.