RU2003129205A - Способ изготовления волокна из аморфных и микрокристаллических сплавов и сталей и устройство для его осуществления - Google Patents

Claims (25)

1. Способ изготовления волокна из аморфных и микрокристаллических сплавов и сталей, характеризующийся тем, что жидкий металл заливают из печи-ковша через промежуточную камеру в дозатор-подогреватель, затем дегазируют путем вакуумирования и продувки объема жидкого металла инертным газом, после чего жидкий металл выдавливают через не менее, чем один обогреваемый канал-отверстие, причем в каждом канале-отверстии создают приграничный газовый инертный слой между внутренней стенкой канала-отверстия и струей жидкого металла, охлаждают каждую полученную струю металла закрученным по нисходящей спирали вокруг струи газожидкостным потоком на основе инертного газа, охлаждают закрученным по спирали вокруг волокна “псевдокипящим” газожидкостным потоком на основе инертного газа и твердой сыпучей среды до заданной температуры, выдерживают при этой температуре в закрученном по спирали вокруг волокна “псевдокипящем” потоке на основе инертного газа, нагретого в плазменном факеле, и твердой сыпучей среды, калибруют волокно в обогреваемой волоке, затем охлаждают волокно в “псевдокипящем” потоке на основе газожидкостного инертного газа и твердой сыпучей среды до температур, включая отрицательные, отпускают волокно в закрученном по спирали вокруг волокна “псевдокипящем” потоке на основе нагретого в плазменной горелке инертного газа и твердой сыпучей среды и охлаждают в закрученном по спирали вокруг волокна газожидкостном потоке на основе инертного газа до температуры окружающей среды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в приграничный газовый слой инертного газа между внутренней стенкой канала-отверстия и струей жидкого металла добавляют кислород с заданным контролируемым расходом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при продувке жидкого металла в дозаторе-подогревателе инертным газом в последний добавляют заданный контролируемый расход кислорода.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход жидкого металла через канал-отверстие регулируют при помощи вакуумного всасывания и изменения избыточного давления инертного газа над поверхностью жидкого металла в дозаторе-нагревателе.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед заливкой жидкого металла в дозатор-подогреватель пространство между последним и печью-ковшом вакуумируют и заполняют инертным газом.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое волокно охлаждают в закрученном по спирали вокруг волокна и нагретым на 30...50°С выше температуры начала мартенситного превращения “псевдокипящем” потоке на основе инертного газа и тугоплавкого порошка.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагревают волоку до температуры на 30...50°С выше температуры начала мартенситного превращения в волокне.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе отпуска в “псевдокипящей” среде в плазменный факел вводят металлический порошок с заданными физико-химическими свойствами.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что скоростное охлаждения волокна до температуры, включая отрицательную, ведут с наложением магнитного поля.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный инертный газ собирают, очищают, сжижают, разделяют и вновь используют для охлаждения или нагрева металла.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что при охлаждении до температуры выше 1000°С используют инертный газ на основе аргона или гелия, а при температуре ниже 1000°С, как при охлаждении, так и при нагреве используют азот.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокно на входе и выходе из “псевдокипящей” среды уплотняют газовым потоком.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно после охлаждения жидких струй металла закрученным по нисходящей спирали вокруг волокна газожидкостным потоком на основе инертного газа прокатывают отвержденные волокна в охлаждаемых газожидкостным потоком инертного газа валках.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно формируют волокна в охлаждаемых валках машины непрерывной разливки металла.

15. Способ по п.13, 14, отличающийся тем, что поверхности прокатных валков в зоне примыкания к очагу деформации и поверхности волокон в зоне прохождения прокатной клети охлаждают газожидкостным потоком на основе инертного газа.

16. Устройство для изготовления волокна из аморфных или микрокристаллических сталей и сплавов, характеризующееся тем, что оно включает последовательно расположенные промежуточную камеру для пристыковки через вакуумное уплотнение основания плавильной печи-ковша, снабженные системой вакуумирования и напуска инертного газа, дозатор- подогреватель с вакуумногазоплотным затвором для заливки жидкой струи металла, патрубками вакуумирования рабочего объема и подачи прессующего инертного газа, патрубками с вентилями для подачи контролируемой дегазирующей газовой среды, обогреваемыми выпускными каналами-отверстиями с боковыми отверстиями для подачи контролируемой газовой среды, газожидкостные на основе инертного газа охладители жидких струй металла, машину непрерывной разливки металла в инертной газовой среде, прокатные валки с форсунками для охлаждения и защиты от окисления валков и прокатываемого волокна, герметичную камеру с размещенными в ней “псевдокипящими” охладителями волокна, “псевдокипящими” плазменными подогревателями, обогреваемыми калибровочными волоками, “псевдокипящими” с магнитными катушками охладителями волокна, “псевдокипящими” нагревателями с системой подачи в плазменный факел напыляемого порошка и газожидкостными охладителями на основе инертного газа, причем на входе и выходе волокна устанавливают вакуумные затворы.

17. Устройство по п.17, отличающееся тем, что печь-ковш имеет вакуумногазоплотный затвор для заливки жидкого металла или загрузки слитка, а также патрубки с затвором и вентилем для вакуумирования и подачи инертного газа.

18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что в корпусы каналов-отверстий дозатора-подогревателя встроены нагреватели.

19. Устройство по п.16, отличающееся тем, что канал направляющих волокно втулок на входе и выходе имеет плавное расширение.

20. Устройство по п.16, отличающееся тем, что канал-отверстие для прохода волокна через “псевдокипящую” среду на основе сыпучих твердых частиц имеет боковые отверстия для подачи газового потока, препятствующего прохождению твердых частиц между волокном и стенками канала.

21. Устройство по п.16, отличающееся тем, что газожидкостный охладитель, “псевдокипящий” охладитель, “псевдокипящие” подогреватель и нагреватель выполнены каждый в виде цилиндрического корпуса, в основаниях которого по центру расположены отверстия для ввода жидкой струи металла или твердого волокна и вывода твердого волокна, а в боковой стенке корпуса у оснований расположены отверстия для ввода тангенциальной форсунки или плазменной горелки и вывода отработанного газового потока.

22. Устройство по п.16, отличающееся тем, что оно снабжено системой сбора, очистки, сжижения и разделения отработанного инертного газа.

23. Устройство по п.16, отличающееся тем, что валки машины непрерывной разливки металла заключены в герметичный корпус и на выходе каждого волокна установлен вакуумный затвор, а на входе корпус герметично связан с корпусами газожидкостных охладителей.

24. Устройство по п.16, отличающееся тем, что в плазменной горелке отпускного “пскевдокипящего” нагревателя имеется ввод напыляемого порошка.

25. Устройство по п.17, отличающееся тем, что используют щелевые плоские форсунки, которые устанавливают с обеих сторон плоскости прохождения через прокатную клеть пучка волокон, причем форсунки размещают так, чтобы факелы их распыления пересекались между собой.