RU2026365C1 - Device for treatment of molten metal - Google Patents
Device for treatment of molten metal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2026365C1 RU2026365C1 SU5002343A RU2026365C1 RU 2026365 C1 RU2026365 C1 RU 2026365C1 SU 5002343 A SU5002343 A SU 5002343A RU 2026365 C1 RU2026365 C1 RU 2026365C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- metal
- metal wire
- drain pipe
- processing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к процессам рафинирования и модифицирования черных и цветных сплавов. The invention relates to metallurgy and foundry, in particular to the processes of refining and modification of ferrous and non-ferrous alloys.
Известны устройства для внепечной обработки чугуна, содержащие колонну газлифта, газоотделительную камеру, фурму для ввода транспортирующего газа с десульфуратором и фурму для ввода кислородсодержащего газа [1]. Known devices for out-of-furnace treatment of cast iron containing a gas lift column, a gas separation chamber, a tuyere for introducing a conveying gas with a desulfurizer, and a tuyere for introducing an oxygen-containing gas [1].
Недостатком указанных устройств является потеря химического тепла чугуна, что крайне важно при заливке его в конвертер. The disadvantage of these devices is the loss of chemical heat of cast iron, which is extremely important when pouring it into the converter.
Известны также установки для реализации циркуляционного способа вакуумирования стали [2]. Also known installation for the implementation of the circulating method of evacuation of steel [2].
Недостаток таких устройств состоит в том, что в связи с большими тепловыми потерями при обработке металла значительно снижается его температура. The disadvantage of such devices is that due to large heat losses during metal processing, its temperature is significantly reduced.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является дегазационная емкость для вакуумирования стали по циркуляционному способу, снабженная металлопроводом, концы которого погружены в расплав. На металлопроводе дегазационной емкости установлен плазмотрон [3]. The closest in technical essence to the claimed is a degassing tank for evacuating steel by the circulation method, equipped with a metal wire, the ends of which are immersed in the melt. A plasmatron is installed on the metal pipe of a degassing vessel [3].
К недостаткам устройства, выбранного в качестве прототипа, относится неполное использование температуры и гидродинамических характеристик плазменной струи из-за малой зоны контакта ее с расплавом. В результате этого низкий эффект рафинирования или модифицирования расплава и невысокое качество литых изделий. The disadvantages of the device selected as a prototype include the incomplete use of temperature and hydrodynamic characteristics of a plasma jet due to its small contact zone with the melt. As a result, the low effect of refining or modification of the melt and the low quality of cast products.
Целью изобретения является повышение эффективности процессов рафинирования и модифицирования сплавов. The aim of the invention is to increase the efficiency of refining and modification of alloys.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для обработки жидкого металла, включающее металлопровод, плазмотрон дополнительно снабжено обогреваемым сливным (одним или более) патрубком, на конце которого установлен вихревой смеситель, причем плазмотрон смонтирован внутри металлопровода вертикально и соосно с ним. This goal is achieved by the fact that the device for processing liquid metal, including a metal wire, the plasma torch is additionally equipped with a heated drain (one or more) pipe, at the end of which a vortex mixer is installed, and the plasma torch is mounted vertically and coaxially inside the metal wire.
Такое техническое решение позволяет транспортировать расплав в металлопроводе высокоэнтальпийным газом с последующим подогревом металла в сливном патрубке и через вихревой смеситель подавать в расплав реагенты. В результате этого увеличивается эффективность процессов рафинирования и модифицирования железоуглеродистых и цветных сплавов. Наряду с указанным обработка расплавов предложенным устройством позволяет поддерживать в заданных пределах температуру металла или перегревать его в процессе обработки. Such a technical solution allows the melt to be transported in the metal pipe by high-enthalpy gas with subsequent heating of the metal in the drain pipe and to supply reagents through the vortex mixer. As a result of this, the efficiency of the processes of refining and modifying iron-carbon and non-ferrous alloys increases. Along with the specified processing of the melts by the proposed device allows you to maintain within the specified limits the temperature of the metal or overheat it during processing.
Расположение плазмотрона внутри металлопровода соосно с ним позволяет транспортировать расплав в металлопроводе высокоэнтальпийным газом, поступающим из плазмотрона. В результате этого увеличивается межфазная поверхность расплав-газ из-за того, что происходит интенсивное дробление высокотемпературного газа на выходе из сопл плазмотрона. Это увеличивает эффекты рафинирования и модифицирования сплавов. The location of the plasma torch inside the metal wire coaxially with it allows melt to be transported in the metal wire by high enthalpy gas coming from the plasma torch. As a result of this, the melt-gas interface increases due to the intense crushing of high-temperature gas at the exit of the plasma torch nozzles. This enhances the effects of refining and modifying alloys.
Монтаж вихревого смесителя на конце сливного патрубка позволяет вводить реагенты в глубь металла с помощью вихревой турбулизированной струи. В результате этого вводимые реагенты достаточно диспергируются, хорошо замешиваются и равномерно распределяются в расплаве. Вследствие этого увеличивается степень их усвоения и повышаются эффекты рафинирования и модифицирования металла. The installation of a vortex mixer at the end of the drain pipe allows the reagents to be introduced deep into the metal using a vortex turbulent jet. As a result of this, the introduced reagents are sufficiently dispersed, well mixed and evenly distributed in the melt. As a result, the degree of their assimilation increases and the effects of refining and modifying the metal increase.
Наличие обогреваемого сливного патрубка (например, с помощью канального индукционного нагревателя) позволяет непрерывно подогревать металл на выходе из металлопровода. В результате этого непровзаимодействующие с металлом реагенты, которые поступают в расплав через вихревой смеситель, поднимаясь с металлом по металлопроводу, дополнительно нагреваются транспортирующим высокотем- пературным газом и в сливном патрубке. Это обеспечивает более полное усвоение вводимых добавок и, как следствие, высокие эффекты рафинирования и модифицирования металла. The presence of a heated drain pipe (for example, using a channel induction heater) allows you to continuously heat the metal at the outlet of the metal wire. As a result, reagents that do not interact with the metal, which enter the melt through the vortex mixer, rising with the metal through the metal wire, are additionally heated by the transporting high-temperature gas and in the drain pipe. This provides a more complete assimilation of the introduced additives and, as a result, high effects of refining and metal modification.
На чертеже показано предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.
По оси металлопровода 1 установлен плазмотрон 2. На сливном патрубке 3 смонтирован индукционный нагреватель 4 канального типа. Сливной патрубок соединен с вихревым смесителем 5, который смонтирован на крышке 6 ковша или тигля 7 с металлом. A
Работает предложенное устройство следующим образом. The proposed device works as follows.
Металлопровод 1 с включенным плазмотроном 2 погружается в расплав. При этом сливной патрубок 3 соединяется с вихревым смесителем 5. Высокотемпературным газом, который поступает из плазмотрона 2, расплав поднимается по металлопроводу и поступает в сливной патрубок 3. При прохождении по сливному патрубку расплав дополнительно подогревается индукционным нагревателем 4 канального типа. Требуемые реагенты для обработки подаются в закрученный поток расплава в вихревом смесителе. После обработки металлопровод извлекают из расплава, снимают крышку вместе с вихревым смесителем, и производят разливку металла. После этого операции повторяются вновь. The
Опробование предложенного устройства производили в литейном цехе ИПЛ АН УССР. Обработку алюминиевого сплава АЛ9 предложенным устройством осуществляли в печи сопротивления с тиглем вместимостью 150 кг. The testing of the proposed device was carried out in the foundry IPL AN USSR. The processing of the aluminum alloy AL9 by the proposed device was carried out in a resistance furnace with a crucible with a capacity of 150 kg.
С этой целью открывали доступ аргона к плазмотрону и металлопровод погружали в расплав таким образом, чтобы конец сливного патрубка стыковался с посадочным фланцем вихревого смесителя с тангенциальным подводом металла. Путем замыкания электродов включали плазмотрон. После этого включали индукционный нагреватель канального типа, размещенный на сливном патрубке. Нагреватель был подключен к источнику индукционной печи ИСТ-016. Расход аргона в плазмотроне регулировали игольчатым вентилем (ТУ 26-07-032-76), контролировали с помощью ротаметра. Обработку расплава предложенным устройством осуществляли в течение 4 мин. В процессе обработки расплава ток на плазмотроне поддерживали в пределах 400-420 А при напряжении 35-40 В, которые подавались от источника питателя ВДУ-506 УЗ. For this purpose, argon was opened to the plasmatron and the metal wire was immersed in the melt so that the end of the drain pipe docked with the landing flange of the vortex mixer with a tangential supply of metal. By closing the electrodes included plasmatron. After that, a channel-type induction heater was placed on the drain pipe. The heater was connected to the source of the IST-016 induction furnace. The argon consumption in the plasmatron was regulated by a needle valve (TU 26-07-032-76), controlled by a rotameter. The processing of the melt by the proposed device was carried out for 4 minutes During melt processing, the current on the plasmatron was maintained within 400–420 A at a voltage of 35–40 V, which were supplied from a VDU-506 UZ feeder source.
Подводимую к индукционному нагревателю мощность поддерживали в пределах 15-18 кВт. За время обработки при указанных энергетических параметрах температура расплава повышалась с 640 до 750оС. Эти результаты свидетельствуют еще об одном преимуществе предложенного устройства - оно позволяет уменьшить температуру перегрева металла в плавильной печи и совместить эту операцию с обработкой расплава в ковше.The power supplied to the induction heater was maintained in the range of 15-18 kW. During the processing time at the specified energy parameters of the melt temperature was increased from 640 to 750 C. These results show yet another advantage of the apparatus - it reduces the overheating temperature of the metal in the melting furnace and combine this operation with the processing of the melt in the ladle.
Расплав обрабатывали предложенным устройством с включенным и отключенным индукционным нагревателем. В качестве рафинировочно-модифицирующих реагентов использовали универсальный флюс следующего состава, мас.% (30 NaF+ 50 NaCl+ + 10 Na3AlF6+10 KCl). Флюс подавали в расплав через вихревой смеситель путем засыпки его в коническую воронку с тангенциальным подводом металла.The melt was processed by the proposed device with the induction heater turned on and off. A universal flux of the following composition, wt.% (30 NaF + 50 NaCl + + 10 Na 3 AlF 6 + 10 KCl) was used as refining and modifying reagents. The flux was fed into the melt through a vortex mixer by filling it into a conical funnel with a tangential supply of metal.
Степень удаления из расплава водорода, оксидов, а также модифицирующее действие при различных режимах обработки сплава предложенным устройством представлены в таблице. The degree of removal of hydrogen, oxides from the melt, as well as the modifying effect under various processing conditions of the alloy by the proposed device are presented in the table.
Содержание водорода в сплаве АЛ9 определяли методом вакуумной экстракции, оксидов - путем электролитического выделения осадка, модифицирующий эффект - по количеству зерен на 1 см2 шлифа при увеличении микроскопа 200 крат.The hydrogen content in the AL9 alloy was determined by vacuum extraction, of the oxides by electrolytic precipitation, the modifying effect was determined by the number of grains per 1 cm 2 of a thin section with a microscope magnification of 200 times.
После обработки расплава предложенным устройством наряду с его подогревом и эффективным рафинированием происходит измельчение α-твердого раствора и эвтектической фазы в сплаве. В результате измельчения структуры и глубокого рафинирования сплава увеличиваются на 10-15% прочность и на 35-40% пластические характеристики литого металла. After processing the melt with the proposed device, along with its heating and efficient refining, the α-solid solution and the eutectic phase in the alloy are ground. As a result of grinding the structure and deep refining of the alloy, the strength and the plastic characteristics of cast metal increase by 10–15% and increase by 35–40%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002343 RU2026365C1 (en) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | Device for treatment of molten metal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002343 RU2026365C1 (en) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | Device for treatment of molten metal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2026365C1 true RU2026365C1 (en) | 1995-01-09 |
Family
ID=21585239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5002343 RU2026365C1 (en) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | Device for treatment of molten metal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2026365C1 (en) |
-
1991
- 1991-07-02 RU SU5002343 patent/RU2026365C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 863116, кл. C 21C 1/02, 1979. * |
2. Морозов А.Н. и др. Внепечное вакуумирование стали. М.: Металлургия, 1975. * |
3. Заявка ФРГ N 1758835, кл. C 21C 7/10, 1976. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2315019C (en) | Method and installation for refining silicon | |
US3501289A (en) | Method and apparatus for adding heat to molten metal under vacuum | |
CA1096633A (en) | Continuous stream treatment of ductile iron | |
US3443806A (en) | Method of using induction furnaces | |
NO132595B (en) | ||
EP0853131B1 (en) | Process and plant for induction melting and purification of aluminium, coper, brass, lead and bronze alloys | |
US3479022A (en) | Apparatus for vacuum treating liquid steel according to the circulation method | |
US3235243A (en) | Apparatus for producing ultraclean alloy steels | |
JPS6227139B2 (en) | ||
RU2026365C1 (en) | Device for treatment of molten metal | |
TWI816422B (en) | Refining method of molten steel | |
US4647306A (en) | Process for the treatment of metal melts with scavenging gas | |
KR930009387B1 (en) | Method of and apparatus for removing non-metallic inclusions from molten metal | |
US3669178A (en) | Direct reduction process and simultaneous continuous casting of metallic materials in a crucible to form rods | |
FI81383C (en) | FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV SMAELT METALL OCH ANORDNING FOER UTFOERANDE AV FOERFARANDET. | |
RU2233344C1 (en) | Apparatus for electromagnetic refining of aluminum and its alloys | |
KR20010040915A (en) | Method and induction furnace for melting a metallic or metal-containing bulk material in the shape of small pieces | |
US5738823A (en) | Meltdown apparatus | |
JPS6213410B2 (en) | ||
US3311467A (en) | Method of metal modification under pressure and arrangement to carry out same | |
JP2003207283A (en) | Method and device for mixing molten metal | |
US3934863A (en) | Apparatus for refining molten metal and molten metal refining process | |
Schlatter | Melting and refining technology of high-temperature steels and superalloys: a review of recent process developments | |
US3271128A (en) | Prerefining blast furnace iron | |
JPH02179813A (en) | Method for refining molten metal into high purity and high cleanliness |