RU2113520C1 - Устройство для металлотермического получения редких и редкоземельных металлов, сплавов и лигатур на их основе - Google Patents
Устройство для металлотермического получения редких и редкоземельных металлов, сплавов и лигатур на их основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2113520C1 RU2113520C1 RU97108175A RU97108175A RU2113520C1 RU 2113520 C1 RU2113520 C1 RU 2113520C1 RU 97108175 A RU97108175 A RU 97108175A RU 97108175 A RU97108175 A RU 97108175A RU 2113520 C1 RU2113520 C1 RU 2113520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloys
- rare
- metal
- earth metals
- metals
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии для получения редких и редкоземельных металлов, сплавов и лигатур редкоземельных и переходных металлов методом металлотермического восстановления. Устройство можно использовать для получения других материалов, служащих для изготовления высокоэнергетических магнитов. Оно содержит футерованный металлический тигель с выпускным каналом и пробкой, выполненной из компонента получаемого сплава или исходной шихты, электрозапал, а также дополнительную емкость, сообщенную в верхней части с выпускным каналом, а в нижней части - с металлоприемником, объем которого равен объему получаемого слитка. В данном устройстве металл заполняет металлоприемник, а шлак остается в дополнительной емкости, массивный металлоприемник обеспечивает быструю и направленную кристаллизацию металла, сплава или лигатуры, исключая сепарацию компонентов и фаз в системе. Поверхность слитка не имеет шлаковых включений, структура слитка получается однородной, поэтому сплавы без дополнительного переплава можно использовать для изготовления магнитов методами порошковой металлургии. 1 ил.
Description
Изобретение относится к металлургии для получения редких и редкоземельных металлов (РЗМ), сплавов и лигатур редкоземельных и переходных металлов методом металлотермического восстановления. Устройство можно использовать для получения других материалов, служащих для изготовления высокоэнергетических магнитов.
Известна конструкция устройства для получения металлического циркония, состоящая из графитового тигля в днище которого имеется металлоприемник. Внутренняя поверхность тигля покрыта защитным слоем фторида кальция толщиной 0,4-0,6 мм [1]. Цирконий в тигле получают металлотермическим восстановлением тетрафторида циркония стружкой металлического кальция. Тигель опробован для получения сплавов РЗМ- железо-бор-легирующие добавки. Тигель футеруется слоем плавикового шпата. Затем в тигель засыпается шихта из смеси фторидов РЗМ, железа, ферробора, легирующих и других добавок в различной химической форме и стружки металлического кальция. После чего последний устанавливается в реторту, которая герметизируется, вакуумируется, заполняется аргоном, а затем инициируется внепечная реакция восстановления известными методами. В результате восстановительной плавки в аппарате образуется слиток металла, сплава (РЗМ-железо-бор-легирующие добавки) или лигатуры РЗМ-железо, который сверху покрыт слоем теплоизолирующего шлака. При восстановлении смеси фторидов шлак в основном состоит из фторида кальция и избытка металлического кальция. Значительное различие в тепловых условиях охлаждения и кристаллизации различных зон расплава металла приводит к неравномерному распределению РЗМ, в частности неодима по слитку, что сказывается на свойствах получаемых из этих сплавов и лигатур магнитов. Так, например, дно слитка контактирует с холодным порошком фторида кальция, а верх слитка - с расплавом фторида кальция. Для устранения неравномерности распределения (неодима) по высоте слитка последние переплавляют в индукционной печи, а это приводит к удорожанию сплава или лигатуры из-за дополнительного расхода электроэнергии, оснастки, потерь РЗМ и появления оборотов достаточно дорогостоящих РЗМ. При переплаве слитков от восстановительной плавки последние расплавляются в тигле, обогреваемом индуктором и затем сливают в медную или водоохлаждаемую изложницу. Сплавы РЗМ-железо-бор-легирующие элементы можно синтезировать из компонентов и в индукционной печи, однако этот способ и устройство имеют те же недостатки, что и при переплаве сплавов или лигатур, полученных при металлотермическом восстановлении.
Наиболее близким по технической сущности является устройство (аппарат) для получения слитков металлического урана [2,3]. Устройство для получения металлического урана состоит из реактора восстановления и металлоприемника. Реактор восстановления выполнен из металлической оболочки, покрытой изнутри огнеупорной футеровкой. Дно реактора снабжено специальным устройством, в котором находится плотно пригнанный к выпускному конусу клапан для выпуска расплавленного металла. После проведения восстановительной плавки реактор восстановления устанавливается на металлоприемник, при этом происходит поднятие клапана и слив расплавленного урана в изложницу (металлоприемник). Металлоприемник. для исключения загрязнения урана футерован огнеупорным материалом. Для' повторного использования устройства необходимо вновь футеровать металлоприемник и для исключения самопроизвольного слива расплавленного урана подгонять клапан.
Недостатками устройства являются как необходимость притирки и подгонки клапана, служащего для слива расплавленного металла перед каждой операцией восстановления, так и футеровка металлоприемника.
Задачей, изобретения является повышение эффективности работы устройства, повышение качества слитков и получение сплавов и лигатур с равномерным распределением компонентов и фаз, позволяющие устранить переплав слитков от восстановительной плавки, а также снизить себестоимость слитков сплавов РЗМ-железо-бор-легирующие добавки и лигатур РЗМ-железо (кобальт).
Поставленная задача решается тем, что известное устройство для металлотермического получения - сплавов и лигатур, включающее футерованный тигель с выпускным каналом, пробкой и металлоприемником, снабжено дополнительной емкостью, сообщенной в верхней части с выпускным каналом, а в нижней части - с металлоприемником. При этом металлоприемник имеет объем, равный объему получаемого слитка, а пробка выполнена из материала сплава или его компонента.
На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого устройства.
Устройство содержит футерованный металлический тигель 1 с выпускным каналом 2. Футеровка из фторида кальция 3 содержит вставку из силицированного графита 4, выпускной канал 2 которой перекрывается пробкой 5, выполненной из компонента получаемого сплава или компонента шихты. Электрозапал 6 размещают в верхней части шихты 7. Емкость 8, выполненная из силицированного графита, в верхней части сообщена с выпускным каналом 2, а в нижней части с металлоприемником 9. Массивный металлоприемник 9 из меди или водоохлаждаемой стали выполняют разборным, имеющим объем, равный объему получаемого сплава. Передвижная подставка 10 предусмотрена для транспортировки устройства в реторту 11. Реторта 11 имеет патрубки для вакуумирования и заполнения инертным газом (не показаны).
Устройство работает следующим образом.
Предварительно в тигель 1 устанавливают вставку 4 с коническим днищем и центральным отверстием, затем с помощью трубчатой вставки, установленной коаксиально в тигле 1, обеспечивают кольцевой зазор не менее 15 мм и в этот зазор засыпают фторид кальция, уплотняя его по мере засыпания. Отверстие в коническом днище перекрывают пробкой 5, выполненной из сплава или его компонента. В тигель 1 засыпают шихту и извлекают трубчатую вставку.
На передвижную подставку 10 устанавливают металлоприемник 9, на верхнем торце которого размещают емкость 8, совмещая отверстия для обеспечения сообщения полостей. После установки тигля 1 с шихтой на верхнем торце емкости 8 подставку 10 с устройством в сборе помещают в реторту 11. Подключают электрозапал к питанию, реторту вакуумируют и заполняют инертным газом. С помощью электрозапала инициируют реакцию т восстановления. В результате металлотермической реакции в тигле образуется расплавленный металл и шлак. Расплавленный металл накапливается в конусной вставке 4, проплавляет пробку 5 и стекает в металлоприемник 9, а шлак остается в емкости 8. Массивный металлоприемник 9 обеспечивает быструю и направленную кристаллизацию металла, сплава или лигатуры, а это исключает сепарацию компонентов и фаз в системе. После охлаждения устройство извлекают из реторты 11, разбирают металлоприемник 9 и извлекают слиток. Поверхность слитка не имеет шлаковых включений, структура слитка получается однородной, поэтому сплавы без дополнительного переплава можно использовать для изготовления магнитов методами порошковой металлургии. Устройство для получения сплавов и лигатур прошло производственную проверку на Сибирском химическом комбинате.
Claims (1)
- Устройство для металлотермического получения редких и редкоземельных металлов, сплавов и лигатур на их основе, включающее футерованный тигель с выпускным каналом, пробкой и металлоприемник, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной емкостью, сообщенной в верхней части с выпускным каналом, а в нижней части с металлоприемником, при этом металлоприемник имеет объем равный объему получаемого слитка, а пробка выполнена из материала сплава или компонента шихты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108175A RU2113520C1 (ru) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | Устройство для металлотермического получения редких и редкоземельных металлов, сплавов и лигатур на их основе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108175A RU2113520C1 (ru) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | Устройство для металлотермического получения редких и редкоземельных металлов, сплавов и лигатур на их основе |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2113520C1 true RU2113520C1 (ru) | 1998-06-20 |
RU97108175A RU97108175A (ru) | 1998-11-27 |
Family
ID=20193076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97108175A RU2113520C1 (ru) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | Устройство для металлотермического получения редких и редкоземельных металлов, сплавов и лигатур на их основе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2113520C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532778C1 (ru) * | 2013-05-06 | 2014-11-10 | Игорь Юрьевич Русаков | Аппарат для металлотермического получения металлов и сплавов в непрерывном режиме |
-
1997
- 1997-05-22 RU RU97108175A patent/RU2113520C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
2. Судариков Б.Н., Раков Э.Г. Процессы и аппараты урановых производств. - М.: Машиностр оение, 41969, с. 356. 3. Стерлин Я.М. Металлургия урана. - М.: Госатомизда т, 1962, с. 304. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532778C1 (ru) * | 2013-05-06 | 2014-11-10 | Игорь Юрьевич Русаков | Аппарат для металлотермического получения металлов и сплавов в непрерывном режиме |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5479436A (en) | Method of heating and melting metal and apparatus for melting metal | |
US7967057B2 (en) | Induction melting apparatus employing halide type crucible, process for producing the crucible, method of induction melting, and process for producing ingot of ultrahigh-purity Fe-, Ni-, or Co-based alloy material | |
EP1259348B1 (en) | Casting system and method for forming highly pure and fine grain metal castings | |
EP0526159A1 (en) | Method for melting titanium aluminide alloys | |
GB2265805A (en) | A combined electro-slag remelting/cold induction crucible system | |
US6264717B1 (en) | Clean melt nucleated cast article | |
US5174811A (en) | Method for treating rare earth-transition metal scrap | |
US3610320A (en) | Unit for manufacturing hollow metal ingots | |
RU2113520C1 (ru) | Устройство для металлотермического получения редких и редкоземельных металлов, сплавов и лигатур на их основе | |
CN105344949B (zh) | 一种钢铁熔炼‑模铸新工艺 | |
US5193607A (en) | Method for precision casting of titanium or titanium alloy | |
US4132545A (en) | Method of electroslag remelting processes using a preheated electrode shield | |
JP4263366B2 (ja) | 希土類磁石スクラップの溶解方法及び溶解装置 | |
JPH06263B2 (ja) | 連続鋳造法 | |
US4036278A (en) | Process for the production of large steel ingots | |
US3603374A (en) | Methods of producing large steel ingots | |
CN110484742B (zh) | 一种电子束熔炼高纯化制备Fe-W中间合金的方法 | |
US4192370A (en) | Device for effecting electroslag remelting processes | |
US3696859A (en) | Production of large steel ingots with consumable vacuum arc hot tops | |
US3734714A (en) | Process for producing a ca-ba-al-si-containing alloy | |
US4544405A (en) | Method of producing steels of great purity and low gas content in steel mills and steel foundries and apparatus therefor | |
US3736361A (en) | Method for the plasma remelting of a consumable metal bar in a controlled atmosphere | |
RU2770807C1 (ru) | Способ получения заготовки из низколегированных сплавов на медной основе | |
RU2095440C1 (ru) | Способ получения металлов и сплавов | |
RU2154691C1 (ru) | Способ получения чернового обогащенного урана |