RU2233344C1 - Apparatus for electromagnetic refining of aluminum and its alloys - Google Patents

Apparatus for electromagnetic refining of aluminum and its alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2233344C1
RU2233344C1 RU2003104927/02A RU2003104927A RU2233344C1 RU 2233344 C1 RU2233344 C1 RU 2233344C1 RU 2003104927/02 A RU2003104927/02 A RU 2003104927/02A RU 2003104927 A RU2003104927 A RU 2003104927A RU 2233344 C1 RU2233344 C1 RU 2233344C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melt
lined
aluminum
electromagnetic field
alloys
Prior art date
Application number
RU2003104927/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003104927A (en
Inventor
В.Н. Тимофеев (RU)
В.Н. Тимофеев
Р.М. Христинич (RU)
Р.М. Христинич
В.В. Стафиевска (RU)
В.В. Стафиевская
А.М. Велентеенко (RU)
А.М. Велентеенко
Original Assignee
Красноярский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Красноярский государственный технический университет filed Critical Красноярский государственный технический университет
Priority to RU2003104927/02A priority Critical patent/RU2233344C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2233344C1 publication Critical patent/RU2233344C1/en
Publication of RU2003104927A publication Critical patent/RU2003104927A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy, namely production of aluminum and its alloys, possibly removing from aluminum alloys alkali metal impurities, non-metallic and gaseous inclusions.
SUBSTANCE: apparatus includes lined vessel, lined metallic cover, gas distributing mechanism, mechanism for removing gas and device for creating rotation motion of melt in the form of multi-phase traveling electromagnetic field inductor. Lined metallic cover is made of high resistance non-magnetic steel.
EFFECT: enhanced manufacturing parameters due to contact-free agitation of melt.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к производству алюминия и его сплавов, и может быть использовано для рафинирования алюминиевых сплавов от примесей щелочных металлов, неметаллических и газовых включений.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to the production of aluminum and its alloys, and can be used for refining aluminum alloys from impurities of alkali metals, non-metallic and gas inclusions.

Известно устройство для обработки расплава реагентом (а.с. №1532590, МКл. С 21 С 1/00, 1989), содержащее футерованную емкость и механическую мешалку.A device for treating a melt with a reagent (a.s. No. 1532590, MKl. C 21 C 1/00, 1989) is known, containing a lined tank and a mechanical stirrer.

Недостатком такого устройства является сложная конструкция механической мешалки и отсутствие механизма для отвода газов, что не позволяет получить на выходе высокоочищенный от примесей расплав.The disadvantage of this device is the complex design of the mechanical stirrer and the absence of a mechanism for venting gases, which does not allow the output to be highly purified from impurities melt.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для рафинирования алюминия и сплавов на его основе (Описание устройства для очистки алюминия от редкоземельных металлов, фирма “STAS Societe des technologies de L'Aluminium”, 1846 Outarde Chicoutimi (Quebec) Canada G7K1H1), содержащее футерованную емкость для транспортировки расплава, футерованную металлическую крышку, газопылераспределительный механизм, механизм газоудаления и устройство для создания вращательного движения расплава.Closest to the claimed device is a device for refining aluminum and alloys based on it (Description of a device for purifying aluminum from rare earth metals, the company "STAS Societe des technologies de L'Aluminium", 1846 Outarde Chicoutimi (Quebec) Canada G7K1H1), containing a lined container for transporting the melt, a lined metal cover, a gas distribution mechanism, a gas removal mechanism and a device for creating a rotational movement of the melt.

Основными недостатками такого устройства являются:The main disadvantages of such a device are:

1. Непосредственный контакт механического ротора с высокотемпературным расплавом, что приводит к его быстрому износу.1. Direct contact of the mechanical rotor with a high-temperature melt, which leads to its rapid wear.

2. Наличие движущихся механических частей в приводе ротора, требующих дополнительных систем защиты от высокой температуры и агрессивной среды.2. The presence of moving mechanical parts in the rotor drive, requiring additional protection systems from high temperature and aggressive environment.

В основу изобретения положена задача создания устройства для рафинирования алюминия и сплавов на его основе с улучшенными технико-экономическими и технологическими характеристиками, которое позволило бы прорабатывать весь объем расплава бесконтактным способом.The basis of the invention is the creation of a device for refining aluminum and alloys based on it with improved technical, economic and technological characteristics, which would allow to work out the entire volume of the melt in a non-contact way.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для рафинирования алюминия и сплавов на его основе, содержащем футерованную емкость, футерованную металлическую крышку, газопылераспределителъный механизм, механизм газоудаления, устройство для создания вращательного движения расплава, согласно изобретению в качестве устройства для создания вращательного движения расплава использован бесконтактный с расплавом многофазный индуктор бегущего электромагнитного поля, а футерованная металлическая крышка выполнена из немагнитной высокоомной стали.The problem is solved in that in a device for refining aluminum and alloys based on it, containing a lined container, a lined metal cover, a gas-distributing mechanism, a gas removal mechanism, a device for creating a rotational movement of the melt, according to the invention, a contactless device is used to create a rotational movement of the melt a multiphase inductor of a traveling electromagnetic field with a melt, and the lined metal cover is made of non-magnetic high oomnoy steel.

При этом индуктор бегущего электромагнитного поля может быть расположен сверху футерованной металлической крышки или в створе ее, а также и под футерованной металлической крышкой.In this case, the traveling electromagnetic field inductor can be located on top of the lined metal cover or in its alignment, as well as under the lined metal cover.

Изготовление крышки из немагнитной высокоомной стали обеспечивает проникновение электромагнитного поля в расплав, что позволяет прорабатывать весь объем расплава бесконтактным способом, при изготовлении крышки из магнитного материала потоки, создаваемые катушками, будут замыкаться по ней и необходимый технический результат не будет достигнут.The manufacture of the cap from non-magnetic high-resistance steel ensures the penetration of the electromagnetic field into the melt, which allows the entire volume of the melt to be processed in a non-contact way, while the manufacture of the cap from magnetic material, the flows created by the coils will be closed along it and the necessary technical result will not be achieved.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для рафинирования алюминия и сплавов на его основе с расположением индуктора сверху футерованной металлической крышки, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 изображено предлагаемое устройство с расположением индуктора в створе крышки; на фиг.4 - то же, с расположением индуктора под крышкой.Figure 1 shows the proposed device for refining aluminum and alloys based on it with the location of the inductor on top of the lined metal cover, front view; figure 2 is the same, a top view; figure 3 shows the proposed device with the location of the inductor in the alignment of the cover; figure 4 is the same with the location of the inductor under the cover.

Устройство для рафинирования алюминия и сплавов на его основе включает футерованную металлическую емкость 1, на которой установлена крышка 2 с металлическим каркасом 3 и футеровкой 4. В крышке 2 расположен газопылераспределительный механизм 5, механизм газоудаления 6, индуктор бегущего электромагнитного поля 7. В футерованной металлической емкости 1 находится расплав алюминия 8.A device for refining aluminum and alloys based on it includes a lined metal container 1 on which a lid 2 with a metal frame 3 and a lining 4 is mounted. In the lid 2 there is a gas distribution mechanism 5, a gas removal mechanism 6, an inductor of a traveling electromagnetic field 7. In a lined metal container 1 is a molten aluminum 8.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

При транспортировке емкость 1 с расплавом 8 помещают в рабочую зону, где на емкость помещают крышку 2 с механизмом газоудаления 6, механизмом газопылераспределения 5 и индуктором 7. При подключении катушек индуктора 7 к переменному напряжению в них протекает электрический ток, который создает магнитные потоки. В результате наложения магнитных потоков, сдвинутых во времени и пространстве, образуется бегущее электромагнитное поле, подобное полю статора торцевого асинхронного двигателя. Взаимодействуя с расплавом 8, бегущее электромагнитное поле индуцирует в нем вихревые токи, магнитное поле которых, в свою очередь, взаимодействует с первичным магнитным полем, вызывает усилия в расплаве 8, приводящие последний во вращательное движение.During transportation, the container 1 with the melt 8 is placed in the working area, where the cover 2 with the gas removal mechanism 6, the gas distribution mechanism 5 and the inductor 7 is placed on the container. When the coils of the inductor 7 are connected to an alternating voltage, an electric current flows through them, which creates magnetic fluxes. As a result of superposition of magnetic fluxes shifted in time and space, a traveling electromagnetic field is formed, similar to the stator field of an end induction motor. Interacting with the melt 8, the traveling electromagnetic field induces eddy currents in it, the magnetic field of which, in turn, interacts with the primary magnetic field, causes forces in the melt 8, which cause the latter to rotate.

В результате интенсивного вращения расплава в нем образуется воронка, в область которой с помощью газопылераспределительного механизма 5 подается рафинирующая смесь 9. Газы, выделившиеся в результате взаимодействия рафинирующей смеси с щелочными металлами, удаляются с помощью механизма газоудаления 6.As a result of intensive rotation of the melt, a funnel is formed in it, into the region of which a refining mixture 9 is supplied using a gas-distributing mechanism 5. Gases released as a result of the interaction of the refining mixture with alkali metals are removed using the gas removal mechanism 6.

Ведение процесса перемешивания создает благоприятные условия для коагуляции включений щелочноземельных металлов в алюминиевом расплаве с последующим их удалением. Объясняется это тем, что в зонах расплава с максимальными скоростями движения потока вблизи его оси образуются повышенные концентрации включений щелочноземельных металлов, которые способствуют увеличению частоты столкновений, а следовательно, и коагуляции дисперсных частиц. После завершения процесса перемешивания прокоагулировавшие частицы поднимаются к поверхности расплава, где удаляются с помощью скребка. Также перемешивание в значительной степени стимулирует процессы диффузии натрия из объема расплава к поверхности, где натрий переходит в оксид.The mixing process creates favorable conditions for the coagulation of inclusions of alkaline earth metals in aluminum melt with their subsequent removal. This is explained by the fact that in the melt zones with maximum flow velocities near its axis, increased concentrations of inclusions of alkaline earth metals are formed, which contribute to an increase in the frequency of collisions, and hence the coagulation of dispersed particles. After completion of the mixing process, the coagulated particles rise to the surface of the melt, where they are removed using a scraper. Mixing also significantly stimulates the diffusion of sodium from the bulk of the melt to the surface, where sodium is converted to oxide.

Предлагаемое устройство имеет ряд преимуществ перед известным:The proposed device has several advantages over the well-known:

- повышается эффективность рафинирования за счет более интенсивного перемешивания;- improves the efficiency of refining due to more intensive mixing;

- отпадает необходимость прямого контакта вращателя с жидким металлом, что увеличивает его срок службы;- there is no need for direct contact of the rotator with liquid metal, which increases its service life;

- снижаются затраты на поддержание в работоспособном состоянии устройства в целом за счет увеличения срока службы устройства для создания вращательного движения металла.- reduced costs for maintaining the healthy state of the device as a whole by increasing the service life of the device to create a rotational movement of the metal.

Claims (4)

1. Устройство для рафинирования алюминия и сплавов на его основе, содержащее футерованную емкость, футерованную металлическую крышку, газопылераспределительный механизм, механизм газоудаления и устройство для создания вращательного движения расплава, отличающееся тем, что в качестве устройства для создания вращательного движения расплава используют бесконтактный с расплавом многофазный индуктор бегущего электромагнитного поля, а футерованная металлическая крышка выполнена из немагнитной высокоомной стали.1. A device for refining aluminum and alloys based on it, containing a lined container, a lined metal cover, a gas distribution mechanism, a gas removal mechanism and a device for creating a rotational motion of the melt, characterized in that a multiphase contactless melt is used as a device for creating a rotational motion of the melt a running electromagnetic field inductor, and a lined metal cover made of non-magnetic high-resistance steel. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индуктор бегущего электромагнитного поля расположен сверху футерованной металлической крышки.2. The device according to claim 1, characterized in that the traveling electromagnetic field inductor is located on top of the lined metal cover. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индуктор бегущего электромагнитного поля расположен в створе футерованной металлической крышки.3. The device according to claim 1, characterized in that the traveling electromagnetic field inductor is located in the alignment of the lined metal cover. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индуктор бегущего электромагнитного поля расположен под футерованной металлической крышкой.4. The device according to claim 1, characterized in that the traveling electromagnetic field inductor is located under the lined metal cover.
RU2003104927/02A 2003-02-18 2003-02-18 Apparatus for electromagnetic refining of aluminum and its alloys RU2233344C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003104927/02A RU2233344C1 (en) 2003-02-18 2003-02-18 Apparatus for electromagnetic refining of aluminum and its alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003104927/02A RU2233344C1 (en) 2003-02-18 2003-02-18 Apparatus for electromagnetic refining of aluminum and its alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2233344C1 true RU2233344C1 (en) 2004-07-27
RU2003104927A RU2003104927A (en) 2004-08-27

Family

ID=33414000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003104927/02A RU2233344C1 (en) 2003-02-18 2003-02-18 Apparatus for electromagnetic refining of aluminum and its alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2233344C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1674814A3 (en) * 2004-12-22 2007-05-30 Kenzo Takahashi Agitator, agitating method, and melting furnace with agitator
RU2725246C2 (en) * 2015-04-23 2020-06-30 Диджимет 2013 Сл Furnace for melting and processing of metal and metal-containing wastes and method of such melting and processing

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2598727C2 (en) * 2012-10-08 2016-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Диотон" Method for vacuum treatment of aluminium alloys and device for its implementation
RU2598730C2 (en) * 2012-10-08 2016-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Диотон" Device for refining aluminium and its alloys (versions)
RU2607891C2 (en) * 2012-12-03 2017-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "Диотон" Device for aluminium or aluminium alloys refining (versions) and its application
RU2598631C2 (en) * 2012-12-03 2016-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Диотон" Device for vacuum treatment of aluminium or aluminium alloys and method for its application

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Stas societe des technologies de l’aluminium, outarde chicoutimi, Canada, Quebec, 2002, s.1846. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1674814A3 (en) * 2004-12-22 2007-05-30 Kenzo Takahashi Agitator, agitating method, and melting furnace with agitator
US8158055B2 (en) 2004-12-22 2012-04-17 Kenzo Takahashi Melting furnace with agitator
RU2725246C2 (en) * 2015-04-23 2020-06-30 Диджимет 2013 Сл Furnace for melting and processing of metal and metal-containing wastes and method of such melting and processing
US10731923B2 (en) 2015-04-23 2020-08-04 Digimet 2013 Sl Furnace for melting and treating metal and metallic waste and method therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Application of electromagnetic (EM) separation technology to metal refining processes: a review
US7449143B2 (en) Systems and methods of electromagnetic influence on electroconducting continuum
CN111763831A (en) Aluminum melt vacuum treatment system and method
RU2233344C1 (en) Apparatus for electromagnetic refining of aluminum and its alloys
EP0807477A1 (en) Continuous casting method and relative device
US6010552A (en) Apparatus for the process of melting and purification of aluminum, copper, brass, lead and bronze alloys
EP0234536A1 (en) Method for separation of inclusions in molten metal and device for carrying out the method
RU2005113261A (en) METHOD FOR DIRECT RECOVERY OF METALS FROM DISPERSED ORE RAW AND THE DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
KR930009387B1 (en) Method of and apparatus for removing non-metallic inclusions from molten metal
RU2240368C1 (en) Apparatus for electromagnetically refining aluminum and aluminum base alloys
JP2003207283A (en) Method and device for mixing molten metal
CN201558682U (en) Multi-mode magnetic field electromagnetic stirrer
US20060131795A1 (en) Methods and facilities for suppressing vortices arising in tundishes or ladles during their respective discharge
JP5396574B1 (en) Method and apparatus for separating and removing inclusions in molten metal
KR20010040915A (en) Method and induction furnace for melting a metallic or metal-containing bulk material in the shape of small pieces
JP3654248B2 (en) Method for refining molten metal
Fautrelle et al. Magnetohydrodynamics applied to materials processing
RU2337980C2 (en) Refining practice of aluminium and aluminium alloys in shipping ladle
RU2026365C1 (en) Device for treatment of molten metal
WO2009061615A1 (en) An inductor for the excitation of polyharmonic rotating magnetic fields
AU616889B2 (en) Furnace for making and delivering melts
RU2092593C1 (en) Electromagnetic gear for melting and refining molten metals
RU2598730C2 (en) Device for refining aluminium and its alloys (versions)
JP2000074568A (en) Vacuum floating melting apparatus
US20180177001A1 (en) Enhanced Coreless Induction Furnace Stirring

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090219