RU2319752C2 - Method for induction melting of metal and apparatus for performing the same - Google Patents

Method for induction melting of metal and apparatus for performing the same Download PDF

Info

Publication number
RU2319752C2
RU2319752C2 RU2003103433/02A RU2003103433A RU2319752C2 RU 2319752 C2 RU2319752 C2 RU 2319752C2 RU 2003103433/02 A RU2003103433/02 A RU 2003103433/02A RU 2003103433 A RU2003103433 A RU 2003103433A RU 2319752 C2 RU2319752 C2 RU 2319752C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crucible
melt
melting
inductor
skull
Prior art date
Application number
RU2003103433/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003103433A (en
Inventor
Анатолий Евгеньевич Волков (RU)
Анатолий Евгеньевич Волков
Original Assignee
Анатолий Евгеньевич Волков
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 Анатолий Евгеньевич Волков filed Critical Анатолий Евгеньевич Волков
Priority to RU2003103433/02A priority Critical patent/RU2319752C2/en
Publication of RU2003103433A publication Critical patent/RU2003103433A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2319752C2 publication Critical patent/RU2319752C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Abstract

FIELD: foundry.
SUBSTANCE: apparatus has cold crucible with bottom skull shutoff plate, and inductor. Crucible is provided with vertical recesses widening in upward direction. Each part of crucible has triangular section, with base of said triangle being oriented toward melt. Method involves placing blank into crucible so that after melting of blank its meniscus is positioned above upper cut of crucible and below upper part of inductor; providing directed melting of blank from the top to the bottom; after melting-through of shutoff plate, performing bottom discharge of melt into mold; controlling melting process using light sensors. Heating of melt may be additionally provided from the top using electric arc, plasma or electronic-beam heating source. Also, melt may be exposed to low-frequency or supersonic action.
EFFECT: reduced consumption of power and production cycle, increased weight of metal upon melting process, and reduced sizes of melting apparatus.
4 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для литья любых металлов, включая тугоплавкие и химические активные.The present invention relates to the field of foundry and can be used for casting any metals, including refractory and chemical actives.

В качестве аналога предлагаемого изобретения принят способ индукционной плавки и литья металлов, включающий установку в холодный тигель донной гарнисажной заглушки, загрузку заготовки металла в холодный тигель на гарнисажную заглушку, расплавление металла и набор ванны расплава в тигле (RU 2101639C1, F27B 14/08, 10.01.1998) [1].As an analogue of the present invention, a method of induction melting and casting of metals is adopted, including installing a bottom skull plate in a cold crucible, loading a metal billet into a cold crucible on a skull cap, melting the metal and setting the molten bath in the crucible (RU 2101639C1, F27B 14/08, 10.01 .1998) [1].

В качестве ближайшего аналога заявленного устройства принято устройство для индукционной плавки и литья металлов, содержащее холодный тигель, донную гарнисажную заглушку, индуктор [1].As the closest analogue of the claimed device adopted device for induction melting and casting of metals, containing a cold crucible, bottom skull plug, inductor [1].

Наиболее близким техническим решением в качестве прототипа является способ индукционной плавки металла во взвешенном состоянии, при котором происходит хорошее усреднение расплава, его очистка от легких и тяжелых примесей, а при литье образуется бездефектная кристаллическая структура. Способ включает приготовление расплава в специальном индукторе с последующим его сливанием и кристаллизацией в изложнице или кристаллизаторе [2] (стр.9-21). Методы плавки во взвешенном состоянии с отливкой слитков обеспечивают высокую плотность слитков, однородный химический состав, высокую чистоту металла, и достаточно однородную кристаллическую структуру. Данный способ нашел применение для изготовления круглых и плоских слитков небольшого сечения [2].The closest technical solution as a prototype is a method of induction smelting of metal in suspension, in which there is a good averaging of the melt, its purification from light and heavy impurities, and when cast, a defect-free crystalline structure is formed. The method includes the preparation of the melt in a special inductor with its subsequent pouring and crystallization in the mold or mold [2] (p. 9-21). Suspended smelting methods with ingot casting provide high ingot density, uniform chemical composition, high metal purity, and a fairly uniform crystalline structure. This method has found application for the manufacture of round and flat ingots of small cross section [2].

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности использования и расширение технических возможностей за счет снижения энергозатрат, сокращения производственного цикла, увеличения массы металла при плавлении, уменьшения габаритов оборудования.The aim of the invention is to increase the efficiency of use and expand technical capabilities by reducing energy consumption, shortening the production cycle, increasing the mass of metal during melting, and reducing the dimensions of the equipment.

Поставленная цель достигается тем, что известный способ индукционной плавки и литья металлов включает установку в холодный тигель донной гарнисажной заглушки, загрузку заготовки металла в холодный тигель и отличается тем, что заготовку располагают в холодном тигле так, чтобы после ее расплавления мениск расплава располагался выше верхнего среза тигля и ниже верхней части индуктора, осуществляют направленное плавление заготовки сверху вниз и после проплавления гарнисажной заглушки осуществляют донный слив расплава в форму. С помощью бесконтактных световых датчиков регулируют процесс плавления заготовки, фиксируют момент проплавления гарнисажной заглушки и по сигналу датчиков осуществляют низкочастотное или ультразвуковое воздействие на расплав. Расплав дополнительно подогревают сверху электродуговым, плазменным, электронно-лучевым источниками нагрева. Устройство для индукционной плавки и литья металлов, содержащее холодный тигель, донную гарнисажную заглушку, индуктор, отличается тем, что оно снабжено формой, расположенной под гарнисажной заглушкой по оси тигля, тигель выполнен с вертикальными разрезами, уширяющимися кверху, при этом каждая секция тигля в сечении выполнена в виде треугольника, обращенного основанием к расплаву.This goal is achieved in that the known method of induction melting and casting of metals includes the installation of a bottom skull plate in a cold crucible, loading the metal billet into a cold crucible, and differs in that the billet is placed in a cold crucible so that after its melting the meniscus of the melt is located above the upper cut crucible and below the upper part of the inductor, carry out directional melting of the workpiece from top to bottom, and after melting the skull plug, bottom melt is drained into the mold. Using non-contact light sensors, the melting process of the workpiece is regulated, the moment of penetration of the skull cap is fixed, and low-frequency or ultrasonic influence on the melt is carried out by the signal from the sensors. The melt is additionally heated from above by electric arc, plasma, electron-beam heating sources. A device for induction melting and casting of metals containing a cold crucible, bottom skull plug, inductor, characterized in that it is provided with a shape located under the skull plug along the axis of the crucible, the crucible is made with vertical cuts, broadening upward, with each section of the crucible in cross section made in the form of a triangle facing the base of the melt.

Установка донного слива, изображенная на фиг.1, включает стационарно установленный корпус 1, к которому поджимается подвижный нижний корпус 2, внутри которых расположен бездонный тигель 7, внутренний контур которого выполнен в виде сужающегося книзу или кверху конуса или полусферы, для того чтобы надежно удерживать донный гарнисаж. Тигель окружен снаружи индуктором 8, внутри тигля 7 находится расплав металла 16 и его гарнисаж 17. Наблюдение визуально за процессом плавления осуществляется через гляделку 10, и автоматически через бесконтактные световые датчики 3, которые реагируют на тепловое излучение металла. Герметичность установки обеспечивается за счет крышки 13 и вакуумных уплотнений 15. Создание вакуума и нагнетание газа происходит с помощью патрубка 5. Форма или изложница 9 расположена по оси тигля 7 под его днищем, в которую может быть установлен волновод 14, по которому в расплав 16 в дальнейшем передается низкочастотные или ультразвуковые колебания, передаваемые от излучателя 12. Для рафинирования расплава 16 в тигле 7 и для ускоренного его слива на тигель устанавливается излучатель 11. Форма 9 расположена на подъемной трубе 6, через которую дополнительно создают вакуум в форме.The bottom discharge installation shown in Fig. 1 includes a stationary housing 1, to which a movable lower housing 2 is drawn, inside of which there is a bottomless crucible 7, the inner contour of which is made in the form of a cone or hemisphere tapering down or up in order to reliably hold bottom skull. The crucible is surrounded externally by inductor 8, inside the crucible 7 there is a metal melt 16 and its skull 17. The visual observation of the melting process is carried out through the peeper 10, and automatically through non-contact light sensors 3 that respond to the thermal radiation of the metal. The tightness of the installation is ensured by the cover 13 and vacuum seals 15. A vacuum is created and gas is injected using the nozzle 5. The mold or mold 9 is located along the axis of the crucible 7 under its bottom, into which a waveguide 14 can be installed, through which the melt 16 Further low-frequency or ultrasonic vibrations transmitted from the emitter 12 are transmitted. To refine the melt 16 in the crucible 7 and to accelerate its discharge, the emitter 11 is mounted on the crucible. Form 9 is located on the lifting pipe 6, through which additional Create a vacuum in the mold.

Способ с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом: в бездонный тигель 7, который может представлять из себя медный охлаждаемый разрезной тигель [3], (стр.243), устанавливается гарнисажная заглушка 17 определенной толщины и геометрии по боковому и нижнему контуру таким образом, чтобы в дальнейшем предотвратить преждевременный слив расплава по месту соприкасания с тиглем. Уровень днища заглушки может располагаться на определенном расстоянии h от нижнего среза индуктора (фиг.1), т.е. ниже среза. Уровень днища заглушки может быть расположен выше нижнего среза индуктора из-за особенностей конструкции холодного разрезного тигля, который ослабляет магнитное воздействие на нижнюю часть.The method using the proposed device is as follows: in the bottomless crucible 7, which may be a copper cooled split crucible [3], (p. 243), a skull cap 17 of a certain thickness and geometry along the side and bottom contours is installed so that further prevent premature discharge of the melt at the point of contact with the crucible. The level of the bottom of the stub can be located at a certain distance h from the lower cut of the inductor (Fig. 1), i.e. below the cut. The level of the bottom of the plug may be located above the lower cut of the inductor due to the design features of the cold split crucible, which weakens the magnetic effect on the lower part.

Особенности конструкции холодного тигля для снижения тепловых потерь в его корпусе, применяемого для данного способа, могут заключаться в следующем:The design features of the cold crucible to reduce heat loss in its body used for this method can be as follows:

- заготовка, выполненная в виде единого усеченного конуса или цилиндра, устанавливается в холодном тигле таким образом, чтобы после ее расплавления верхний уровень образуемого расплава становился выше верхнего среза холодного тигля на величину Н (фиг.5 (а)), а верхняя часть индуктора должна располагаться выше уровня, образуемого расплавом на величину D [4] (стр.65). То есть за счет того, что в тигельных печах образуется сверху мениск, последний будет забирать в себя основную мощность нагрева, поступающую от индуктора, тем самым обеспечивать направленное расплавление сверху вниз;- the workpiece, made in the form of a single truncated cone or cylinder, is installed in a cold crucible so that after its melting the upper level of the formed melt becomes higher than the upper cut of the cold crucible by a value of H (Fig. 5 (a)), and the upper part of the inductor should located above the level formed by the melt by the value of D [4] (p. 65). That is, due to the fact that a meniscus forms on top of the crucible furnaces, the latter will absorb the main heating power coming from the inductor, thereby providing directional melting from top to bottom;

- щелевые вертикальные разрезы в холодном индукторе, используя силы поверхностного натяжения и снижения давления в расплаве снизу вверх, имеют вид усеченного конуса с уширением кверху (фиг.5 (б)), т.е. е>с;- slotted vertical sections in a cold inductor, using the forces of surface tension and pressure reduction in the melt from the bottom up, have the form of a truncated cone with a broadening up (Fig. 5 (b)), i.e. e> s;

- днище заготовки для снижения тепловых потерь в металле, а так же для облегчения наблюдения за процессом может находиться выше сплошного крепежного кольца лепестков индуктора на расстоянии μ (фиг.5 (а));- the bottom of the workpiece to reduce heat loss in the metal, as well as to facilitate monitoring of the process, may be located above the continuous mounting ring of the petals of the inductor at a distance μ (Fig. 5 (a));

- электрические потери в самом холодном тигле пропорциональны длине пути тока в теле тигля, поэтому для их снижения каждая секция тигля может быть выполнена в виде треугольника, усеченной пирамиды или полусферы, где основание обращено к расплаву металла (фиг.5 (в)).- electric losses in the coldest crucible are proportional to the length of the current path in the crucible body; therefore, to reduce them, each section of the crucible can be made in the form of a triangle, a truncated pyramid or hemisphere, where the base faces the molten metal (Fig. 5 (c)).

Подготовка к работе установки начинается следующим образом, сверху или снизу в тигель 7, при открытой крышке 13 или отведенном книзу корпусе 2 загружают определенной геометрии заготовку 16, после чего крышка закрывается, а снизу на подъемную трубу 6 при отведенном в крайнее нижнее положение корпусе 2 устанавливается форма 9, в которую автоматически попадает волновод 14, соединенный с излучателем 12. Колебания через волновод передаются не только в расплав, но и при необходимости могут напрямую передаваться от излучателя на форму 9. Верхний срез формы 9 находится ниже днища заглушки, определяемом расстоянием l, что позволяет в дальнейшем нижними бесконтактными датчиками 3 определять нагрев гарнисажа 17 по его центру, краю и параллельно днищу гарнисажа. Загрузка бездонного тигля 7 может быть обеспечена единой заготовкой, предварительно выплавленной в данном тигле, только с заглушенным днищем фиг.3, за счет водоохлаждаемого поддона 18. При этом после охлаждения металла поддон 18 убирается и установка готова к работе. Кроме того, выплавка необходимого объема металла может происходить в отдельном и подобном по своей внутренней геометрии тигле с днищем, но в специально предназначенной для этого установке индукционного, плазменного, электронно-лучевого или вакуумно-дугового типа, а затем металл в холодном виде может загружаться в тигель 7. После загрузки тигля 7 нижний корпус 2 поджимается к корпусу 1, а через патрубок 5 откачивается при необходимости вакуум до требуемого остаточного давления. Если в тигле плавится не химически активный металл, то установка не требует защитных корпусов 1 и 2 для создания инертной сферы, тем самым ее конструкция упрощается. Далее происходит подача переменного тока на индуктор, 8, который может быть одновитковым, многовитковым, а так же состоять из индукторов с раздельным питанием витков. При этом плавление металла происходит по вертикали направленно сверху вниз, до момента проплавления донного гарнисажа. Верхние и нижние бесконтактные датчики слежения 3 обеспечивают необходимое регулирование мощности тока на индукторе 8, так чтобы данный процесс был направленным, а кроме того они регулируют время нахождения основной ванны металла 16 в жидком состоянии и определяют время момента ее слива в форму 9, направленное плавление может обеспечиваться так же механическим перемещением тигля или индуктора по вертикали. Момент слива металла 16 в форму 9 фиксируется одним из бесконтактных датчиков 3, от которого поступает сигнал на поджатие формы 9 к тиглю 7 и при необходимости идет включение излучателя 11, что ускоряет слив расплава из тигля, а так же излучателя 12, измельчающего структуру через волновод 14, поступающего в форму металла. В момент слива для более качественного заполнения идет дополнительная откачка вакуума из формы через патрубок 6, а через патрубок 5 может нагнетаться инертный газ, оказывающий давление на зеркало ванны расплава. После того, как произошла кристаллизация металла в форме и его остывание, нижний корпус отводится вниз, после чего вынимается форма из установки. Далее весь процесс производства изделия повторяется. Для того чтобы остаток гарнисажа извлекать через низ тигля, последний может иметь форму, расширяющуюся по внутреннему контуру книзу, фиг.4. Подобный тигель загружают снизу и установленный донный гарнисаж до начала его нагрева удерживают за счет формы, которую временно поднимают вверх. После нагрева донного гарнисажа или всей загружаемой установки происходит ее расширение, и металл уже сам может удерживаться в тигле, далее форму устанавливают в исходное положение.Preparation for operation of the installation begins as follows, from above or below, into the crucible 7, with the lid 13 open or the housing 2 allotted downward, a workpiece 16 is loaded with a certain geometry, after which the lid is closed, and the housing 2 is set down from the bottom to the lifting pipe 6 when the housing 2 is withdrawn to its lowermost position form 9, into which the waveguide 14 connected to the emitter 12 automatically falls. Oscillations through the waveguide are transmitted not only to the melt, but, if necessary, can be directly transmitted from the emitter to form 9. The upper cut rmy 9 is located below the bottom of the plug determines the distance l, which allows to further lower proximity sensors 3 detect the heating of ledge 17 to the center thereof, and parallel to the bottom edge of the ledge. The bottomless crucible 7 can be loaded with a single billet preliminarily melted in this crucible, only with the bottom of FIG. 3 closed, due to the water-cooled tray 18. In this case, after cooling the metal, the tray 18 is removed and the installation is ready for operation. In addition, the necessary volume of metal can be smelted in a crucible with a bottom that is separate and similar in its internal geometry, but in an induction, plasma, electron-beam, or vacuum-arc type specially designed for this purpose, and then the metal can be cold loaded into crucible 7. After loading the crucible 7, the lower housing 2 is pressed against the housing 1, and if necessary, vacuum is pumped out through the pipe 5 to the required residual pressure. If a non-reactive metal melts in the crucible, the installation does not require protective housings 1 and 2 to create an inert sphere, thereby simplifying its design. Then there is an alternating current supply to the inductor, 8, which can be single-turn, multi-turn, and also consist of inductors with separate coil power. In this case, the metal melts vertically directed from top to bottom, until the bottom skull is melted. The upper and lower non-contact tracking sensors 3 provide the necessary control of the current power at the inductor 8, so that this process is directional, and in addition they regulate the time spent in the main metal bath 16 in the liquid state and determine the time of its discharge into the mold 9, directional melting can provided also by mechanical movement of the crucible or inductor vertically. The moment of discharge of the metal 16 into the mold 9 is fixed by one of the proximity sensors 3, from which a signal is supplied to preform the mold 9 to the crucible 7 and, if necessary, the emitter 11 is switched on, which accelerates the discharge of the melt from the crucible, as well as the emitter 12, grinding the structure through the waveguide 14 coming in the form of metal. At the time of discharge, for better filling, an additional vacuum is pumped out of the mold through the nozzle 6, and inert gas can be pumped through the nozzle 5, which exerts pressure on the mirror of the molten bath. After the crystallization of the metal in the mold and its cooling has taken place, the lower case is brought down, after which the mold is removed from the installation. Further, the entire manufacturing process of the product is repeated. In order for the remainder of the skull to be removed through the bottom of the crucible, the latter may have a shape that extends along the inner contour downward, Fig. 4. A similar crucible is loaded from below and the installed bottom skull is held until it begins to heat due to the shape, which is temporarily lifted up. After heating the bottom skull or the entire loading installation, it expands, and the metal itself can already be held in the crucible, then the form is set to its original position.

Для более стабильного слива расплава по центру днища гарнисажа последний может иметь на своем днище вогнутость высотой S в сторону ванны расплава, фиг.2, 3, обеспечить более быстрое и экономное плавление расплава, а так же более стабильное наплавление объема ванны расплава сверху вниз, может обеспечить введение в устройство дополнительных источников нагрева 19, устанавливаемых над зеркалом ванны расплава 16. Дополнительными источниками нагрева могут служить: расходуемый или нерасходуемый электрод, обеспечивающий подогрев ванны за счет электродуги в вакууме или инертной среде, а так же плазмотрон, электронный луч, нагреватель сопротивления.For more stable drainage of the melt in the center of the bottom of the skull, the latter may have a concavity at its bottom with a height S towards the melt pool, Figs. 2, 3, provide faster and more economical melting of the melt, as well as more stable deposition of the volume of the melt bath from top to bottom, to provide the introduction to the device of additional heating sources 19 installed above the mirror of the melt bath 16. Additional sources of heating can be: consumable or non-consumable electrode, which provides heating of the bath due to ele arc arc in a vacuum or inert medium, as well as a plasma torch, electron beam, resistance heater.

При плавлении легкоплавких металлов, с помощью предлагаемого изобретения электродуговой подогрев не требуется, при плавлении тугоплавких металлов предлагаемым способом выбирается оптимальная частота на индукторе, а недостающая мощность, необходимая для плавления, подводится от дополнительного источника нагрева. Такое сочетание источников нагрева является наиболее оптимальным для данного способа и выгодно отличается от одиночных источников нагрева.When melting low-melting metals, using the present invention, electric arc heating is not required, when melting refractory metals by the proposed method, the optimal frequency at the inductor is selected, and the missing power required for melting is supplied from an additional heating source. This combination of heat sources is the most optimal for this method and compares favorably with single heat sources.

В отличие от аналога [1], где в качестве источника энергии для получения расплава используется электродуга, предлагаемое изобретение наиболее эффективно использует индукционный нагрев, тем самым резко снижая тепловой перегрев в расплаве. При этом в момент слива расплава его температура более выровнена по объему ванны, а магнитное поле способствует отжатию от стенок тигля расплава, тем самым обеспечивая высокий КПД по использованию сливаемого металла.In contrast to the analogue [1], where an electric arc is used as the energy source for producing the melt, the present invention most effectively uses induction heating, thereby sharply reducing thermal overheating in the melt. At the same time, at the time of melt discharge, its temperature is more equalized over the volume of the bath, and the magnetic field contributes to the squeezing of the melt from the walls of the crucible, thereby ensuring high efficiency in the use of the merged metal.

В отличие от прототипа [2], где расплав полностью удерживается во взвешенном состоянии индуктором, в предлагаемом изобретении расплав удерживается в тигле. Это отличие позволяет удерживать в данном состоянии очень большие массы металла, превосходящие прототип, при равных мощностях индуктора в десятки раз. Что в значительной степени снижает затраты на оборудование и производство изделий, а кроме того увеличивает массу и скорость выплавки расплава.Unlike the prototype [2], where the melt is completely held in suspension by the inductor, in the present invention, the melt is held in a crucible. This difference allows you to keep in this state a very large mass of metal that exceeds the prototype, with equal powers of the inductor tens of times. This significantly reduces the cost of equipment and product manufacturing, and in addition increases the mass and speed of melt smelting.

В отличие от стандартных тигельных печей, где слив расплава осуществляется за счет поворота тигля, данная установка позволяет резко упростить габариты и сложность конструкции устройства. Но самое главное отличие заключается в том, что при повороте тигля с его поверхности в форму сливается легкоплавкие включения и первая порция расплава, попадающая в нижнюю часть формы, более нагрета, а завершающая порция расплава имеет более низкую температуру, тем самым это приводит к браку по включениям и по усадочной осевой пористости. Данный способ и устройство позволяют исключить подобный брак в изделиях.Unlike standard crucible furnaces, where the melt is drained by turning the crucible, this installation can dramatically simplify the dimensions and complexity of the design of the device. But the most important difference is that when the crucible is rotated from its surface, fusible inclusions merge into the mold and the first portion of the melt falling into the lower part of the mold is more heated, and the final portion of the melt has a lower temperature, thereby inclusions and shrinkage axial porosity. This method and device can eliminate such defects in products.

В связи с этим предлагаемое изобретение может считаться полезным и эффективным для применения в производстве, снижая себестоимость оборудования и производимой продукции, при этом позволяя получать не только полуфабрикаты, но и изделия повышенной сложности с высоким качеством структуры металла.In this regard, the present invention can be considered useful and effective for use in production, reducing the cost of equipment and manufactured products, while allowing to obtain not only semi-finished products, but also products of high complexity with high quality metal structure.

В отличие от аналога и прототипа предлагаемое изобретение обеспечивает:Unlike analogue and prototype, the present invention provides:

- получение изделий особосложной формы высокого качества;- obtaining products of particularly complex shape of high quality;

- компактность устройства и высокую экономию электроэнергии;- compact device and high energy savings;

- автоматическую организацию слива расплава из проплавляемой заготовки в кристаллизаторы, формы и т.п.;- automatic organization of the drain of the melt from the smelted billet into molds, molds, etc .;

- интенсивное охлаждение расплава при его кристаллизации и одновременном воздействии на него вибрационного и газового давления;- intensive cooling of the melt during its crystallization and the simultaneous action of vibration and gas pressure on it;

- надежную автоматизацию и управление процессом;- reliable automation and process control;

- направленную кристаллизацию изделия снизу вверх;- directional crystallization of the product from the bottom up;

- устраняет попадание легкоплавких включений в форму.- eliminates the inclusion of fusible inclusions in the form.

Поэтому предлагаемое изобретение целесообразно считать полезным для применения в промышленности, при получении сложных высококачественных изделий не только из обычных металлов, но и из титана, ниобия, циркония и т.п.металлов.Therefore, the present invention is advisable to be considered useful for industrial applications in the production of complex high-quality products not only from ordinary metals, but also from titanium, niobium, zirconium and the like metals.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Заявка на патент (опубликованная 20.01.99 г.).1. Patent application (published on January 20, 1999).

2. А.А. Фогель - Индукционный метод удержания жидких металлов во взвешенном состоянии. Л., Машиностроение, 1989 г.2. A.A. Vogel - Induction method for holding liquid metals in suspension. L., Engineering, 1989

3. А.А.Андреев. Плавка и литье титановых сплавов. М., Металлургия, 1994 г.3. A.A. Andreev. Melting and casting of titanium alloys. M., Metallurgy, 1994

4. Н.И.Фомин. Электрические печи и установки индукционного нагрева. М., Металлургия, 1979 г.4. N.I. Fomin. Electric furnaces and induction heating plants. M., Metallurgy, 1979

Claims (4)

1. Способ индукционной плавки и литья металлов, включающий установку в холодный тигель донной гарнисажной заглушки, загрузку заготовки металла в холодный тигель на гарнисажную заглушку, расплавление металла и набор ванны расплава в тигле, отличающийся тем, что заготовку располагают в холодном тигле так, чтобы после ее расплавления мениск расплава располагался выше верхнего среза тигля и ниже верхней части индуктора, осуществляют направленное плавление заготовки сверху вниз и после проплавления гарнисажной заглушки осуществляют донный слив расплава в форму.1. A method of induction melting and casting of metals, comprising installing a bottom skull plate in a cold crucible, loading a metal blank into a cold crucible onto a skull plug, melting the metal and a melt bath set in a crucible, characterized in that the blank is placed in a cold crucible so that after of its melting, the meniscus of the melt was located above the upper cut of the crucible and below the upper part of the inductor, directional melting of the workpiece is carried out from top to bottom, and after melting of the skull plug, the bottom draining the melt into a mold. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью бесконтактных световых датчиков регулируют процесс плавления заготовки, фиксируют момент проплавления гарнисажной заглушки и по сигналу датчиков осуществляют низкочастотное или ультразвуковое воздействие на расплав.2. The method according to claim 1, characterized in that using contactless light sensors regulate the melting process of the workpiece, fix the moment of penetration of the skull plug and the low-frequency or ultrasonic effect on the melt is carried out by the signal of the sensors. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав дополнительно подогревают сверху электродуговым, плазменным, электронно-лучевым источниками нагрева.3. The method according to claim 1, characterized in that the melt is additionally heated from above by electric arc, plasma, electron-beam heating sources. 4. Устройство для индукционной плавки и литья металлов, содержащее холодный тигель, донную гарнисажную заглушку, индуктор, отличающееся тем, что оно снабжено формой, расположенной под гарнисажной заглушкой по оси тигля, тигель выполнен с вертикальными разрезами, уширяющимися кверху, при этом каждая секция тигля в сечении выполнена в виде треугольника, обращенного основанием к расплаву.4. Device for induction melting and casting of metals, containing a cold crucible, bottom skull plug, inductor, characterized in that it is provided with a shape located under the skull plug along the axis of the crucible, the crucible is made with vertical cuts, broadening upward, with each section of the crucible in cross section made in the form of a triangle facing the base of the melt.
RU2003103433/02A 2003-02-05 2003-02-05 Method for induction melting of metal and apparatus for performing the same RU2319752C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003103433/02A RU2319752C2 (en) 2003-02-05 2003-02-05 Method for induction melting of metal and apparatus for performing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003103433/02A RU2319752C2 (en) 2003-02-05 2003-02-05 Method for induction melting of metal and apparatus for performing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003103433A RU2003103433A (en) 2004-08-27
RU2319752C2 true RU2319752C2 (en) 2008-03-20

Family

ID=39279955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003103433/02A RU2319752C2 (en) 2003-02-05 2003-02-05 Method for induction melting of metal and apparatus for performing the same

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2319752C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494158C1 (en) * 2009-07-15 2013-09-27 Кабусики Кайся Кобе Сейко Се Method of producing alloy ingot
RU211366U1 (en) * 2021-12-29 2022-06-01 Аркадий Ильич Маляров Induction crucible furnace for melting metals and alloys

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585581C2 (en) * 2014-01-09 2016-05-27 Анатолий Евгеньевич Волков Method and device for electron beam melting of metal with bottom drain for moulding ingots with complex configuration

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494158C1 (en) * 2009-07-15 2013-09-27 Кабусики Кайся Кобе Сейко Се Method of producing alloy ingot
RU211366U1 (en) * 2021-12-29 2022-06-01 Аркадий Ильич Маляров Induction crucible furnace for melting metals and alloys

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4178986A (en) Furnace for directional solidification casting
US3998264A (en) Apparatus for producing metallic castings by progressively melting a solid charge
KR20160105428A (en) Method and plant for the production of long ingots having a large cross-section
US5033948A (en) Induction melting of metals without a crucible
EP0471798A1 (en) Induction skull melt spinning of reactive metal alloys.
US2955333A (en) Electric arc furnaces
EP0968065B1 (en) Method and apparatus for producing directionally solidified castings
RU2319752C2 (en) Method for induction melting of metal and apparatus for performing the same
JP2018094628A (en) Casting method of active metal
JP2002508496A (en) Melting and casting of special metals
EP2925469B1 (en) Pressure reactor for producing materials having directed porosity
CN105772658B (en) A kind of large scale magnesium alloy ingot running gate system and method
RU2735329C1 (en) Method of levitation melting using annular element
KR930004477B1 (en) Induction melting of metals without a crucible
JP2008142717A (en) METHOD AND APPARATUS FOR MAKING INGOT OF Ti AND Ti ALLOY OR TiAl
RU2283205C2 (en) Metal centrifugal casting process without turning off heat source
JP6994392B2 (en) Ingot made of an alloy containing titanium as the main component, and its manufacturing method
RU2282522C2 (en) Process for centrifugal casting of metal in horizontal plane
RU2209841C2 (en) Metal pouring method
US3455373A (en) Apparatus for ultrahigh purity precision casting
RU2338622C2 (en) Method and device of disk bottom tapping of volkov's system
RU2286398C2 (en) Method for metal casting with the use of lining slag as consumable electrode
RU2319578C1 (en) Method for producing small-size cast pieces of high-active metals and alloys and plant for performing the same
US6715534B1 (en) Method and apparatus for producing directionally solidified castings
RU2754215C1 (en) Device for producing large-sized castings with directional and single-crystal structure

Legal Events

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

Effective date: 20120206