SU1219254A1 - Установка дл диспергировани расплава металлов и сплавов - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к устройствам дл  получени  металлических частиц, волокон и порошков, предназначенных преимушественно дл  переработки сложнолегированных жаропрочных и жаростойких металлов и сплавов.

Цель изобретени  - повьшение выхода годного продукта, а также стабильности работы установки и снижение энергоемкости процесса диспергировани  „

Сущность предложенного технического решени  заключаетс  в том, что обеспечиваетс  процесс диспергировани  в вакуумной камере. Это позвол ет полностью ликвидировать возможность захолаживани  диспергируемой поверхности расплава струей газа и обеспечивает наивысшую скорость кристаллизации частиц, присущую способу экстракции из расплава твердой фазы вращаюш;имс  диском- кристаллизатором. Одновременно снижаетс  содержание газов таких, как кислород,водород, азот и др. до тыс чных долей процента и позвол ет вести процесс при более низкой температуре , практически равной температуре плавлени  сплава плюс 50- перегрева. Это обеспечивает высокое качество готового продукта при более низких энергозатратах. Снабжение установки обогреваемым вытеснителем повышает стабильность ведени  процесса и в 8-10 раз срок его службы, что также положительно сказываетс  на повышении выхода годной продукции.

Конструктивное вьтолнение ванны с расплавом в виде тигл  с индук - ционным нагревом, в корпусе которого , в зоне действи  индуктора, расположен питатель, заборна  часть которого находитс  у дна тигл , а выходное сечение питател  выведено на верхний торец тигл  под охлаждаемый диск-кристаллизатор, позвол ет плавить и поддерживать температуру расплава практически всех металлов и сплавов, полностью ликвидирует возможность переработки шлаков, обепечивает температуру расплава в питателе, равную температуре расплава и в тигле, расплав плавно и равномерно подаетс  под рабочие ручьи многоручьевой конструкции диска19254

кристаллизатора, обеспечива  идентич- ные услови  питани  всех ручьев в процессе диспергировани  идет посто нное перемешивание расплава в тиг- 5 ле с помощью индуктора, обеспечива  равномерный химсостав расплава по всему объему расплава.

Отделение вытеснител  от диска- кристаллизатора системой экранов 10 предохран ет рабочую поверхность последнего от налипани  брызг и нагара во врем  плавки металла и предохран ет его от перегрева во врем  работы, что стабилизирует 15 процесс диспергировани  и улучшает качество конечной продукции.

На фиг. 1 схематически изображена , предложенна  установка на

фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на

5

фиг. 3 - схема работы датчика уровн : диспергируемого расплава.

Установка содержит механизм 1 загрузки шихты, механизм 2 загруз5 ки легирующих добавок, диск-кристаллизатор 3 с приводом 4, ванну 5 с расплавом 6, вытеснитель 7 расплава, бункер 8 дл  сбора частиц. Установка снабжена вакуумной камерой 9,

„ в которой размещены вытеснитель 7 расплава с нагревателем 10, ванна 5, выполненна  в виде тигл  с индуктором 11, установленного соосно с вытеснителем 7 расплава. В корпусе тигл , в зоне действи  индуктора 11, образован питатель 12, заборна  часть 13 Которого находитс  у дна тигл , а выходное его сечение 14 выведено на верхний торец тигл  под охлаждаемый диск-кристаллизатор 3.. Привод 4 диска-кристаллизатора 3 через датчик 15 уровн  диспергируемого расплава 6 св зан с приводом вытеснител  (не показан). Зеркало расплава в тигле и вытеснитель 7 расплава размещены с диском-крис- т;аллизатором 3 системой экранов 16, дел щих вакуумную камеру на зонь диспергировани  17 и подготовки расплава 18, Диск-кристаллизатор 3 выполнен полым, во внутреннюю полость которого через вал 19 привода 4 подводитс  и отводитс  охлаждающа  среда, при этом диск-кристаллизатор 3 с приводом 4 укреплен в вакуумной

камере 9 посредством гибкой мембраны 20 и соединен с механизмом 21, обеспечивающим регулировку рабочей поверхности 22 диска-кристаллизато0

5

0

3

pa по уровню. Бункер 8 соединен с вакуумной камерой 9 каналом 23 с полым поршнем 24 через систему вакуумных шиберов 25 и 26. Датчик 15 уровн  может быть вьшолнен, например , с использованием луча лазера. Луч газового лазера 27 подаетс  на оптическое устройство 28, разлагаетс  на два параллельных луча, рассто ние между которыми и определ ет величину перемещени  диспергируемого уровн  расплава 6. Попада  на оптическое устройство 29, лучи преломл ютс  в призме 30 и попадают на фотосопротивлени  31. Сигнал от фотосопротивлений подаютс  на блок 32 управлени , усиливаютс  и поступают на привод перемещени  вытеснител  7 расплава, обеспечива  таким образом пропорциональное регулирование перемещени  вытеснител , а следовательно, обеспечива  положение уровн  диспергируемого расплава между двум  лучами лазера в пределах 0,05 мм. Размеры выходного сечени  14 питател  12 выбираютс  из следующих условий: длина его равна 1,2- 1,5 толщины диска-кристадлизатора 3, а ширина выбираетс  из условий обеспечени  ламинарного потока расплава.

Установка работает следующим образом .

Исходное положение - рабочий вакуум 1 10 мм рт.ст . Вакуумные шибера 25 и 26 открыты, польш поршень 24 находитс  в крайнем нижнем положении , датчик 15 уровн  расплава настроен на заданную толщину получени  диспергируемое частиц. После этого с помощью механизмов загрузки шихты 1 и загрузки легирующих добавок 2 в тигель загружаютс  и плав тс  при помощи индуктора 11 поочередно шихта и легирующие добавки. Сплав тщательно перемешиваетс  за счет магнитных полей индуктора 11. После готовности сплава диску-кристаллизатору 3 сообщаетс  от привода 4 вращательное движение, а после его выхода на режим (максимальное число оборотов) во внутреннюю полость диска-кристаллизатора 3 через вгш 19 подаетс  охлаждак ца  среда. Устанавливаетс  линейна  скорость перемещени  вытеснител  7 расппава, предварительно нагретого с помощью нагревател  10 до температуры расплава в ванне. Вытеснитель 7 расплава пере4

давливает расплав 6 из тигл  по питателю 12 под рабочую поверхность 22 диска-кристаллизатора 3. При соприкосновении расплава с рабочей поверхностью 22 диска-кристаллизатора 3 происходит экстракци  расплава. В случае, если уровень расплава в питателе 12 отклонитс  от заданного, датчик 15 уровн  выдает соответствую-

щий сигнал на блок 32 управлени , а последний выдает соответствующую команду на привод вытеснител  расплава 7, в зависимости от команды линейна  скорость вытеснител  увеличиваетс  либо уменьшаетс  на соответствующую величину.

Закристаллизовавшиес  частицы на рабочей поверхности 22 диска-кристаллизатора 3 под действием центробежной силы срываютс  с нее и через канал 23, полый поршень 24 попадают в бункер 8. После вьфаботки расплава 6 из ванны 5 процесс прекращаетс  либо повтор етс  вновь. Смену бункера 8 можно производить без вскрыти  вакуумной камеры 9 на воздух, дл  чего перекрываютс  шибера 25 и 26, бункер 8 снимаетс  с шибером 26, а на его место устанавливаетс  новый бункер с шибером, бункер вакуумиру- етс , после чего соедин етс  с вакуумной камерой.

Сравнительные опыты по дисперги- ованию алюминиевого сплава, прове- денные на известном устройстве и на предлагаемой установке показали следующие преи {ущества предлагаемой установки: гарантированно обеспечиБаетс  стабильна  работа установки с высокой производительностью (максимально возможна  дл  выбранного диска-кристаллизатора), при этом обеспечиваетс  высокое качество по- лучени  продукции, характеризующеес  сверхвысокой скоростью кристаллизации , получением частиц равнотолщин- ной величины с сравнительно одинаковой структурой кристаллизации и с низким содержанием примесей и газа, а также с посто нным заданным химсоставом от частицы к частице.

I

На предложенной установке перера- ботаны как низкоплавкие металлы и сплавы, так и сложнолегированные аропрочные стали и сплавы с температурой плавлен и  до 1500 С.

Энергоемкость процесса за счет снижени  перегрева диспергируемого расплава на 150-200 С снижена на

20-25% при переработке относительно тугоплавких металлов- и сплавов .

.

23

Фнг.1

г 

сЬ

Claims (2)

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ РАСПЛАВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, содержащая связанные между собой приводами водоохлаждаемый полый диск-кристаллизатор и вытеснитель расплава, а также ванну с расплавом, которая выполнена в виде тигля с индуктором, установлена соосно с вытеснителем и образует под дискомкристаллизатором питатель с забор- ной частью, отличающаяся тем, что, С целью повышения выхода годного, стабильности работы установки и снижения энергоемкости процесса, установка снабжена вакуумной камерой и экраном, отделяющим зону диспергирования от зоны подготовки расплава, причем ванна с расплавом, диск-кристаллизатор, вытеснитель расплава и экран расположены в вакуумной камере, экран установлен в ванне с расплавом с образованием заборной части питателя у дна ванны, а вытеснитель расплава выполнен обогреваемым. _о

- ©

2. Установка поп.1, отличающаяся тем, что диск-кристаллизатор с приводом укреплен в камере посредством гибкой мембраны и соединен с механизмом, обебпечивающим регулировку уровня рабочей поверхности диска.

SU ...,1219254