SU565065A1

SU565065A1 - Method for metal bath treatment and device for effecting same

Info

Publication number: SU565065A1
Application number: SU7401998120A
Authority: SU
Inventors: Павел Ильич Софинский; Владимир Абрамович Чеботарев; Аршак Ефремович Мкртчян; Цолак Керопович Минасян; Ан Фишер Клаус-Христи (Гдр); Энгельгардт Дирк (Гдр); Гросс Хельмут (Гдр); Лунгенхаузен Ханс-Дитер (Гдр)
Priority date: 1974-02-22
Filing date: 1974-02-22
Publication date: 1977-07-15

Description

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(54) METHOD FOR PROCESSING METAL MELT AND DEVICE FOR IMPLEMENTING IT

1one

Изобретение относитс к металлургии, в частности к обработке в индукционной лечи или миксере расплавленного алюмини , лредназначенного , например, дл непрерывной разливки на агрегатах бесслитковой прокатки полосы.The invention relates to metallurgy, in particular to the treatment in an induction cure or a mixer of molten aluminum, designed, for example, for continuous casting of direct-strip-free rolling into units.

Известны апособ и устройство дл вакуумнровани алк мини в герметичной индукционной печи канального типа, предпочтительно промышленной частоты. Дегазацию расплава осуществл ют за счет откачивани воздуха из рабочего пространства печи над уровнем расплава . При это1« на поверхности расплавленного металла происходит выделение газов. Одновременно в индукционной печи имеют место электромагнитное перемешивание расплава и его подогрев, компенсирующий потери тепла во врем вакуумной обработки.The prior art and apparatus for vacuuming alc mini in a hermetic channel-type induction furnace, preferably of industrial frequency, are known. Melt degassing is carried out by pumping air from the furnace working space above the melt level. When it is “on the surface of the molten metal, the evolution of gases occurs. At the same time, electromagnetic stirring of the melt and its heating take place in the induction furnace, compensating for heat loss during vacuum processing.

Известные способ и устройство позвол ют уменьшить содержание газов и окислов в расплаве . Однако при выпуске металла в ковш опрокидыванием печи и во врем транспортировки ковша к разливочному устройству или желобу происходит вторичное окислен.ие металла и поглощение газов, что сводит на :-нет результаты вакуумной дегазации.The known method and device can reduce the content of gases and oxides in the melt. However, when metal is released into the ladle by tilting the furnace and during the transportation of the ladle to the casting device or chute, secondary oxidation of the metal and gas absorption occurs, which reduces to: - no results of vacuum degassing.

Известен способ вакуумной дегазации расплавленного металла с дополнительной продувкой его нейтральным газом. Устройство дл осуществлени этого способа представл ет собой, в основном, герметичную индукционную печь канального типа, в которой индуктор расположен сбоку плавильного тигл . Нейтральный газ подводитс через трубопровод сбоку, со стороны индуктора. В этом случае также имеют место указанные недостатки.The known method of vacuum degassing of the molten metal with additional purging it with a neutral gas. A device for carrying out this method is basically a hermetic channel-type induction furnace, in which the inductor is located on the side of the melting crucible. Neutral gas is supplied through the pipeline at the side, on the side of the inductor. In this case, these disadvantages also occur.

Кроме того, подвод нейтрального газа не обеспечивает равномерной продувки всей массы расплава.In addition, the supply of neutral gas does not provide a uniform purge the entire mass of the melt.

Известна обработка расплава в одной и той же емкости вакуумом и газом под давлением.Known processing of the melt in the same tank with vacuum and gas under pressure.

В этом случае также используетс индукционна канальна печь с одним или несколькими съемными индукторами. Индукционный нагрев компенсирует потери тепла из расплава и его посто нное перемешивание. Расплав, аIn this case, an induction channel furnace with one or more removable inductors is also used. Induction heating compensates for heat loss from the melt and its constant mixing. Melt as well

именно сталь, подвергаетс вакуумированию, а затем обработке давлением. С этой целью в печное пространство над расплавом нагнетаетс воздух или инертный газ. Концентраци кислорода в расплавленной стали снижаетс it is the steel that is being vacuumized and then pressure treated. For this purpose, air or inert gas is injected into the furnace space above the melt. The oxygen concentration in the molten steel decreases

до 0,0003%. Однако такой способ неприемлем дл алюминиевого расплава, так как последук ща обработка вакуумированного металлаup to 0.0003%. However, this method is unacceptable for the aluminum melt, since the subsequent treatment of the evacuated metal

давлением газа не приводит к дальнеишему снижению содержани газов и окислов в расплаве .gas pressure does not lead to a further decrease in the content of gases and oxides in the melt.

Указанные недостатки вакуумной дегазации в индукционной лечи дможно устранить, име отдельную от индукционной печи емкость, в которую расплав подводитс из печи ло закрытому трубопроводу ниже уровн металла. Обработанный металл из емкости также по закрытому трубопроводу .подаетс к разливочному устройству. При этом транспортировка расплава по трубопроводам может осуществл тьс , наори1мер, с помощью электромагнитных насосов.These drawbacks of vacuum degassing in induction treatment can be eliminated by having a tank, separate from the induction furnace, into which the melt is supplied from the furnace to the closed pipeline below the metal level. The treated metal from the tank, also through a closed pipeline, is supplied to the casting device. In this case, the transportation of the melt through pipelines can be carried out, to a large extent, by means of electromagnetic pumps.

Недостаток такой системы состоит в сложности примен емого оборудовани (наличие отдельной емкости дл обработки расплава, электромагнитные насосы, переливные трубопроводы и т. д.).The disadvantage of such a system is the complexity of the equipment used (the presence of a separate melt processing tank, electromagnetic pumps, overflow pipelines, etc.).

Целью изобретени вл етс повыщение эффективности дегазации и предотвращение повторного окислени и насыщени металла газом при выпуске из печи и транспортировке к разливочно;му устройству, а следовательно, улучщение качества металла. Это достигаетс тем, что инертный газ подвод т равномерно распределенными стру ми через днище по его периметру в течение 5-30 мин и одновременно отсасывают выдел ющиес газы, поддержива при этом давление над зеркалом расплава от 1 до 1,2 атм, а вакуумирование осуществл ют в течение 20-60 мин при разрел :ении 1 -10 ММ рт. ст., причем по окончании процесса обработки в пространство печи над зеркалом расплава подают воздух, создава давление не менее 1,2. атм, которое по мере слива .металла по сифонной трубе увеличивают до величины, равной металлостатическому давлению расплава в печи.The aim of the invention is to increase the efficiency of degassing and prevent the re-oxidation and saturation of the metal with gas when it is discharged from the furnace and transported to the bottling device, and therefore, the quality of the metal is improved. This is achieved by the fact that the inert gas is supplied by uniformly distributed jets through the bottom around its perimeter for 5-30 minutes and at the same time sucked off the evolved gases while maintaining the pressure above the melt mirror from 1 to 1.2 atm and evacuating within 20-60 min at razrela: enia 1 -10 MM mercury. Art., and at the end of the treatment process, air is supplied to the furnace space above the melt mirror, creating a pressure of at least 1.2. atm, which as the metal is drained through the siphon pipe is increased to a value equal to the metalostatic pressure of the melt in the furnace.

Операцию продувки инертным газом и вакуумирование производ т по времени одну за другой в любой последовательности.The inert gas purge operation and evacuation are performed one after the other in any order.

Предлагаемое устройство дл осуществлени описываемого способа, содержащее герметичную индукционную печь (миксер) с расположенным под ее днищем индуктором, подвод щий трубопровод, св занный с трубопроводом вакуумных насосов, и систему подачи инертного газа, снабжено охватывающим индуктор печи кольцевым трубопроводом с отход щими от него вертикальными патрубками , вход щими в углублени , выполненные в (футеровке днища печи по периметру и закрываемые пористыми огнеупорными элементами, и сифонной трубой, проход щей сквозь стенку печи, причем на подвод щем трубопроводе установлен двухходовой кран, соедин ющий его с трубопроводом подачи сл :атого газа.The proposed apparatus for carrying out the described method, comprising a hermetic induction furnace (mixer) with an inductor located beneath its bottom, a supply pipe connected to the vacuum pump pipe and an inert gas supply system, is provided with an annular pipe extending from the furnace inductor branch pipes entering the recesses made in the (lining of the furnace bottom along the perimeter and covered with porous refractory elements) and a siphon tube passing through the wall In addition, a two-way valve is installed on the supply pipe, which connects it to the gas supply pipeline.

Па чертеже схематически показано устройство дл обработ1ки металлического расплава.The drawing shows schematically a device for processing a metal melt.

Индукционна печь канального типа -с футеровкой 1 снабжена одним или несколькими индукторами 2, прикрепленными фланцами к наружному стальному кожуху печного тигл Channel-type induction furnace - with lining 1 provided with one or more inductors 2 attached by flanges to the outer steel casing of the furnace crucible

под его днищем. Печь заполнена расплавленным металлом 3, который подвергаетс обработке , и плотно закрыта поворотной комбинированной напорно-вакуумной крышкой 4. Двухходовой кран 5 соедин ет трубопровод 6 подачи сжатого воздуха и трубопровод 7 от вакуумных насосов с трубопроводом 8, св занным с рабочим пространством 9 печи. -Индуктор 2 печи охватывает кольцевой трубопровод 10 диаметром примерно 1 м, снабл енный , как правило, четырьм - восьмью патрубками 11, вход щими в углублени , закрытые пористым огнеупором 12. Сквозь стенку печи проходит сифонна труба 13, наружныйunder his bottom. The furnace is filled with molten metal 3, which is processed, and tightly closed by a rotary combination pressure-vacuum cover 4. A two-way valve 5 connects the compressed air supply pipe 6 and the pipe 7 from the vacuum pumps to the pipe 8 connected to the furnace working space 9. - The furnace inductor 2 encloses an annular pipe 10 with a diameter of about 1 m, supplied, as a rule, with four to eight nozzles 11, which enter the recesses closed with porous refractory 12. A siphon pipe 13 passes through the furnace wall,

конец которой встроен в днище разливочной емкости.the end of which is built into the bottom of the casting tank

Подачу расплава в миксер осуществл ют либо при помощи подвод щего желоба, либо КОВП1ОМ. При этом открывают комбинированную напорно-вакуумную крыщку 4. После того , как миксер заполнен металлом и установлена крышка 4, по кольцевому трубопроводу 10 подвод т инертный газ, например азот или аргон. Продувку производ т в течение мин в зависимости от количества расплава в печи. Инертный газ поступает в расплав равномерно распределенными стру ми через патрубки 11, симметрично установленные в днище миксера. Давление инертногоThe melt is fed into the mixer by either using an inlet chute or KOVP1OM. At the same time, the combined pressure-vacuum lid 4 is opened. After the mixer is filled with metal and the cover 4 is installed, an inert gas, such as nitrogen or argon, is supplied through an annular conduit 10. Blowdown is carried out within minutes, depending on the amount of melt in the furnace. The inert gas enters the melt in uniformly distributed streams through the pipes 11, which are symmetrically mounted in the bottom of the mixer. Inert pressure

газа зависит от величины печи и должно превышать металлостатическое давление столба расплава.gas depends on the size of the furnace and must exceed the metalostatic pressure of the melt column.

Собирающа с в печном пространстве над расплавом смесь газа с воздухом выводитс A mixture of gas and air is collected in the furnace space above the melt.

наружу через газоотводную трубу. Это необходимо , чтобы не превысить нижнего предела давлени , при котором начинаетс подача металла через сифонную трубу; указанный предел 1,2 атм.out through the flue pipe. This is necessary in order not to exceed the lower pressure limit at which the metal feeds through the siphon pipe; indicated limit 1.2 atm.

После окончани продувки инертного газа с помощью вакуумного насоса, соединенного через газоотвод щую трубу с печным пространством , над зеркалом расплава создают разрежение пор дка нескольких миллиметров.After the end of the purge of inert gas using a vacuum pump connected through a gas exhaust pipe to the furnace space, a vacuum of several millimeters is created above the melt mirror.

При этом на границе раздела поверхности металла и печного пространства начинаетс эффективна дегазаци . Продолжительность такой операции зависит от количества металла, т. е. от размера печи, и равна 20-60 мин.At the same time, efficient degassing begins at the interface between the surface of the metal and the furnace space. The duration of such an operation depends on the amount of metal, i.e., the size of the furnace, and is equal to 20-60 minutes.

Дегазапии способствует циркул ци расплава , возникающа вследствие индукционного нагрева, который также ко;мпенсирует потери тепла из расплава, имеющие место во врем The degasopia is facilitated by the circulation of the melt due to induction heating, which also compensates for the heat loss from the melt that occurs during

продувки инертного газа. Продувку инертнымinert gas purge. Inert purge

газом и вакуумирование провод т по времениgas and vacuuming are timed

в любой Последовательности (т. е. как ужеin any sequence (i.e. as already

описано или в обратном пор дке).described or in reverse order).

После окончани металлургической обработки расплава последний выпускают из печи (миксера) через сифонную трубу 13 под давлением воздуха, подаваемого в печное пространство над расплавом. Выпуск начинают с донных порций металла, что предотвращаетAfter completion of the metallurgical treatment of the melt, the latter is discharged from the furnace (mixer) through the siphon pipe 13 under the pressure of air supplied into the furnace space above the melt. The release begins with the bottom portions of the metal, which prevents

загр знение расплава окислами, скопивщимис на -поверхности, вследствие продувки инертным .газом.contamination of the melt with oxides accumulated on the surface due to purging with an inert gas.

Транснорти эовка расилава к азливочному агрегату (например к агрегату бесслитковой лрокатки нолосы) осуществл етс либо по закрытому трубопроводу, примыкающему к сифонной трубе, либо ;но открытому желобу. В последнем случае, чтобы предотвратить турбулентность , сифонна труба встраиваетс в днище желоба. При непрерывной разливке к одному литейному агрегату подсоедин ютс два миксера.The transfer of the rasilav to the pouring unit (for example, to the nosy unit) is carried out either through a closed pipeline adjacent to the siphon pipe, or; but an open chute. In the latter case, in order to prevent turbulence, the siphon tube is embedded in the bottom of the gutter. In continuous casting, two mixers are connected to one casting unit.

Предлагаемые способ и устройство обеспечивают получение металла, который в случае отливки из него фасонных литых изделий позвол ет избежать брак по пористости и дефектам поверхности; отпадает необходимость в дополнительной обработке дл уплотнени структуры. В случае непрерывной разливки и (переработки металла на алюминиевую фоль1гу толщиной 5-12 мм устран етс брак из-за наличи тазовых пузырей или включений окислов, увеличиваютс предел текучести, предел прочности, удлинение и улучшаетс качество поверхности.The proposed method and device provide for the production of metal, which, in the case of casting molded moldings from it, makes it possible to avoid defects in porosity and surface defects; there is no need for additional processing to compact the structure. In the case of continuous casting and (metal processing on aluminum foil 5-12 mm thick, scrap is eliminated due to the presence of pelvic blisters or oxide inclusions, yield strength, tensile strength, elongation and surface quality are improved.

Claims

1. A method of treating a metallic melt, for example aluminum, in an induction furnace (: a mixer), comprising purging the melt with an inert gas and evacuating it, characterized in that, in order to increase the efficiency of degassing and prevent oxidation of the metal and saturation with its pelvis upon discharge from the furnace and transportation, the inert gas is supplied with evenly distributed jets through the bottom but its perimeter for 5-30 minutes. At the same time, the evolved gases are sucked off while maintaining the pressure above the melt mirror from 1 to 1.2 atm, and akuumirovanie carried out for 20-60 min at 1- vacuum, 10 mm Hg. Art., and at the end of the treatment process in the furnace space above

the melt mirror serves air, creating a pressure of at least 1.2 atm, which, as

metal discharge through a siphon pipe is increased to a value equal to metalostatic.m} the pressure of the melt in nechi.

2. A method according to claim 1, characterized in that the operation of purging with an inert gas meter and evacuation is carried out in time one after another in any sequence.

3. An apparatus for carrying out the method

Claim 1, comprising a hermetic induction furnace (mixer) with an inductor attached to its case, a supply pipe connected to the pipeline of vacuum pumps, and an inert pelvis delivery system, characterized in that, in order to improve the quality of the 1 metal, provided with an annular conduit covering the furnace inductor with vertical tubes extending from it, which are included in

the lining of the furnace bottom along the perimeter and closed with porous refractory elements, and a siphon pipe passing through the furnace wall, while a two-way valve is installed on the inlet pipe connecting

it with a compressed gas supply pipeline.

Yu