Пристрій для обробки метала при безперервному виливанні

Изобретение относится к металлургии, конкретно - к устройствам для обработки металла при непрерывном литье металлов и сплавов электрически и/или магнитными полями. Известно устройство для обработки металла электрическим полем при непрерывном литье, состоящее из цилиндрического электрода, расположенного между металлоприемником и кристаллизатором соосно выпускному отверстию металлоприемника и соединенного с источником постоянного электрического напряжения. При этом электрод изолирован от струи металла, а кристаллизатор и один из полюсов источника постоянного напряжения заземлены [Авт.св. СССР № 1098658. кл. В 22 D 11/00]. Данное устройство выбрано в качестве прототипа. При включенном источнике питания в струе металла наводится электрический ток, который проходит через фронт кристаллизации, твердый металл, кристаллизатор. В данном устройстве электрод играет роль одной обкладки конденсатора. Он выполнен в виде замкнутого кольца. Роль второй обкладки конденсатора играет металл. При подключении электродов к источнику постоянного напряжения между обкладками конденсатора создается электрическое поле. Однако в силу того, что электрический заряд располагается в периферийной части струи металла, обработке электрическим полем подвержено не все сечение струи металла, а только его наружные слои. В результате эффективность обработки металла электрическим полем недостаточна. В основу изобретений поставлена задача: усовершенствовать устройство для обработки металла при непрерывном литье путем изменения конфигурации электрода и схемы подключения к источнику электрического напряжения таким образом, чтобы электрофизические воздействия охватывали все сечение струи металла, а не только его периферийные области, что повысит эффективность использования устройства и как следствие, качество металла. Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве для обработки металла при непрерывном литье, содержащем источник электрического напряжения и электрод, расположенный между металлоприемником и кристаллизатором соосно выпускному отверстию и электрически изолированный от струи металла, электрод выполнен в виде двух изолированных друг от друга полуколец, соединенных с соответствующими полюсами источника электрического напряжения. В данном случае полукольца образуют конденсатор, электрическое поле которого пересекает полностью сечение струи металла. Существенными признаками изобретения, общими с прототипом, являются: источник электрического напряжения; электрод, расположенный между металлоприемником и кристаллизатором и охватывающий струю металла. Существенными отличительными признаками изобретения, являются: выполнение электрода в виде двух изолированных друг от друга полуколец; соединение каждого полукольца с соответствующими полюсами источника электрического напряжения. Перечисленные выше существенные отличительные признаки являются достаточными во всех случаях, на которые распространяется область применения изобретения. Между существенными признаками и техническим результатом - увеличением количества центров кристаллизации и скорости затвердевания – существует причинно-следственная связь. Создаваемое между полукольцами электрическое поле создает в плоскости поперечного сечения струи металла электрический ток, вызываемый движением положительных ионов и электронов к соответствующим полукольцам. В свою очередь движение электрических зарядов порождает магнитное поле. Таким образом, металл подвергается воздействию одновременно как электрического поля, так и магнитного. Одновременное наложение на кристаллизующийся металл электрических и магнитных полей влияет на такие параметры, как удельная теплота и температура кристаллизации, линейная скорость роста кристаллов и скорость образования зародышей. Совокупное изменение этих параметров приведет к изменению структуры, снижению загрязнения неметаллическими включениями, газонасыщенности и развития ликвационных явлений. В целом это приводит к повышению основных механических свойств металла. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема устройства для обработки металла; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. Устройство состоит из источника электрического напряжения 1 с выводами 2 и 3 и электродов, выполненных в виде полуколец 4 и 5, расположенных между металлоприемником 6 и кристаллизатором 7 соосно выпускному отверстию 8 металлоприемника. Полукольца 4 и 5 соединены соответственно с выводами 2 и 3 источника 1 электрического напряжения. Полукольца 4 и 5 электрически изолированы друг от друга и от струи металла. Они охватывают погружной стакан 9. При замыкании цепи и подачи через выпускное отверстие 8 металлоприемника струи металла между полукольцами 4 и 5 создается электрическое поле, под действием которого происходит перемещение ионизированных частиц металла в плоскости поперечного сечения струи металла и возникновение магнитного поля, вектор напряженности которого направлен вдоль струи металла. Наложение скрещенных электрических и магнитных полей на жидкий металл позволяет получить измельченную структуру и повысить плотность отливок.