Спосіб безперервного вакуумування рідкого сплаву

Спосіб безперервного вакуумування рідкого сплаву, що включає вакуумування розплаву у камері з підйомним і зливним патрубками та перегородкою, яка має отвір, який відрізняється тим, що оброблений у вакуумкамері розплав подають по зливному патрубку безперервно у кристалізатор або його приймальну чашу, а швидкість розливання сплаву регулюють величиною залишкового тиску у камері та розміром перерізу вихідного отвору зливного патрубка. Винахід відноситься до металургії та ливарного виробництва і може бути використаним для обробки чорних і кольорових сплавів при безперервному їх литті. Відомий спосіб обробки рідкої сталі газом при вакуумуванні [Пат. № 55-62187, Японія МКП3 С21С 7/10.- Опубл. 1980.], в якому аргон чи його суміш з киснем подають в метал крізь отвір, розміщений у днищі вакуумкамери. Недоліком його є низька ефективність використання газів при вакуумуванні за рахунок малої глибини продувки металу під час введення їх крізь днище камери. Відомо пристрій для циркуляційного вакуумування сталі [А.с. № 1032025, СРСР МКП4 С21С7/10. Опубл. "Изобр. за рубежем".- 1983.№28], в якому вакуумна камера забезпечена перегородкою, що установлена паралельно осі камери і створює з днищем камери отвір, січення якого більше за січення зливного патрубку. Недоліками цього пристрою є низька ефективність рафінування сплавів та значне (>100 град./хв.) зниження температури металу за час пропускання всього його об'єму крізь вакуумну камеру. Найбільш близьким (прототипом) до запропонованого винаходу щодо технічної суті та досягну того результату є спосіб обробки рідкого металу [А.с. № 337411, СРСР МКП С21С 7/10. Опубл.1969.], який включає циркуляційне вакуумування з одночасним рафінуванням синтетичним шлаком. При цьому реагенти для створення шлаку вводять у вакуумну камеру в порошковому вигляді в струмені газу у нижню частину підйомного рукава установки. Недоліками цього способу є значні знижки температури металу і потреба спеціальної підготовки шлакостворюючих матеріалів та складного устаткування для їх вводу. В основу запропонованого винаходу поставлена задача - розробити спосіб комбінованого впливу на рідкий метал, що дозволяє підвищити ефективність рафінування ( модифікування) розплавів у потоці. Поставлена мета вирішена так, що в запропонованому способі вакуумування рідкого металу в потоці, який включає вакуумування розплаву у камері з підйомним і зливним патрубками та перегородкою, яка має отвір, згідно з винаходом, оброблений у вакуумкамері розплав подають по зливному патрубку безперервно у кристалізатор або його прийомну чашу, а швидкість розливання (19) UA (11) 75830 (13) C2 (21) 20041109752 (22) 26.11.2004 (24) 15.05.2006 (46) 15.05.2006, Бюл. № 5, 2006 р. (72) Найдек Володимир Леонтійович, Нарівський Анатолій Васильович, Дубодєлов Віктор Іванович, Якобше Ричард Якубович, Курпас Володимир Іванович, Поживанов Михайло Олександрович (73) Фізико-технологічний інститут металів та сплавів Національної Академії Наук України (56) SU, 337 411, A, 05.05.1972 SU, 1 032 025, A, 30.07.1983 SU, 1 570 308, A1, 27.09.1996 UA, 18 949, A, 25.12.1997 GB, 801 518, A, 17.09.1958 GB, 833 925, A, 04.05.1960 EP, 0 486 695, A1, 27.05.1992 WO, 97/19197, A1, 29.05.1997 3 75830 4 металу регулюють величиною залишкового тиску у металом камери та зливного патрубку пробку з камері та перерізом вихідного отвору у патрубку. його отвору виймають і розплав поступає у Запропонований спосіб дозволяє обробляти кристалізатор. сплави у проміжному ковші з одночасним поданРафінуючі або модифікуючі домішки подають ням розплаву у кристалізатор. У підйомному патпорціями за допомогою дозатора 3 у вакуумну рубку і вакуумкамері метал інтенсивно камеру в процесі обробки сплавів. Домішки потраперемішується газом. Найбільша інтенсивність пляють на поверхню розплаву в умовах вакууму, масообміну досягається у верхніх прошарках розщо запобігає їх окисленню. Тому домішки добре плаву, в які подають порціями рафінуючі або змочуються інтенсивно перемішуючим металом і модифікуючі домішки із дозатора. Реагенти із дорівномірно розподіляються у ньому. затора поступають на поверхню металу у вакуумі Після взаємодії з реагентами у вакуумі метал без їх окислення, добре замішуються у поверхневі крізь отвір у перегородці потрапляє у другу частипрошарки розплаву та інтенсивно взаємодіють з ну камери, з якої по зливному патрубку метал ним. Метал після взаємодії з реагентами крізь поступає у кристалізатор або у його прийомну чаотвір у перегородці поступає в другу частину кашу. Швидкість розливання металу регулюють вемери зі зливним патрубком. Забираючий кінець личиною залишкового тиску у камері і перерізом зливного патрубка розташований вище підйомного вихідного отвору у зливному патрубку, які визнаі знаходиться біля отвору у перегородці. Це дає чають розрахунковим шляхом та експериментальзмогу подавати крізь нього розплав після но. вакуумреагентної обробки безперервно у Реалізація запропонованого способу була кристалізатор. Перегородка затримує шлак та здійснена на алюмінієвому сплаві АК7, який пласпливаючі неметалеві включення на поверхні мевили у печі опору з чавунним тиглем об'ємом талу і зашкоджує їхньому надходженню у зливний 150кг. патрубок. В результаті цього значно підвищується Після розплавлення та перегріву металу до ефект вакуумреагентної обробки сплавів при їх температури 980-990 К відкривали доступ аргону у рафінуванні та модифікуванні. Таке технічне підйомний патрубок і занурювали його у розплав рішення дозволяє також корегувати хімічний склад на глибину 0,5-0,55 м. Підйомний патрубок, камеру сплавів у процесі заливки їх у кристалізатор і і перегородку виготовляли з титану, зливний патзменшити втрати температури розплавом при рубок збирали з азботермосилікатних обробці. теплоізолюючих труб, внутрішній діаметр яких Реалізація запропонованого способу дорівнював 20 мм. Після занурювання підйомного здійснюється за допомогою пристрою, схема якого патрубку у розплав закривали отвір зливного патпредставлена на фігурі. Установка складається з рубку пробкою з азбесту, включали вакуумний вакуумкамери 1, яка забезпечена перегородкою 2 насос і у камері досягали розрідження 1000 мм та дозатором 3 для реагентів. Зливний патрубок 4 вод. ст. (вимірювали водяним манометром). На вакуумкамери встановлений над кристалізатором. поверхню розплаву над підйомним патрубком у Нижній кінець зливного патрубку занурений у розкамері з дозатору подавали разову порцію флюсу плав кристалізатора або у метал його прийомної у кількості 40-45 г. Потім виймали азбестову пробчаші (на фіг. не вказано). Підйомний патрубок 5 ку з отвору зливного патрубку і зливали метал у камери занурений у метал проміжного ковша 6. графітову форму для отримання зливку (0=180 Обробку розплавів запропонованим способом мм; Н=500 мм). У процесі заливки форми здійснюють так. При відкритому доступі інертного відбирали зразки металу для визначення газу занурюють підйомний патрубок 5 у метал механічних властивостей та вмісту водню і немепроміжного ковша 6 на задану глибину. Потім заталевих включень у ньому, які наведені в таблиці. кривають отвір зливного патрубку вогнетривкою Отже, запропонований спосіб на відміну від пробкою, включають вакуумний насос і створюють прототипу та інших аналогів дає змогу одержувати у камері 1 розрідження. Під дією розрідження та новий технічний ефект, виражений у більш глибогазліфтного руху крізь підйомний патрубок метал кому рафінуванні сплавів на етапі їх заливки, що піднімається на значну висоту, яка залежить від забезпечує підвищення міцностних і пластичних рівня вакууму і витрати газу. Після заповнення характеристик металу. Таблиця Ефективність рафінування і механічні властивості сплаву АК7 Спосіб обробки Без обробки Запропонованим Прототип Авт. св. № 337411 Масова доля, % [Н2].10-6 [Аl2О3].10-3 68 54 12 19 29 21 Механічні властивості МПа ,% 172 3,1 216 4,5 203 3,8 в, 5 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 75830 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601