RU2598727C2 - Способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2598727C2 RU2598727C2 RU2012142688/02A RU2012142688A RU2598727C2 RU 2598727 C2 RU2598727 C2 RU 2598727C2 RU 2012142688/02 A RU2012142688/02 A RU 2012142688/02A RU 2012142688 A RU2012142688 A RU 2012142688A RU 2598727 C2 RU2598727 C2 RU 2598727C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- magnetohydrodynamic
- trapezoidal
- liquid metal
- metal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройству и способу рафинирования расплавов из алюминиевых сплавов. Устройство содержит плоский корпус, выполненный в виде лотка с трапецеидальными каналами на дне, на стенках которых размещены электроды, подключенные к положительному полюсу источника постоянного напряжения, и выполненные на дне корпуса входной и выходной каналы, оборудованные магнитогидродинамическими насосами для подачи и отвода жидкого металла. На входном канале перед входом в корпус после магнитогидродинамического насоса установлен магнитогидродинамический вращатель. Корпус оснащен герметичной подвижной крышкой, в которой напротив входного канала корпуса установлен бункер-дозатор флюса, а над каждым трапецеидальным каналом установлен с возможностью контакта с жидким металлом, находящимся в трапецеидальном канале, электрод, подключенный к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения, при этом на крышке установлена вакуум-система для создания пониженного давления внутри корпуса. Раскрыт способ рафинирования расплавов из алюминиевых сплавов. Обеспечивается повышение эффективности извлечения загрязнений. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для рафинирования расплавов из алюминиевых сплавов.
Известен способ рафинирования алюминия и его сплавов (см. /1/ Авторское свидетельство СССР №1621529, опубликованное 27.09.1999), включающий обработку расплава хлоргазовой смесью при пропускании через него постоянного электрического тока плотностью 0,7-3,0 А/см2, при этом катод располагают в объеме расплава, а анод - на корпусе камеры рафинирования.
Таким образом, к стандартной процедуре рафинирования расплава алюминия смесью активного газа (хлора) с инертным газом (аргон, азот) добавлена обработка расплава электрическим током. Электрический ток в виде потока электронов от катода к аноду переводит диссоциированные формы водорода (протонный газ и атомарный водород) в свободную молекулярную форму, а в таком виде водород дополнительно к смеси газов флотирует загрязнения и сам выходит на поверхность. Т.е. электрический ток увеличивает процент извлечения растворенного водорода из жидкого алюминия. Недостатки способа: использование высокотоксичного хлора, невысокий межфазный обмен между смесью газов и массой алюминия, вследствие чего часть жидких загрязнений не реагирует с хлором и не переводится в твердые загрязнения, а имеющиеся твердые загрязнения не встречаются с газовыми пузырьками и не выносятся (не флотируют) на поверхность.
Известен также способ рафинирования расплава алюминия (см. /2/ Авторское свидетельство СССР №1792990, опубликованное 07.02.1993) от легколетучих примесей за счет полного удаления окисной пленки с поверхности расплава, при этом расплав нагревают до 700-750°С и выдерживают в вакууме при этой температуре в течение 3-4 ч в тигле, вращающемся со скоростью 20-30 об/мин.
Таким образом, для облегчения выхода растворенного водорода из жидкого алюминия предложено удалять твердую окисную пленку с поверхности расплава, использовать вакуумную систему вытяжки, максимально снизить вязкость расплава путем его перегрева, долго выдерживать расплав в тигле и вращать его для интенсификации межфазного обмена. Однако было бы лучше не допускать образования окисной пленки на поверхности расплава, а расплав нагревать лишь до оптимальной для следующей стадии (литья) температуры. Столь долгое выдерживание расплава под вакуумом при поддержании указанной температуры и вращении тигля является не технологичным, удорожающим процесс мероприятием. Кроме того, вращение тигля с такой скоростью недостаточно для интенсивного массообмена, т.к., скорее всего, в тигле расплав не образует воронку и при постоянной скорости вращения слои расплава не будут перемешиваться.
Наиболее близким из известных по технической сущности является способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов (см. /3/ Патент РФ №2361938, опубликованный 06.11.2007) путем заливки нагретого расплава в раздаточную печь, создание в печи вакуума, выдержки расплава в вакууме в течение 45-90 ллинут в интервале температур выше точки ликвидуса на 15-30°С при остаточном давлении 1,33×102-18,62×102 Па. Такой, достаточно высокий, вакуум (1-14 мм рт. ст.), безусловно, обеспечивает получение однородной мелкозернистой структуры и снижение содержания водорода в отливаемых слитках, а также уменьшение количества дефектов в изготовленных деформированных полуфабрикатах. Недостатком является то, что после заливки расплава из металлургической печи в раздаточную печь расплав необходимо охладить равномерно и последовательно снизу-вверх до температуры выше точки ликвидуса на 15-30°С, а после окончания вакуумной обработки снова нагреть до температуры литья, что малотехнологично. Кроме того, такое охлаждение требует особой точности, при этом легко ошибиться и очень трудно обеспечить равные условия во всей толще металла. Выбор такой температуры авторы объясняют тем, что металл, находясь в состоянии на границе процессов "кристаллизация-расплав", обладает минимальной поглощающей водород способностью, а с ростом температуры поглотительная способность резко возрастает. Не разрешив эту противоречивую ситуацию, авторы выбрали одну из границ процесса - нижнюю температурную - и ухудшили процесс рафинирования в целом. Ведь извлечение водорода из полужидкого металла затруднено, поэтому и требуется столь продолжительная выдержка под вакуумом.
Целью настоящего изобретения является проведение процесса рафинирования при температуре, оптимальной для литья, т.е. на жидком металле с низкой вязкостью, быстро (за время прохождения расплава от металлургической печи до литьевой машины) и с максимальной эффективностью извлечения загрязнений.
Для достижения указанной цели было создано устройство для рафинирования алюминия и его сплавов, содержащее плоский корпус, выполненный в виде лотка с трапецеидальными каналами на дне, на стенках которых размещены электроды, подключенные к положительному полюсу источника постоянного напряжения, также на дне корпуса выполнены входной и выходной каналы, оборудованные магнитогидродинамическими насосами для подачи и отвода жидкого металла, причем на входном канале перед входом в корпус после магнитогидродинамического насоса установлен магнитогидродинамический вращатель, при этом корпус оснащен герметичной подвижной крышкой, в которой напротив входного канала корпуса установлен бункер-дозатор флюса, а над каждым трапецеидальным каналом установлен, с возможностью контакта с жидким металлом, находящимся в трапецеидальном канале, электрод, подключенный к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения, а под каналами в зоне расположения электрода расположен магнитогидродинамический вибратор, при этом на крышке установлена вакуум-система для создания пониженного давления внутри корпуса.
Предложенное решение поясняется следующими изображениями: фиг.1 - общий вид устройства для вакуумного рафинирования; на фиг.2 показан поперечный разрез устройства; на фиг.3 показана пилообразная форма импульса с крутым передним фронтом и пологим задним.
Устройство для вакуумного рафинирования (фиг.1) состоит из футерованного плоского корпуса 1, выполненного в форме лотка, имеющего продольные каналы трапецеидальной формы. Сверху лоток закрывается герметичной подвижной крышкой 2. Подача и отвод жидкого металла осуществляется снизу магнитогидродинамическими насосами 4 и 5. Насос 4 поднимает расплав из металлургической печи на обработку. Насос 5 подает металл на литьевую машину.
На входном канале перед лотком установлен магнитогидродинамический вращатель 3. В крышке 2 напротив входного отверстия в лоток установлен бункер-дозатор флюса 6. Так же в крышке 2 установлен ряд электродов (катодов) 7, подключаемых к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения. Конец каждого из электродов 7 находится внутри соответствующего трапецеидального канала и контактирует с жидким металлом.
На внутренних стенках каналов лотка выполнены электроды 8 (аноды), подключаемые к положительному полюсу источника постоянного напряжения. В зоне обработки металла постоянным током, под лотком устанавливается электромагнитный вибратор 9. Лоток вакуумируется с помощью вакуум-системы 10, установленной в крышке 2.
Устройство работает следующим образом. Жидкий металл с помощью магнитогидродинамического насоса 4 через входной канал подается в корпус 1 аппарата, имеющего форму лотка. Перед попаданием в лоток металл раскручивается магнитогидродинамическим вращателем 3 с образованием воронки, в которую из бункера-дозатора 6 добавляется рафинирующий флюс, который переводит Na и К в твердое состояние. Далее металл попадает в зону обработки постоянным электрическим током. При этом в пространстве возле катода 7 происходит переход водорода из протонного и атомарного в молекулярное состояние с образованием пузырьков газа, которые флотируют (захватывают) твердые включения.
Для перемещения (выноса) загрязнений на поверхность металла в нем возбуждаются низкочастотные несимметричные вибрации с помощью электромагнитного вибратора 9. При этом импульс должен иметь пилообразную форму с крутым передним фронтом и пологим задним. Это позволит создать направленную вверх силу, действующую на частицы загрязнений. Этому также будет способствовать и трапецеидальная форма продольных каналов.
Загрязнения, собранные на поверхности металла в форме корки шлака, убираются оттуда механическим способом после процесса обработки.
Внутри лотка корпуса 1 с помощью вакуум-системы 10 создается разрежение, которое способствует эффективной дегазации металла с большой площади свободной поверхности. После обработки очищенный металл с помощью электромагнитного насоса 5 отводится из корпуса 1.
Claims (2)
1. Устройство для вакуумного рафинирования алюминия и алюминиевых сплавов, содержащее корпус, выполненный в виде лотка с трапецеидальными каналами на дне, на стенках которых размещены аноды, при этом на дне корпуса выполнены входной и выходной каналы, оборудованные магнитогидродинамическими насосами для подачи и отвода жидкого металла, магнитогидродинамический вращатель, установленный на входном канале перед входом в корпус после магнитогидродинамического насоса, герметичную подвижную крышку корпуса, в которой напротив входного канала корпуса установлен бункер-дозатор флюса, катод, установленный над каждым трапецеидальным каналом с возможностью контакта с жидким металлом, находящимся в трапецеидальном канале, и магнитогидродинамический вибратор, расположенный под каналами в зоне расположения электродов, при этом на крышке установлена вакуум-система для создания пониженного давления внутри корпуса.
2. Способ вакуумного рафинирования алюминия и алюминиевых сплавов, отличающийся тем, что используют устройство по п.1, под крышкой внутри корпуса которого создают пониженное давление, и осуществляют подачу жидкого металла, которому с помощью магнитогидродинамического вращателя придают направленное вращение с образованием воронки, в образовавшуюся воронку подают флюс, проводят обработку металла постоянным электрическим током с возбуждением низкочастотных несимметричных вибраций в металле с помощью магнитогидродинамического вибратора и удаляют загрязнения, поднявшиеся на поверхность расплавленного металла.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012142688/02A RU2598727C2 (ru) | 2012-10-08 | 2012-10-08 | Способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012142688/02A RU2598727C2 (ru) | 2012-10-08 | 2012-10-08 | Способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012142688A RU2012142688A (ru) | 2014-04-20 |
RU2598727C2 true RU2598727C2 (ru) | 2016-09-27 |
Family
ID=50480323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012142688/02A RU2598727C2 (ru) | 2012-10-08 | 2012-10-08 | Способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2598727C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2003711C1 (ru) * | 1992-01-03 | 1993-11-30 | Сергей Борисович Комаров | Способ рафинировани алюминиевых сплавов |
RU2003104927A (ru) * | 2003-02-18 | 2004-08-27 | Красноярский государственный технический университет | Устройство для электромагнитного рафинирования алюминия и сплавов на его основе |
RU2361938C1 (ru) * | 2007-11-06 | 2009-07-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов |
WO2010000581A2 (de) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | Crystalsol Og | Verfahren zur herstellung einer monokornmembran für eine solarzelle sowie monokornmembran nebst solarzelle |
WO2020100581A1 (ja) * | 2018-11-13 | 2020-05-22 | 日本電信電話株式会社 | 評価装置、評価方法および評価プログラム |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2233344C1 (ru) * | 2003-02-18 | 2004-07-27 | Красноярский государственный технический университет | Устройство для электромагнитного рафинирования алюминия и сплавов на его основе |
-
2012
- 2012-10-08 RU RU2012142688/02A patent/RU2598727C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2003711C1 (ru) * | 1992-01-03 | 1993-11-30 | Сергей Борисович Комаров | Способ рафинировани алюминиевых сплавов |
RU2003104927A (ru) * | 2003-02-18 | 2004-08-27 | Красноярский государственный технический университет | Устройство для электромагнитного рафинирования алюминия и сплавов на его основе |
RU2361938C1 (ru) * | 2007-11-06 | 2009-07-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов |
WO2010000581A2 (de) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | Crystalsol Og | Verfahren zur herstellung einer monokornmembran für eine solarzelle sowie monokornmembran nebst solarzelle |
WO2020100581A1 (ja) * | 2018-11-13 | 2020-05-22 | 日本電信電話株式会社 | 評価装置、評価方法および評価プログラム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012142688A (ru) | 2014-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5789253B2 (ja) | 固体原料の還元のための装置および方法 | |
EP1784515B1 (en) | Process and equipment for the treatment of loads or residues of non-ferrous metals and their allows | |
JPH0465912B2 (ru) | ||
WO2022019172A1 (ja) | 有価金属を回収する方法 | |
EA026234B1 (ru) | Способ и установка рафинирования концентрата меди | |
WO2010068140A1 (ru) | Способ и устройство электронно- лучевой или плазменной плавки из кристаллизатора в кристаллизатор | |
RU2010129916A (ru) | Устройство и способ получения металлов или соединений металлов | |
RU2598727C2 (ru) | Способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления | |
JP5513389B2 (ja) | シリコンの精製方法 | |
TWI816422B (zh) | 鋼水的精煉方法 | |
JP4263366B2 (ja) | 希土類磁石スクラップの溶解方法及び溶解装置 | |
RU2403299C1 (ru) | Способ вакуумной очистки кремния и устройство для его осуществления (варианты) | |
RU2346221C1 (ru) | Способ вакуумно-плазменной плавки металлов и сплавов в гарнисажной печи и устройство для его осуществления | |
US8917754B2 (en) | Aluminum melting apparatus | |
RU2598631C2 (ru) | Устройство вакуумной обработки алюминия или алюминиевых сплавов и способ его использования | |
RU2465202C2 (ru) | Способ очистки металлургического кремния увлажненной плазмой переменного тока в вакууме | |
RU2518805C2 (ru) | Способ переработки алюминиевого шлака | |
CN114134356A (zh) | 一种锌合金生产工艺 | |
BR112017022745B1 (pt) | Forno para fundir e tratar metal e resíduo metálico, uso do forno e método para tratar ou fundir metal ou resíduo metálico | |
US20120297832A1 (en) | Silicon vacuum melting method | |
RU2209842C2 (ru) | Способ плавки и литья металла | |
JPWO2011096170A1 (ja) | アルミニウムの精製方法及びその装置 | |
CN115265104B (zh) | 一种电渣重熔自耗电极烘烤干燥装置及其方法 | |
JP2009299098A (ja) | 金属の製造方法 | |
RU2631215C1 (ru) | Способ получения металлического алюминия и устройство для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161126 |