Устройство для получения металлических сплавов

 

-УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ из по крайней мере двух компонентов, температура плавления одного из которых .вьпие темт пературы кипения другого при атмосферном давлении, содержащее печь с открытой полостью в верхней .части для заливки одного из компонентов сплава, реакционную камеру с выпускным отверстием и узел подвода к реакционной камере расплава второго компонента , отличающееся тем, что, с целью уменычения потерь компонентов при смешении и увеличения степени их усвоения, печь снабжена каналом для создания расплавом поддерживаемого статического напора в реакционной камере, при этом один конец узла подвода второго компонента расположен внутри реакционной камеры со стороны, противоположной выпускному отверстию. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

Э(Я) С 21 С 1/00

ОПИСАНИЕ ЙЭОБРЕТЕНИЯ, - -

Н IlATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2832013/22-02 (PCT/US/79/00145) (22) 31.10.79 (03. 03. 79) (46) 23.07.83. Бюл. Р 27 (72)Ричард Алойзиус глинн и Пол Карл

Троян (СНА) (71) Ричард Алойзиус Флинн и Пол Карл

Троян (СРИ) . (53) 621. 745.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 128476, кл. С 21 С 1/02, 1959. (54)(57) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ иэ по крайней мере двух компонентов, температура плавления одного иэ которых выше тем-, пературы кипения другого при атмосферном давлении, содержащее печь с открытой полостью в верхней .части для заливки одного из компонентов сплава, реакционную камеру с выпускным отверстием и узел подвода к реакционной камере расплава второго компонента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь компонентов при смешении и увеличения степени .их усвоения, печь снабжена каналом для создания расплавом поддерживаемого статического напора в реакционной камере, при этом .один конец узла подвода второго компонента расположен внутри реакционной камеры со стороны, противоположной выпускному отверстию.

1031411

Печь 1 имеет в верхней части открытую полость 2 в виде нагреваемой воронки, в которую иэ емкости 3 подают расплавленный металл. В нижней части печь 1 соединена с реакционной камерой 4. Внутри печи выполнен огнеупорный канал 5, который охватывает нагреватель 6. Канал может быть

55 выполнен иэ графита или керамики. Во-60 ронка 2 .выполнена из графитового кожуха 7, вокруг которого установлен нагреватель 8, огнеупорной футеровки 9 и наружного кожуха 10. Огиеупорный канал 5 с нагревателем 6 также

Изобретение относится к металлур гин, в частности к устройствам для получения металлических сплавов, состоящих по меньшей мере иэ двух компо+ нентов, температура плавления одного иэ которых выше температуры кипения другого при атмосферном давлении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для получения металлических сплавов, со- 10 держащее печь с .открытой полостью в верхней части для заливки одного из компонентов сплава, реакционную камеру с выпускным отверстием и узел подвода другого компонента к реакци- 5 онной камере 1 .

Однако известное устройство не .всегда обеспечивает высокую степень усвоения вводимых в сплав компонентов и при получении сплавов имеют место высокие потери вводимых компонентов. цель изобретения — уменьшение по- . терь компонентов при смешении и увеличение степени их усвоения.

Поставленная цель достигается тем> что в устройстве для получения металлических сплавов из по крайней мере двух компонентов, температура плавления одного иэ которых выше температуры кипения другого при атмосферном давлении, содержащем печь с открытой полостью в верхней части для заливки одного из компонентов сплава, реакционную камеру с. выпускным отверстием и узел подвода к реакционной ка- З5 иере расплава второго компонента, печь снабжена каналом для создания расплавом поддерживаемого статического напора в реакционной камере, при этом один конец узла подвода 40 второго компонента расположен внутри реакционной камеры со стороны. противоположной выпускному отверстию.

На фиг.1 представлено устройство. 45 общий вид, на фиг.2 — сечение A-А на фиг.1, на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2, на фиг.4 — сечение В-В на. фнг.1(узла подвода второго компонента); на фиг.5 — вариант выполнения узла подвода второго компонента. охватывает огнеупорная Футеровка 11 и наружный кожух 12.

Воронка и канал могут быть выполнены заодно или разъемными.

Диаметр канала минимальный, тогда как диаметр воронки больше ее высоты, что обеспечивает поддержание напора постоянным. Изменяя место соединения печи с реакционной камерой, можно поддерживать высоту печи оптимальной для создания требуемого статического напора.

Реакционная камера состоит иэ огнеупорного цилиндра 13, выполняемого цельным или составным из двух частей

14 и 15, соединенных на реэьбе. Огнеупорная втулка 16 установлена в отверстии с резьбой, выполненном.в части 14 цилиндра, а огнеупорный элемент

17 соединяет нижнюю часть канала 5 и втулку 16. В части 14 цилиндра установлен направляющий блок 18, имеющий

Р-образный канал 19, длинный конец которого находится на одной линии с отверстием втулки 16, а короткий оканчивается в отверстии возле оси части 14 цилиндра. Направляющий блок

18 выполнен так, что его верхний и нижний края сопрягаются с частью внутренней поверхности огнеупорного цилиндра 13, а боковые поверхности смещены от внутренней поверхности огне- упорного цилиндра 13 таким образом, что расплавленный металл, текущий череэь печь, проходит через,J-образный канал 19 направляющего блока 18, а затем проходит вокруг направляющего блока к заднему концу реакционной камеры 4. Пробка 20 закрывает отверстие, образованное при сверлении нижнего конца Ю-образного канала в задней стенке направляющего блока 18. В верхней области части 15 предусмотрено отверстие 21 с резьбой, находящееся на конце реакционной камеры, противоположном печи 1. В это отверстие ввернута труба 22 кристаллизации. Труба 22 связана с окружающей средой и позволяет выйти воздуху, первоначально содержащемуся в реакционной камере.

Расплавленный металл, поступая в реакционную камеру, сначала будет выдавливать воздух, содержащийся в ней, а затем, если войдет в трубу, иэ-за небольшого отверстия трубы расплавленный металл будет быстро кристаллизоваться и герметизировать трубу кристаллизации и реакционную камеру 4. Как только реакционная камера герметиэируется, давление в ней достигает величины, определяемой напором расплавленного металла в печи 1. Чтобы контролировать температуру расплавлеыного металла в камере 4 ее обычно заключают в керамическую трубу 23, вокруг которой наматывается нагревательный элемент 24.

1031411

Узел 25 подвода расплава второго . компонента связан с реакционной камерой 4 через наклонное отверстие 26 с резьбой. Узел 25 содержит цилиндр

27 из огнеупорного материала, рекомендуется из графита. Цилиндр 27 вы- 5 полнен иэ двух чашеобразных частей, соединенных вместе резьбой. Втулка

28 с резьбой устанавливает цилиндр

27 в отверстии 26. Керамическая труба 29 подцерживает нагревательный 1р элемент 30, окружающий цилиндр 27.

На наружном конце узла 25 в цилиндр

27 ввинчен патрубок 31, который несет подпружиненный механизм.32 на .. своем. свободном конце. Стебель клапа- 15 на 33 может аксиально перемещаться вдоль оси узла 25 и несет на ближнем к реакционной камере конце игольчатый клапан 34, который упирается в седло клапана 35, соединенное резьбой со втулкой 28. На противоположном конце стебля клапана 33.смонтирован стопор. Пружина окружает стебель клапана 33 и смещает игольчатый клапан 34 в закрытое положение ° Стебель клапана 33 может быть единым или может быть изготовлен иэ ряда стержней и соединений. Там, где стебель клапана 33 имеет значительно меньший диаметр, чем сверление втулки 28, может быть предусмотрена графитовая втулка -ЗО

26, чтобы обеспечить более равномерный переход, Если необходимо, втулка

36 может выполняться из алюминия, чтобы обеспечить предварительную обработку и дегазацню реакционной каме-З5 ры 4.

Нагревательный элемент 30 создает достаточно тепла, чтобы расплавить магниевые бруски 37, содержащиеся в цилиндре 27, и образовать жидкий маг-4Q .ний, который затем нагнетается в реакционную камеру инертным газом через трубу, когда игольчатый клапан 34 открыт.

Модификация устройства для введения 4g магния в реакционную камеру схематично показана на фиг.5.

Часть 14 имеет находящееся под уг- . лом отверстие 38, имеющее размеры, чтобы пропускать твердую магниевую проволоку 39, в то время как внутри реакционной камеры 4 поддерживается давление. Для облегчения входа проволоки 39. внешний конец отверстия 38 мо жет быть расширен. Магниевая проволока .39 может подаваться иэ соответствующе- 5З

Ъ о барабанного устройства (не показан в реакционную камеру 4 с кон-. тролируемой скоростью при помощи

° одного ряда или больше роликов 40.

Магниевая проволока 9 подается в щ область выхода 1-образного канала

19, образованного в направляющем блоке 18. В результате относительно высоких температур.в реакционной камере магниевая проволока быстро плавится и может растворяться и диспергироваться в расплаве чугуна, чтобы образовать смесь чугуна и магния.

Печь 1, реакционная камера 4 и узел 25 установлены на раме 41. Кольцо 42, имеющее Фланец на свободном конце, прикреплено к раме 41 и несет отвод 43 для подачи инертного газа в кольцо. К фланцу кольца 42 присоединена труба 44 с фланцем, противоположный конец которой закрыт и герметизирован. Как показано на фиг.1, труба 44 наклонена, причем часть с фланцем выше, чем закрытый конец. Огне.упорную трубу 45 рекомендуется вы.полнять иэ графита. Один ее конец за.крыт и она расположена в трубе 44.

Выпускное отверстие,46 связывает ре- акционную камеру 4 н находящуюся под давлением изложницу 47 через кольцо 42.

Работает устройство следующим образом.

При работе устройства расплавленный чугун выливается из емкости 3 в воронку 2 и, следовательно, печь 1.

Расплавленный металл проходит через

7-образный канал 19 направляющего блока 18 и заполняет реакционную камеру 4. После того, как будет вытолкнут воздух, сначала заполнявший реакционную камеру, и она герметизируется в результате кристаллизации рас-. плавленного чугуна в кристаллизационной трубе 22, .давление, определяемое уровнем расплавленного металла в воронке 2, установится. Перед загрузкой печи расплавленным металлом включается нагреватель 30 узла 25, чтобы расплавить магниевые бруски, содержащиеся в нем.

Как только реакционная камера 4 окажется под давлением, превышающем давление пара магния при температуре реакционной камеры, стебель клапана

33 активируется вручную или автоматически при помощи соленоида, работающего по давлению в реакционной камере, так, что жидкий магний подается с заданной скоростью в поток расплавленного чугуна, выходящий из короткого конца J -образного канала 19 налравляющего блока 18. Очевидно, что введение жидкого магния в чугун в точке, находящейся выше дна 3-образного канала, подавляет стремление магния течь в печь, где в результате уменьшения давления произойдет кипение.

Реакционная камера 4 имеет размер, обеспечивающий достаточное время удержания чугуна, и позволяющий насытить

его магнием. Любой избыток магния будет диспергироваться через ванну чугуна. Количество магния, которое может раствориться в чугуне, изменяется от температуры и состава металла.

1031411

1031411

Фиа Ф

Составитель А.Кондратьев

Редактор C.Ïàòðóøåâà Техред О.Неце Корректор A.Èëüèí

Заказ 5244/60 Тираж 568 Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москвар Ж-35р Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4