SU759228A1

SU759228A1 - Vaccum chamber for treating liquid metal to ingots

Info

Publication number: SU759228A1
Application number: SU772528650A
Authority: SU
Inventors: Leonid Ya Glukhikh; Nikolaj Mishurov; Lyudmila S Pavlyuk; Vladimir G Zorin; Vitold K Novitskij; Vladimir A Lisitsyn
Original assignee: V Pk T I Atomn Mash Kotlostr
Priority date: 1977-10-03
Filing date: 1977-10-03
Publication date: 1980-08-30

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к ваккумным камерам, используемым для дегазации жидких металлов и сплавов в процессе отливки слитков.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to vacuum chambers used for the degassing of liquid metals and alloys in the casting process of ingots.

Известны устройства для обработки жидкого металла при отливке слитков в вакууме, включающие вакуумную камеру с крышкой и изложницу, в которых металл охлаждают непосредственно в камере при открытой крышке £1], (2).Known devices for processing liquid metal in the casting of ingots in vacuum, including a vacuum chamber with a lid and a mold, in which the metal is cooled directly in the chamber with the lid open £ 1], (2).

Недостатком устройств является низкая производительность вследствие продолжительности процесса охлаждения слитков повышенного развеса, например продолжительность охлаждения слитков в 300-500 т длится около трех суток, превышая время отливки в 70—100 раз. При медленном охлаждении слитка структура металла также ухудшается и ведет к снижению качества металла, его механических свойств,The disadvantage of the devices is low productivity due to the duration of the process of cooling ingots of increased weight, for example, the duration of cooling ingots of 300-500 tons lasts about three days, exceeding the casting time by 70-100 times. When the ingot is slowly cooled, the metal structure also deteriorates and leads to a decrease in the quality of the metal, its mechanical properties,

Процессы охлаждения и затвердевания металла производят также в специальных устройствах, в которых кристаллизатор с подъемным устройством и камерой нагрева размещены внутри камеры охлаждения [3].The processes of cooling and solidification of the metal are also carried out in special devices in which the mold with the lifting device and the heating chamber is placed inside the cooling chamber [3].

22

Недостатком устройства является сложность конструкции и отсутствие принудительного направленного охлаждения.The disadvantage of this device is the complexity of the design and the absence of forced directional cooling.

Известна также установка для электровакуумного переплава, состоящая из вакуумной камеры, ι затравки с подвижным штоком, водоохлаждаемой электромагнитной катушки, установленной в зоне плавления металла, и устройства для охлаждения слитка, выполненного в виде водоохлаждаемого кольца, размещенного вокруг слитка, в месте его формирования (4).Also known installation for electrovacuum remelting, consisting of a vacuum chamber, ι seed with a movable rod, water-cooled electromagnetic coil installed in the melting zone of the metal, and a device for cooling the ingot, made in the form of a water-cooled ring placed around the ingot, in the place of its formation (4 ).

Недостатком известной установки является то, что с ее помощью невозможно охлаждать крупногабаритные слитки, например 300-500 т, причем само охлаждение посредством водоохлаждаемых колец будет недостаточно эффективным, так как большие слитки получают только в изложницах, а поэтому интенсивность процесса охлаждения слитка в таком устройстве будет незначительна, соответственно качество металла при таком охлаждении будет невысоким, потому что только интенсивное охлаждение нижней части слитка создает направленную кристаллиэацию, необх'ояНмую’для получения ка’ч^¥йЖн^;ьТх''^,сл1¥гков. ' ......A disadvantage of the known installation is that with its help it is impossible to cool large ingots, for example 300-500 tons, and the cooling by means of water-cooled rings will not be effective enough, since large ingots are obtained only in molds, and therefore the intensity of the cooling process of the ingot in such a device insignificant, respectively, the quality of the metal with such cooling will be low, because only intensive cooling of the lower part of the ingot creates directional crystallization, which is necessary yu'dlya obtain ka'ch ^ ¥ ^yZhn; 'Th'' ^, sl1 ¥ gkov. '......

Цель изобретения является разработка вакуумной камеры, позволяющей интенсифицировать процесс/охлаждения слитка и улучшить его качество.The purpose of the invention is to develop a vacuum chamber that allows to intensify the process / cooling of the ingot and improve its quality.

Поставленная цель достигается тем, что в известной камере, включающей герметичный корпус с устройством для охлаждения слитка, последнее выполнено в виде секционного чашеобразного коллектора; установленного на днище корпуса камеры и охватывающего основание изложницы с металлом, при этом между корпусом камеры и коллектором образован кольцевой канал, сообщающийся с патрубками подачи' воздуха, вмонтированными в стенку ка' Йё|5ы, на уровне канала, с возможностью реверсивного движения воздуха, а боковые секции чаши снабжены отверстиями, расноложеннбГМй под углами, направленными в сторону слитка.This goal is achieved by the fact that in the known chamber, including a sealed enclosure with a device for cooling the ingot, the latter is made in the form of a sectional bowl-shaped collector; mounted on the bottom of the camera body and enclosing the base of the mold with metal, while between the camera body and the collector an annular channel is formed, which communicates with the air supply nozzles mounted into the wall of the 'Hye | 5y, at the level of the channel, with the possibility of reversible air movement, and The side sections of the bowl are provided with holes that are arranged at angles directed toward the ingot.

На фиг. 1 показана вакуумная камера, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.FIG. 1 shows a vacuum chamber, a general view; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows the node I in FIG. one.

Вакуумная камера для обработки Жидкого металла в слитки состоит из герметичного корпуса Г с крышкой 2. На дне корпуса установлено устройство 3 для охлаждения жидкого металла в слитки 4, которые получают в результате заливки жидким металлом изложницы 5.The vacuum chamber for processing Liquid metal into ingots consists of a sealed enclosure G with a lid 2. At the bottom of the casing, a device 3 is installed for cooling the liquid metal into ingots 4, which are obtained by pouring a mold 5 with liquid metal.

Устройство 3 для охлаждения слитков представляет собой секционный чашеобразный коллектор, содержащий боковые секции 6 и вставки 7, на которые устанавливается изложница 5.The device 3 for cooling ingots is a sectional bowl-shaped collector containing side sections 6 and inserts 7, onto which the mold 5 is installed.

В боковых секциях 6 выполнены отверстия, направленные под острым углом к оси корпуса камеры. При этом чашеобразный коллектор с днищем корпуса камеры образует кольцевой канал,, на уровне которого в корпусе камеры закреплены патрубки 8, соединённые с воздухопроводом 9, снабженным вакуумзатвором 10. Вверху камеры установлены вакуумпроводы 11.In the side sections 6 holes are made, directed at an acute angle to the axis of the camera body. In this case, a cup-shaped collector with a bottom of the chamber body forms an annular channel, at the level of which in the chamber body are fixed nozzles 8 connected to an air duct 9 equipped with a vacuum seal 10. At the top of the chamber, vacuum lines 11 are installed.

Работа вакуумной камеры осуществляется следующим образом.The operation of the vacuum chamber is as follows.

После заполнения изложницы 5 жидким металлом вакуумная камера разгерметизируется, крышка 2 снимается. От вентилятора высокого давления (не показан) производится' подача наружного воздуха через воздухопровод 9 и пат: рубки 8 в кольцевой канал, образующийся меж- ₅₀ду днищем корпуса камеры 1 и чашеобразным коллектором. Воздух подается в кольцевой канал через отверстия в секциях 6, расположенных наклонно по всей окружности, попадает в камеру и омывает изложницу 5, наполненную жидким металлом. Остывший слиток 4 вытас15After filling the mold 5 with liquid metal, the vacuum chamber is depressurized, the cover 2 is removed. From the high-pressure fan (not shown) is made 'supply of outside air through the air duct 9 and pat: cutting 8 in the annular channel ₅₀ formed inter-row head camera body 1 and the cup-shaped collector. Air is fed into the annular channel through the holes in sections 6, located obliquely around the entire circumference, enters the chamber and washes the mold 5 filled with liquid metal. The cooled ingot 4 is exhausted15

2020

2525

30thirty

4545

5555

- г. -=- --------------------.....-- -.....- city - = - --------------------.....-- -.....

759228 _: 4759228 _: 4

кивают из изложницы 5 с помощью грузоподъёмных средств, предварительно сняв верхнюю часть изложницы. Для ускоренного охлаждения верхней части слйтка осуществляют реверсивную ₅ подачу воздуха, при этом горячий воздух используют для нужд производства.nod out of the mold 5 with the help of lifting tools, after removing the upper part of the mold. For accelerated cooling of the upper part of the slot, a reversible air supply is carried out ₅ , while hot air is used for production needs.

Кроме того, при случайных сдвигах верхней части изложницы 5 металл вытекает из нее, что обычно приводит к трудоемкой выбивке метал10 ла из камеры, а наличие чашеобразного коллектора позволяет собирать его и по мере заполнения ее производить разборку секций с целью удаления, вытекшего металла.In addition, in case of random shifts of the upper part of the mold 5, metal flows out of it, which usually leads to laborious knocking of the metal from the chamber, and the presence of a cup-shaped collector allows you to assemble it and disassemble the sections to remove the leaked metal as it is filled.

Наличие в вакуумной камере устройства охлаждения слитка обеспечивает интенсивное охлаждение жидкого металла, затвердевающего в изложнице, так как холодный воздух, подаваемый направленно снизу вверх из кольцевого канала, через отверстия в секциях чаши под давлением, омывает поверхность изложницы.The presence in the vacuum chamber of an ingot cooling device provides intensive cooling of the liquid metal hardening in the mold, since cold air, supplied directed upwards from the annular channel, through the holes in the cup sections under pressure, washes the surface of the mold.

При этом создается направленная кристаллизация жидкого металла, устраняется коробление вакуумной камеры. Эти обстоятельства повышают качество отливаемого металла и производительность камеры.This creates directional solidification of the liquid metal, eliminates the distortion of the vacuum chamber. These circumstances improve the quality of the metal being cast and the performance of the chamber.

Claims

Claim

Vacuum chamber for processing of liquid metal into ingots, including a sealed enclosure with an ingot cooling device, from which it is designed to improve the quality of the ingot metal by increasing the ingot cooling process, the ingot cooling device is made in the form of a sectional bowl-shaped collector mounted on the bottom of the camera body and enclosing the base of the mold, while 40 is formed between the camera body and the collector annular channel connected to the nozzle. Kami air supply, mounted in the chamber wall at the level of the channel, and in the side sections of the bowl there are holes, located at angles directed toward the ingot. . - ^: