LV14355B

LV14355B - Kaus &emacr; & scaron s & nd   s alum & imacr m ation & emacration o & scaron ana & rafin &emacr; &scaron;

Info

Publication number: LV14355B
Application number: LVP-11-30A
Authority: LV
Inventors: Sergejs Tiselskis; Imants Bucenieks; Andris BOJAREVIČS; Jurijs Gelfgats
Original assignee: Krāsainie Lējumi, As
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2011-07-20
Also published as: LV14355A

Abstract

The invention refers to metallurgical equipment and is meant for intensification of the processes of heat and mass transfer in the melt by strong stirring. It can be used in different types of furnaces and mixers for stirring and refining metals and alloys, as well as for mixing in and fast melting of scrap metal and other solid admixtures into the bulk of the melt achieving uniform composition and temperature over the whole volume of the melt. The objectives of the invention are improvement of mixing efficiency, reduction of energy consumption and simplification of the service. That is achieved by the melting oven for making and refining aluminum alloys, which consists of a melting pool with raw material heating and melting systems, and electromagnetic stirrer in a shape of a cylindrical rotor and having permanent magnets mounted on it, positioned at one of the vertical walls of the bath at a convex part of a wall in a shape of a half-cylinder with its vertical axis approximately on the level of the inner surface of bath wall and a length approximately corresponding to a maximum depth of the melt in the bath, wherein the rotor with permanent magnets, having the ability to move in a vertical direction, is installed coaxially to the concave half-cylinder-shaped part of the bath wall.

Description

Izgudrojuma aprakstsDescription of the Invention

Izgudrojums attiecas uz metalurģiskām iekārtām un ir paredzēts siltuma un masas apmaiņas procesu intensifikācijai kausējumā, to intensīvi maisot. Izgudrojumu var izmantot dažāda veida krāsnīs un mikseros metālu un sakausējumu sajaukšanai un rafinēšanai, metāllūžņu un citu cietu piedevu iejaukšanai kausējuma pamatmasā un ātrai kausēšanai, kā ari kausējuma sastāva homogenizācijai un temperatūras izlīdzināšanai visā metalurģiskā agregāta tilpumā.The invention relates to metallurgical plants and is intended to intensify the heat and mass exchange processes in the melt by intensive mixing. The invention can be used in various types of furnaces and mixers for mixing and refining metals and alloys, for mixing scrap and other solid additives into the bulk melt and for rapid melting, as well as for homogenizing the melt composition and for equalizing the temperature throughout the metallurgical plant.

Ir zināmas krāsnis alumīnija sakausējumu kausēšanai un izgatavošanai, kas satur kausējuma vannu ar karsēšanas un izejas materiāla kausēšanas sistēmām, kuras ir aprīkotas ar elektromagnētiskiem maisītājiem, kas izvietoti zem vannas apakšējās daļas vai tās vertikālās sieniņas tuvumā, kas ir trīsfažu elektromagnētiskās indukcijas sūkņi ar maiņstrāvas frekvenci 0,5 - 2 Hz vai 50 - 60 Hz [1-3]. Visu krāšņu iekārtu kopējie trūkumi, kurās par maisītājiem tiek izmantoti trīsfāžu indukcijas sūkņi, ir to visai augstais energopatēriņš, nepieciešamība izmantot regulējamus lieljaudas barošanas avotus un kondensatoru baterijas reaktīvās jaudas kompensēšanai, kā ari ekspluatācijas un apkalpošanas sarežģītība.Known ovens for melting and fabricating aluminum alloys include a melting bath with heating and source melting systems equipped with electromagnetic stirrers located below the bottom of the bath or near its vertical wall, which are three-phase electromagnetic induction pumps with AC frequency 0 , 5 - 2 Hz or 50 - 60 Hz [1-3]. The common drawbacks of all furnace installations that use three-phase induction pumps as mixers are their very high power consumption, the need to use adjustable high power supplies and capacitor batteries to compensate for reactive power, and the complexity of operation and maintenance.

Ir zināma krāsns (mikseris) sakausējumu izgatavošanai ar iebūvētu kausējuma maisīšanas ierici, kas satur apaļu vannu ar padziļinājumu un elektromagnētisko sūkni, kas padziļinājumu savieno ar vannas galveno daļu, pie tam sūkņa ass no vannas centra ir novirzīta par 4° [4]. Šīs iekārtas trūkums ir tā zemā efektivitāte, kas neļauj kausējumu intensīvi maisīt visā vannas tilpumā, un maisīšanas nevienmērigums tās dažādās zonās.A furnace (mixer) is known for producing alloys with a built-in melting mixer, which includes a circular bath with a recess and an electromagnetic pump that connects the recess to the main body of the bath, whereby the pump axis is deflected 4 ° from the center of the bath. The disadvantage of this unit is its low efficiency, which prevents the melt from being stirred vigorously throughout the bath volume, and the uneven mixing of the bath in its various zones.

Ir zināma ari kausējamā krāsns (mikseris) ar iebūvētu ierici kausējuma maisīšanai, kas izgatavota metāla kanāla veidā, kura ir izvietota ārpus miksera un kuru no divām pusēm apņem skrejoša magnētiskā lauka induktori, pie kam viens no caurejošā kanāla savienojumiem ar vannu ir izvietots tā, ka tā ass šķērso vannas [5] ģeometrisko centru. Šīs iekārtas trūkums ir nepieciešamība pēc kausējuma papildus sildīšanas caurejošajā kanālā, lai novērstu tā aizsalšanu, tās apgrūtinātā tīrīšana un apkalpošana, kā ari skrejošā magnētiskā lauka elektromagnētisko sūkņu divu elektromagnētisko induktoru augstais energopatēriņš.There is also known a melting furnace (mixer) with a built-in melting device made in the form of a metal channel located outside the mixer and surrounded on both sides by a magnetic field inductor, one of which is connected to the bath so that its axis passes through the geometric center of the bath [5]. The disadvantage of this unit is the need for additional heating of the melt in the passage to prevent its freezing, its difficulty in cleaning and servicing, as well as the high power consumption of the two electromagnetic inductors of the running magnetic field.

Ir zināma ari kausējamā krāsns ar ierici kausēta metāla maisīšanai, kas satur horizontāli izvietotu metāla kanālu, kas izvietots krāsns vannas vertikālajā sieniņā un kuru veido šīs sieniņas profilētā iekšējā virsma kopā ar vannā iebūvētu vertikālu statni, un magnētiskā skrejlauka elektromagnētisko induktoru, kas izvietots caurteces kanāla ārpusē simetriski pret vertikālo statni un paralēli caurteces kanāla asij [6]. Šīs iekārtas trūkums ir augstais energopatēriņš, sarežģītā realizācija esošajās metalurģiskajās iekārtās, kam nepieciešama dārga tā vannu sieniņu oderējuma rekonstrukcija, kā arī tas, ka tās sabojāšanās gadījumā remonts nav iespējams bez pilnīgas apturēšanas un rezervuāra, kurā ir metāls, un vertikālās sieniņas oderējuma pārveidošanas un ekspluatācijas sarežģītība, jo caurteces kanāla iekšpuse tīrīšanai praktiski nav pieejama.Also known is a melting furnace with a device for mixing molten metal, which comprises a horizontally arranged metal channel located on a vertical wall of the furnace bath formed by a profiled inner surface of this wall with a vertical column built into the bath and an electromagnetic inductor of a magnetic field. symmetrical to the vertical column and parallel to the axis of the passageway [6]. The disadvantage of this unit is the high energy consumption, the complexity of its realization in existing metallurgical plants, which require expensive reconstruction of its bath wall linings, and the fact that its failure cannot be repaired without complete shutdown and modification of the metal tank and vertical wall liner. complexity, since the inside of the passageway is virtually unavailable for cleaning.

Vistuvāk piedāvātajam izgudrojumam ir firmas Zmag Ltd. (Zmag America, Ltd.) risinājums [7], kas turpmāk tiek izmantots par prototipu un kurā ir piedāvāta alumīnija sakausējumu kausējamā krāsns, kas satur kausējuma vannu ar izejas materiāla karsēšanas un kausēšanas sistēmu un ir aprīkota ar elektromagnētisku maisītāju cilindriska rotora veidā ar pastāvīgiem magnētiem, kuru no ārpuses pusloka veidā aptver kanāls, kas izvietots krāsns vannas ārpusē, un ar to ir savienots ar kanāliem, kas iebūvēti vienā no vannas sieniņām. Šī risinājuma trūkums ir nepieciešamība papildus sildīt kausējumu pusloka kanālā un kanālos, kas to savieno ar krāsns vannu, iespēja kausējumam tajos sasalt, kad maisītājs ir izslēgts, grūtības šos kanālus iztīrīt un bīstamība, ka uz rotora uzstādītie pastāvīgie magnēti var sakarst līdz to magnētisko īpašību zudumam.The closest invention is to Zmag Ltd. (Zmag America, Ltd.) solution [7], hereinafter referred to as a prototype, which offers an aluminum alloy melting furnace containing a melting bath with feedstock heating and melting system and equipped with an electromagnetic stirrer in the form of a cylindrical rotor with permanent magnets , which on the outside is enclosed in a semicircle by a channel located on the outside of the furnace bath and is connected to channels embedded in one of the bath walls. The disadvantages of this solution are the need for additional heating of the melt in the semicircular channel and the channels connecting it to the furnace bath, the possibility of the melt in them freezing when the mixer is switched off, the difficulty of cleaning these channels and the danger of permanent magnets mounted on the rotor .

Izgudrojuma mērķis ir likvidēt minētos trūkumus, it īpaši, kausējuma maisīšanas efektivitātes paaugstināšana, kausējuma sasalšanas iespējas novēršana, konstrukcijas vienkāršošana un pastāvīgo magnētu aizsardzība pret pārkāršanu.The object of the invention is to eliminate the said disadvantages, in particular, to increase the efficiency of melt blending, to prevent the possibility of melt freezing, to simplify the design and to protect the permanent magnets from overheating.

Izvirzītais uzdevums ir sasniegts tādā veidā, ka viena no krāsns vannas vertikālajām sieniņām no iekšpuses ir izgatavota ar puscilindra formas izvirzījumu, kura vertikālā ass atrodas apmēram vannas sieniņas iekšējās virsmas līmenī un kura garums apmēram atbilst kausējuma maksimālajam dziļumam vannā, bet rotors ar uz tā virsmas uzstādītajiem pastāvīgajiem magnētiem ir uzstādīts koaksiāli vannas sieniņas cilindriskajam izvirzījumam un tam ir iespēja vertikāli pārvietoties. Turklāt:The object is achieved in that one of the vertical walls of the furnace bath is made with a semi-cylindrical protrusion, the vertical axis of which is approximately the level of the inner surface of the bath wall and its length approximates the maximum depth of the melt in the bath the permanent magnets are mounted coaxially to the cylindrical projection of the bath wall and have the ability to move vertically. In addition:

- puscilindra formas izvirzījums uz vannas vertikālās sieniņas var būt izgatavots ar horizontālu asi, bet ar izvirzījumu koaksiāli uzstādītais rotors ar pastāvīgajiem magnētiem ir izgatavots ar iespēju to pārvietot horizontālā virzienā;- the semi-cylindrical projection on the vertical wall of the bath can be made with a horizontal axis, while the rotor with permanent magnets coaxially mounted with the projection is made with the possibility of moving it horizontally;

- puscilindra formas izvirzījums uz krāsns sieniņas ir izgatavots sendviča veidā, kas sastāv no ugunsizturīga materiāla slāņa, kas ir noturīgs alumīnija kausējumā, un materiāla ar augstām siltumizolējošām īpašībām;- the semi-cylindrical projection on the wall of the furnace is made in the form of a sandwich consisting of a layer of refractory material which is resistant to aluminum alloy and a material with high thermal insulation properties;

- starp puscilindrisko izvirzījumu un rotoru tiem koaksiāli ir uzstādīts nekustīgs, piespiedu kārtā dzesējams ekrāns;- they are coaxially mounted between the semicylindrical projection and the rotor by a forced, forced-cooling screen;

- rotors ar pastāvīgajiem magnētiem ir uzstādīts uz platformas, kura var pārvietoties virzienā, kas ir perpendikulārs krāsns vannas sieniņai;- the rotor with permanent magnets is mounted on a platform which can move in a direction perpendicular to the oven wall;

- platforma ar rotoru ir izvietota krāsns sieniņai cieši pieguļošā padziļinājumā, kura vertikālās sieniņas no ārpuses ir apšūtas ar materiālu, kuram piemīt magnētiskas īpašības un kura biezums ir ne mazāks par 5 mm;- the rotor platform is located in a recess close to the wall of the furnace, the vertical walls of which are covered with a material having magnetic properties and a thickness of at least 5 mm;

- pastāvīgie magnēti uz rotora ir izvietoti vienmērīgi pa tā perimetru un aizņem ne mazāk kā 50% tā cilindriskās virsmas.- Permanent magnets are evenly spaced on the rotor around its perimeter and occupy at least 50% of its cylindrical surface.

Piedāvājamā iekārta ir paskaidrota pievienotajos piecos zīmējumos, pie kam:The equipment to be offered is explained in the attached five drawings, in which:

- l.zīm. ir attēlota kausējamās krāsns shēma, kurā uz krāsns vannas sieniņas ir vertikāli novietots puscilindrisks izvirzījums, attiecībā pret kuru koaksiāli ir uzstādīts rotors ar pastāvīgajiem magnētiem;- Fig. 1 illustrates a diagram of a melting furnace having a semi-cylindrical projection vertically positioned on the wall of the furnace bath relative to a rotor with permanent magnets;

- 2.zīm. ir attēlota analoģiskas kausējamās krāsns shēma ar puscilindrisku izvirzījumu un rotoru, kas uz krāsns vannas vertikālās sieniņas ir novietots horizontāli;- Fig. 2 a diagram of an analogue melting furnace with a semi-cylindrical projection and a rotor placed horizontally on the vertical wall of the furnace bath is shown;

- 3.zīm. ir attēlota kausējamās krāsns sieniņā ievietotā puscilindriskā izvirzījuma, rotora ar pastāvīgajiem magnētiem un starp tiem novietotā dzesēšanas ekrāna izvietojuma shēma;- Fig. 3 a schematic diagram of a semi-cylindrical protrusion on the melting furnace wall, rotor with permanent magnets and a cooling screen disposed therebetween;

- 4.zīm. ir parādīts krāsns vannas iecirkņa ar puscilindrisku izvirzījumu un ar elektropiedziņu darbināma rotora ar pastāvīgajiem magnētiem, kuri ir uzstādīti uz īpašas platformas, kas var pārvietoties perpendikulāri krāsns vannas sieniņas virzienam, aksonometrisks attēls;- Fig. 4 an axonometric view of a semi-cylindrical projection of an oven bath and a permanent rotor of an electric rotor with permanent magnets mounted on a special platform that can move perpendicular to the direction of the oven bath wall;

- 5.zīm. ir attēlota kausējamās krāsns shēma, kurai cieši klāt vietai, kurā ir uzstādīts puscilindriskais izvirzījums un rotors ar pastāvīgajiem magnētiem, ir piestiprināts īpašs padziļinājums, kura vertikālās sieniņas ir apšūtas ar materiālu, kuram piemīt magnētiskas īpašības.- Fig. 5 is a diagram of a melting furnace, in which a special recess is attached in close proximity to the position where the semicylindrical projection and the permanent magnet rotor are mounted, the vertical walls of which are covered with a material having magnetic properties.

Kausējamā krāsns (l.zīm., 2.zīm.) satur kausējuma vannu 1 ar izejmateriāla karsēšanas un kausēšanas sistēmām (shēmās nav attēlotas). Viena no vannas vertikālajām sieniņām 1 ir aprīkota ar puscilindra formas izvirzījumu 2 ar vertikālu (l.zīm.) vai horizontālu (2.zīm.) asi, kas atrodas apmēram vannas sieniņas iekšējās virsmas līmenī.The melting furnace (Fig. 1, Fig. 2) contains a melting bath 1 with raw material heating and melting systems (not shown in the diagrams). One of the vertical walls 1 of the bath is provided with a semi-cylindrical projection 2 with a vertical (Fig. 1) or horizontal (Fig. 2) axis approximately at the level of the inner surface of the bath wall.

Puscilindriskais izvirzījums 2 ir izveidots divkārtaina sendviča (3 .zīm.) veidā, kurā ar kausējumu saskarē esošais slānis 3 ir izgatavots no materiāla, piemēram, silicēta grafīta, kas ir termiski un ķīmiski noturīgs šķidra alumīnija agresīvajā vidē, bet otrs slānis 4 ir izgatavots no termoizolējoša materiāla, kas nodrošina pastāvīgo magnētu darbspēju saglabāšanai nepieciešamo temperatūras starpību. Izvirzījuma 2 izvietojuma zonā tam koaksiāli ir uzstādīts rotors 5 (3 .zīm.) ar uz tā virsmas izvietotiem pastāvīgajiem magnētiem 6, kurus darbina elektropiedziņā 7 (4.zīm.). Rotors 5 ir uzstādīts uz platformas 8 (4.zīm.) ar tā pārvietošanas iespēju vertikālā (vai horizontālā) virzienā. Savukārt platforma 8 ir izvietota uz atbalsta rāmja 9, kuru var pārvietot perpendikulāri krāsns 1 vannas sieniņai.The semi-cylindrical projection 2 is formed in the form of a double sandwich (Fig. 3) in which the molten contact layer 3 is made of a material, such as siliconized graphite, which is thermally and chemically resistant to liquid aluminum and the second layer 4 is made of a heat-insulating material that provides the temperature difference needed to keep the permanent magnets working. In the region of the projection 2, it is coaxially mounted with a rotor 5 (Fig. 3) with permanent magnets 6 on its surface which are driven by an electric actuator 7 (Fig. 4). The rotor 5 is mounted on a platform 8 (Fig. 4) with the possibility of moving it vertically (or horizontally). In turn, the platform 8 is arranged on a support frame 9 which can be moved perpendicular to the wall of the bath 1 of the oven.

Gadījumā, ja ir nepieciešama papildu aizsardzība pret rotora 5 ar pastāvīgajiem magnētiem 6 pārkāršanu, rotoru 5 var aptvert ar nekustīgu piespiedu kārtā atdzesējamu ekrānu 10 (3.zīm.). Drošības prasību nodrošināšanai gadījumā, ja rodas šķidrā metāla noplūde izvirzījuma 2 savienojuma vietās ar vannas 1 sieniņu, platforma 8 ar rāmi 9 ir izvietota pie krāsns 1 cieši piestiprinātā īpašā padziļinājumā 11 (5.zīm.). Pastāvīgā magnētiskā lauka ekranizēšanai (personāla aizsardzībai pret magnētisko starojumu), rotoru 5 izvietojot padziļinājumā 11, tā vertikālās sieniņas ir apšūtas ar plāksnēm 12 no materiāla ar magnētiskām īpašībām un ar biezumu, ne mazāku par 5 mm. Magnētiskā lauka indukcijas nepieciešamās (maksimālās) vērtības sasniegšanai ap rotoru 5 ar pastāvīgajiem magnētiem 6, pastāvīgie magnēti ir vienmērīgi izvietoti pa rotora 5 perimetru un aizņem ne mazāk par 50% no tā cilindriskās virsmas laukuma.In the event that additional protection is required against overheating of the rotor 5 with permanent magnets 6, the rotor 5 may be enclosed by a rigid forced-cooling screen 10 (Fig. 3). To ensure safety in the event of liquid metal leakage at the junctions 2 of the projection 2 with the wall of the bath 1, the platform 8 with the frame 9 is located in a special recess 11 firmly fixed to the furnace 1 (Fig. 5). For the shielding of the permanent magnetic field (protection of personnel against magnetic radiation), the rotor 5 is housed in a recess 11 and its vertical walls are covered with plates 12 of material of magnetic properties and a thickness of at least 5 mm. To achieve the required (maximum) value of magnetic field induction around the rotor 5 with the permanent magnets 6, the permanent magnets are evenly spaced around the circumference of the rotor 5 and occupy at least 50% of its cylindrical surface area.

Kausēšanas krāsns tiek sagatavota darbam un darbojas sekojoši. Vannas 1 sieniņā iebūvētā puscilindriskā izvirzījuma 2 zonā tiek izveidots padziļinājums 11, kurā tiek uzstādīts atbalsta rāmis 9, uz kura tiek nostiprināta platforma 8, uz kuras savukārt tiek uzstādīts ar elektropiedziņu 7 darbināms rotors 5 ar pastāvīgajiem magnētiem 6. Krāsns vannā 1 tiek iepildīts izejas materiāls (cietā vai šķidrā stāvoklī), kas ar sildīšanas sistēmas (ar gāzes liesmu vai elektrosildītāju) palīdzību tiek izkausēts un novests līdz nepieciešamajai temperatūrai. Vannas papildu piepildīšanu daļēji var veikt ar metālu un leģējošām piedevām cietā veidā. Kausējuma maisīšanai puscilindriskajā izvirzījumā 2 ar platformu 8 tiek ievietots rotors 5 ar pastāvīgajiem magnētiem 6 un tiek ieslēgta rotora elektropiedziņā 7. Iepriekš, ja pastāv pastāvīgo magnētu 6 pārkāršanas iespēja, starp izvirzījumu 2 un rotoru 5 tiek uzstādīts piespiedu kārtā atdzesējams (ar gaisu vai ūdeni) ekrāns 10. Rotora griešanās ātrums tiek regulēts, mainot strāvas, kas no standarta frekvenču pārveidotāja baro elektromotoru, frekvenci.The melting furnace is prepared for operation and operates as follows. A recess 11 is formed in the area 2 of the half-cylindrical projection built into the wall of the bath 1, where a support frame 9 is mounted, on which a platform 8 is fixed, on which an electric rotor 5 with permanent magnets 6 is mounted. (solid or liquid) which is melted and brought to the required temperature by means of a heating system (gas flame or electric heater). The bath can be partly filled with metal and alloying additives in solid form. For mixing the alloy in the semi-cylindrical projection 2 with the platform 8 a rotor 5 with permanent magnets 6 is inserted and switched on the rotor electric actuator 7. Forced magnetically (air or water) is provided between projection 2 and rotor 5 screen 10. The rotor speed is controlled by changing the frequency of the current that feeds the electric motor from the standard frequency converter.

Rotoram 5 griežoties, magnētiskā lauka spēka līnijas B (3.zīm.) rada pārmaiņus rotējošu magnētisko lauku (N-S, S-N), kas šķidrajā metālā izraisa strāvas j. Šķidrajā metālā radušos strāvu j un iepriekš minēto skrejošo magnētisko lauku B mijiedarbe šķidrajā metālā izraisa elektromagnētiskos spēkus/, kas vērsti rotējošā magnētiskā lauka (f = jxB) virzienā. Elektromagnētisko spēku ietekmē metāls vannā sāk pārvietoties un rezultātā kausējumā rodas intensīvas sajaukšanās plūsmas Ψ, kuru shēma ir attēlota 1. un 2. zīm. Ja rotora 5 ass ir vērsta vertikālā virzienā, sajaukšanās plūsmas galvenokārt atrodas horizontālās plaknēs, bet, ja rotora 5 ass ir vērsta horizontālā virzienā, sajaukšanās plūsmas galvenokārt atrodas vertikālās plaknēs. Turklāt sajaukšanās plūsmu ātrumu var regulēt, mainot rotora apgriezienu skaitu, bet maisīšanas intensitāti visā kausējuma apjomā, mainoties tā augstumam vannā 1, var regulēt pārvietojot rotoru 5 vertikālā vai horizontālā virzienā. Nepieciešamās vērtības magnētiskā lauka indukcijas iegūšanai pastāvīgajiem magnētiem 6 ir jāaizņem ne mazāk kā 50% no rotora 5 cilindriskās virsmas.As the rotor 5 rotates, the magnetic field force lines B (Fig. 3) produce alternately rotating magnetic fields (N-S, S-N), which generate currents j in the liquid metal. The interaction of the current j generated in the liquid metal with the above-mentioned traveling magnetic fields B causes the electromagnetic forces / in the direction of the rotating magnetic field (f = jxB) to be applied in the liquid metal. Under the influence of the electromagnetic forces, the metal begins to move in the bath, resulting in intense mixing flows Ψ in the melt, the diagrams of which are shown in Figures 1 and 2. If the axis of the rotor 5 is oriented in the vertical direction, the mixing flows are mainly in the horizontal planes, but if the axis of the rotor 5 is oriented in the horizontal direction, the mixing flows are mainly in the vertical planes. In addition, the speed of mixing flows can be controlled by varying the rotor speed, while the mixing intensity throughout the melt as its height in the bath 1 can be controlled by moving the rotor 5 in a vertical or horizontal direction. The required values for obtaining magnetic field induction for permanent magnets 6 must occupy at least 50% of the cylindrical surface of the rotor 5.

Nepieciešamības gadījumā rotora 5 griešanās virziens var tikt mainīts uz pretējo, piemēram, lai radītu īpašas plūsmas, kas ietekmē oksīda plēvītes atrašanos uz kausējuma virsmas.If necessary, the direction of rotation of the rotor 5 may be reversed, for example to create special flows that affect the presence of the oxide film on the melt surface.

Pēc tehnoloģiskā procesa beigām un rotora 5 izslēgšanas platforma 8 ar rotoru 5 tiek izvirzīta no puscilindriskā izvirzījuma zonas un tiek fiksēta padziļinājumā 11. Turklāt padziļinājumā 11 uzstādītās feromagnētiskās plāksnes (ekrāni) 12 aizsargā personālu no magnētiskā lauka ietekmes.After completion of the technological process and the shut-off of the rotor 5, the rotor 5 is raised out of the semi-cylindrical projection area by the rotor 5 and locked in the recess 11. In addition, the ferromagnetic plates (screens) 12 mounted in the recess 11 protect the personnel from magnetic influence.

Kausējuma iztecēšanas gadījumā puscilindriskā izvirzījuma 2 savienojuma vietā ar vannas 1 sieniņām šķidrais metāls nonāk padziļinājumā 11 un tur sacietē, neradot bīstamu situāciju.In the case of a melt outflow, the liquid metal enters the recess 11 at the junction of the semicylindrical projection 2 with the walls of the bath 1 and hardens there without creating a hazardous situation.

Saskaņā ar izgudrojumu izgatavotās krāsns izmēģinājumi tika veikti 15 tonnu krāsnī/mikseri ar alumīnija kausējumu. Izmēģinājuma laikā tika salīdzināti dati, kas bija iegūti parastos apstākļos (bez kausējuma piespiedu maisīšanas), ar datiem, kas tika iegūti izmantojot krāsni ar maisītāju, kura bija aprīkota ar piedāvātājam izgudrojumam atbilstošu iekārtu. Izmēģinājumu rezultāti, kur plūsmu vidējais ātrums krāsns centrālajā daļā bija 0,5 - 0,7 m/s, parādīja: noteiktā sakausējuma sagatavošanas laiks pēc noteikta cietās šihtas daudzuma izkausēšanas samazinājās no 30 minūtēm uz 20 minūtēm; krāsns ražība palielinājās par 20-25%; degvielas patēriņš noteikta šihtas daudzuma izkausēšanai samazinājās par 15%; metāla nodegums samazinājās par 1,5-2 kg/t; izliešanai sagatavotā metāla daudzums sakarā ar tā homogenizāciju palielinājās par 6%; temperatūru sadalījuma neviendabīgums kausējumā nepārsniedza + 4°C; radās iespēja izgatavot augsti leģētus sakausējumus par 50-150°C zemākā temperatūrā nekā parasti, nepalielinot laiku to sagatavošanai; radās iespēja maisīt kausējumu, nebojājot oksīda aizsargplēvīti uz tā virsmas.The furnace manufactured according to the invention was tested in a 15 ton aluminum furnace / blender. During the trial, the data obtained under normal conditions (without forced melting of the melt) were compared with the data obtained using a furnace with a mixer equipped with a device according to the proposed invention. Experimental results, where the average flow rates in the central part of the furnace were 0.5-0.7 m / s, showed that the preparation time of the alloy after melting a certain amount of solid batch decreased from 30 minutes to 20 minutes; furnace productivity increased by 20-25%; fuel consumption for melting a certain amount of batch decreased by 15%; metal burn decreased by 1.5-2 kg / t; the amount of metal prepared for casting increased by 6% due to its homogenization; temperature distribution heterogeneity in the melt did not exceed + 4 ° C; it was possible to produce highly alloyed alloys at temperatures 50-150 ° C lower than usual without increasing the time required to prepare them; it was possible to stir the melt without damaging the oxide barrier film on its surface.

Šajā izgudrojumā piedāvātā iekārta metāla un sakausējumu maisīšanai nodrošina iespēju izgatavot sakausējumus (it īpaši alumīnija sakausējumus) krāsnīs-mikseros ar vannu tilpumu līdz 150 t izkausēta metāla, nepatērējot roku darbu un bez jebkādu priekšmetu (maisītāju) ievietošanas kausējumā. Turklāt piedāvātajā risinājumā, atšķirībā no zināmā risinājuma, nav nepieciešama papildu karsēšana jebkādā metāla kanālā ārpus krāsns, tā ir viegli tīrāma no piesārņojuma un oksīdiem, kas pielīp pie sieniņām un puscilindriskajam izvirzījumam krāsns vannā, un atšķiras ar to, ka tai ir vienkārša un ekonomiska apkalpošana. Pie tam, salīdzinājumā ar iepriekš zināmajiem risinājumiem, kuros tiek izmantoti skrejošā magnētiskā lauka indukcijas elektromagnētiskie maisītāji., visai būtiski (7-10 reizes) samazinās energopatēriņš, tiek nodrošināts minimāls siltuma zudums un metāla nodegums, palielinās metalurģisko agregātu darba ražīgums un paaugstinās izgatavojamā lējuma kvalitāte.The apparatus for mixing metal and alloys of the present invention enables the production of alloys (especially aluminum alloys) in furnace mixers with a bath capacity of up to 150 t of molten metal without the need for manual labor and without the incorporation of any object (mixer) in the melt. In addition, the proposed solution, unlike the known solution, does not require additional heating in any metal duct outside the furnace, is easily cleaned of contamination and oxides adhering to the walls and semi-cylindrical projection in the furnace bath, and is distinguished by its simple and economical maintenance. . In addition, compared to the previously known solutions, which use magnetic field induction electromagnetic stirrers, the energy consumption is significantly reduced (7-10 times), minimal heat loss and metal burn are achieved, the productivity of metallurgical units is increased and the quality of the casting is increased. .

Izmantotie infotrmācijas avoti:Information sources used:

1. A. Peel. A look at the history and some recent developments in the use of electromagnetic devices for improving operational efficiency in the aluminium cast house. - Aluminium Cast House Technology - Eight Australian Conference. Ed. by P.R.Whitaley, TMS (The Minerāls, Metals & Material Society), 2003, p.71-100;1. A. Peel. A look at history and some recent developments in the use of electromagnetic devices for improving operational efficiency in the aluminum cast house. - Aluminum Cast House Technology - Eight Australian Conference. Ed. by P.R.Whitaley, TMS (The Mineral, Metals & Material Society), 2003, pp.71-100;

2. A. Peel. Electromagnetic pumping and stirring Solutions for the aluminium industry. - Aluminium Times, 2005, vol. 7, no. 1, p.32-33;2. A. Peel. Electromagnetic pumping and stirring Solutions for the aluminum industry. - Aluminum Times, 2005, vol. 7, no. 1, pp.32-33;

3. G. Hertwich, V. Foliforov. Electromagnetic stirring and pumping of aluminium melts. Aluminium, December 2001;3. G. Hertwich, V. Foliforov. Electromagnetic stirring and pumping of aluminum melts. Aluminum, December 2001;

4. Patents US 3490896;4. Patents US 3490896;

5. Autorapliecība SU Nr. 629429;5. Author's certificate SU no. 629429;

6. Patents EP1021574 Bl;6. Patents EP1021574 B1;

7. www.zmag.co.jp.7. www.zmag.co.jp.

Claims

1. A furnace for the production and refining of aluminum alloys, comprising a melting bath with feedstock heating and melting systems and fixed to one of the vertical walls of the bath in the form of a cylindrical rotor of an electromagnetic stirrer fitted with permanent magnets characterized in that To increase mixing efficiency, reduce energy consumption and simplify operation, the inside of the vertical wall of the bath has a semi-cylindrical projection with a vertical axis approximately the level of the inner surface of the bath wall and approximately the length of the bath melt and the rotor with permanent magnets protrusion and has the ability to move vertically.

Melting furnace according to claim 1, characterized in that the semi-cylindrical projection on the vertical wall of the bath is formed by a horizontal axis, and the rotor with permanent magnets coaxially mounted with respect to the projection is made so that it can be moved in the horizontal direction.

Melting furnace according to claim 1 or 2, characterized in that, in order to extend the life of the semicylindrical projection in an aggressive aluminum environment and to provide thermal insulation, the semicylindrical projection on the wall of the furnace is made in the form of a sandwich a layer of refractory material and a material with high thermal insulation properties.

Melting furnace according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a forced-cooled screen is coaxially arranged between the semicylindrical projection and the rotor to prevent permanent magnets from heating.

Melting furnace according to claim 1 or 2, characterized in that, for convenience, the rotor with permanent magnets is mounted on a platform which can move in a direction perpendicular to the furnace bath wall.

Melting furnace according to Claim 1, 2 or 5, characterized in that, for safety reasons, the rotor platform is arranged in a recess which is clad in the outside of the vertical wall of the recess, which has a vertical wall. Magnetic properties and a thickness of at least 5 mm.

Melting furnace according to claim 1 or 2, characterized in that, in order to intensify the stirring mode, the permanent magnets are arranged uniformly on the rotor around its circumference and occupy at least 50% of its cylindrical surface.