Меню Рубрики

Установки для дегазации металла

Дегазация

Дегазация сплавов — это удаление из жидких сплавов растворённых в них газов, ухудшающих качество сплава, металла. Процесс дегазации металлов и сплавов происходит при их «кипении», перемешивании, раскислении, рафинировании и отстаивании в процессе плавки и разливки. Эффективным способом дегазации сплавов является вакуумирование. Широко распространены выплавка металлов и сплавов, особенно стали, в вакуумных печах, вакуумирование жидкого металла при разливке и в ковшах. Кроме того для дегазации сплавов применяют продувку инертными газами жидкого металла (такими как аргон), которые не содержат вредных для металла составляющих.

Дегазация стали

Дегазация стали, это, соответственно удаление различными способами вредных газов из расплава стали. Известно, что в процессе производства в расплавленную сталь из атмосферы печи попадают кислород и азот. Расплав стали насыщается газами, которые приводят образованию всевозможных дефектов (например, газовыех раковин). Кроме того газы с металлами могут образовывать химические соединения (окислы, нитриды и др.), а поскольку такие соединения не растворяются в металлах и сплавах (в частности — стали), то они выделяются в виде неметаллических включений, также способных значительно ухудшать качество стального слитка.

Способ внепечной вакуумной дегазации стали был предложен в 1940 году советскими учёными Самариным А.М. и Новиком Л.М. В результате вакуумной обработки стали в ковше удалось получать сталь, в которой содержалось минимальное количество газов. Опробовать этот способ дегазации стали в промышленных масштабах удалось впервые лишь в 1952 году (Енакиевский металлургический завод). Два года спустя, в 1952 году, на заводе Bochumer Verein (ФРГ) опробовали способ дегазации металла в струе. В 1955 году в СССР было осуществлено промышленное внедрение ковшового способа вакуумирования металла. В результате перечисленных работ появилось новое направление: внепечная вакуумная металлургия.

Вакуумирование стали (способ дегазации)

Вакуумирование (англ. vacuum degassing) в дословном переводе с английского звучит как «вакуумная дегазация». Вакуумирование стали является одним из наиболее эффективных способов дегазации стали.

Помимо уже упомянутого выше вакуумирования стали в ковше, в конце 1950-х годов были разработаны и другие разновидности способов внепечного вакуумирования расплава стали, такие как: порционное вакуумирование, циркуляционное вакуумирование и другие, получившие широкое применение в промышленности многих стран.

Пояснения к рисунку (дегазация стали): а — вакуумирование жидкого металла в ковше; б — вакуумирование струи при переливе из ковша в ковш; в — вакуумирование струи стали при разливке; г — порционное вакуумирование стали; д — вакуумирование циркуляционным способом с продувкой жидкого металла аргоном.

Дегазатор

Дегазатором называется вещество, вводимое в расплавленный металл для удаления из него газов (дегазации), присутствующих в металле в растворённом состоянии или в виде оксидов. Для цветных сплавов в качестве дегазатора используют соединения хлора и фосфора (Гексахлорэтан, Дегазер).

Для чёрных сплавов дегазаторами выступают прежде всего раскислители (см. Раскисление металлов).

Лит.:

  1. Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. – М.: Машиностроение, 1990. – 384 с.: ил. ISBN 5-217-00241-1
  2. Дегазация стали // Большая Советская Энциклопедия (БСЭ) — М., 1969-1978

Конкурс «Я и моя профессия: металловед, технолог литейного производства». Узнать, участвовать >>> —>

источник

Представительство Корпорации «Pyrotek Inc.» в России

127055, г. Москва, ул. Новослободская, д. 31, стр. 4, оф. 7

тел: +7(499)271-54-88; Тел/факс: +7(499)271-54-99;

КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД В ОБЛАСТИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА – «Пиротек» поставляет продукцию и материалы, отвечающие растущим потребностям литейных предприятий по всему миру. В результате сотрудничества с заказчиками в области литейного производства ассортимент продукции «Пиротека» вырос – от фильтровальных материалов до полной линии литейного производства, включая дегазацию, обработку расплава, транспортировку металла, хранение, фильтрацию и литьё.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ И ФЛЮСОВАНИЯ МАРКИ STAR

Предназначены для удаления из расплава:

Линейка установок марки STAR представлена различными установками, которые могут применяться в цехах алюминиевого литья. Эти установки разработаны для эффективной роторной дегазации, осуществляемой для внедрения мельчайших пузырьков инертного газа под зеркало расплава.

— Мобильные STAR E240 , STAR E1000/E1500 (с инжекцией флюса), STAR E2000/E2500 (с инжекцией флюса)

— Стационарные STAR E3000/E3500 (с инжекцией флюса).

Читайте также:  Установка полусгон с обратным клапаном

Рафинирование производится аргоном/азотом.

STAR E240 Мобильная роторная установка для тигельных STAR E1000 Роторная мобильная установка для обработки печей и тиглей,
печей, легко переносится на станцию дегазации. предусмотрено автоматическое/ручное управление станцию дегазации .


Передвижная мобильная система Стационарная дегазационная
дегазации STAR E2000 на роликах. установка STAR E3000. Прочная
Применяется для обработки печей, модульная конструкция. Применяется
тиглей, предусмотрено автоматическое/ для обработки печей, тиглей, предусмотрено
ручное управление. автоматическое/ручное управление.

Модели STAR E 1500, STAR E 2500, STAR E 3500 дополнительно обладают опцией инжекции флюса, предназначенной для снижения пористости в отливках и достижения более чистого продукта. Подача флюса происходит в автоматическом режиме управления. Скорость подачи флюса — 0.05-2 кг/мин.


Опция инжекции флюса

СИСТЕМЫ ИНЖЕКЦИИ ФЛЮСА И РАФИНИРУЮЩЕГО АГЕНТА МАРКИ FIM

Системы FIM — G 5 и FIM — S 5 увеличивают эффект применения флюса путем подачи равномерного потока флюса под зеркало расплава. Добавление флюса помогает повысить качество алюминиевых сплавов, при этом сокращая производственные затраты. Представленные модели отличаются наличием сенсорного экрана с программной системой управления( PLC ). Данные агрегаты представляют собой мобильную рамную конструкцию на 4х колесах.


FIM G5 без PLC системы FIM S5 с PLC системой

СИСТЕМЫ РАФИНИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО АЛЮМИНИЯ ПОД ТОРГОВОЙ МАРКОЙ SNIF ( SpinningNozzleInertFlotation — инжекция инертного газа через вращающееся сопло)

Предназначены для удаления из расплава:

  • растворенного водорода
  • неметаллических включений
  • щелочных металлов

Внутрипечные системы (рафинирование в миксере)

  • стационарные HD-2000
  • мобильные PHD-50, HD-2000 portable w >Рафинирование производится аргоном, хлором или флюсом (PROMAG SI)


PHD-50 HD-2000

Поточные системы(рафинирование в линии желобов между миксером и литейной установкой)

Тот или иной тип установки рафинирования подбирается под технические условия заказчика, исходя из скорости литья, типа сплавов и конечной продукции.

Рафинирование производится аргоном, хлором.

Удаление щелочных металлов и неметаллических включений производится в соответствии со спецификациями заказчика только при использовании хлора.

источник

Установки дегазации и рафинирования расплавов

Наша компания имеет возможность поставить своим Заказчикам установки дегазации и рафинирования алюминиевых сплавов от производителей из Китая различные по конструкции с поворотом стрелы, с системами крепления и подачи к тигельным печам (ковшам), к высоким печам и печам на платформах.

Работа установок дегазации начинается с погружения графитовой фурмы в печь или ковш, с последующим вдуванием азота (аргона) в расплав металла, во время вращения ротора, расплав приобретает форму воронки и центробежными силами водород и все отложения затариваются в донную часть печи. В установках дегазации, для получения качественного сплава, предусматривается регулировка расхода азота (аргона).

Процесс рафинирования в Установках осуществляется путем засыпки рафинирующего флюса на поверхность расплава с помощью отдельного дозатора, не связанного с ротором установки дегазации.

При включении установки в работу, ротор с насаженной фурмой, погружается в расплав алюминия и параллельно в расплав погружается отражательная пластина, для обеспечения неподвижного состояния поверхности ванны расплава в печи (ковше) при дегазации. Для исключения перемешивания всплывшего водорода и шлака с жидким расплавом алюминия, интенсивно подается продувочный газа и увеличивается частота вращения ротора. После вхождения в стабильный режим, отражательная пластина выводится из расплава. Расплав в ковше, под воздействием вращающейся фурмы, приобретает форму воронки. На поверхность расплава порционно подается рафинирующих флюс, который затягивается центробежными силами в донную часть ковша. Рафинирующий флюс равномерно распределяется по всему объему расплава, после этого разделительная пластина вводится еще раз в расплав, поверхность ванны печи (ковша) успокаивается, начинается параллельное протекание процессов рафинирования и дегазации. На расплаве металла всплывает шлак, после чего он удаляется путем сбора с поверхности.

Для проведения тестов на содержание водорода в расплаве алюминия перед литьем применяются анализаторы газа.

Предлагаем следующую линейку моделей установок дегазации и рафинирования алюминиевых сплавов:

  • Анализаторы содержания водорода в сплаве алюминия моделей: HD50, HD80;
  • Установки дегазации моделей: DM90, DM100, DM150 (для печей Ø менее 900мм), DM200, DM220, DM230 (управляется от аккумулятора), DM300 (для печей с внешним Ø до 1800мм, глубиной печи до 1200мм; внутренним Ø печи 400

1500мм), DM320 (для высоких печей с внешним Ø до 3600мм, глубиной печи до 2000мм), DM350 (для печей с внешним Ø до 1800мм, глубиной печи до 1200мм; с внутренним Ø печи 400

1500мм), DM370, DM400, DM500, DM600 (установка непрерывной дегазации с тремя роторами), DM700 (Установка дегазации на нескольких электромобильных приводах, разработана для больших печей);

  • Установки рафинирования, с дегазацией моделей: DRM180 (для печей Ø до 900мм), DRM280 (для печей с внешним Ø до 1800мм, глубиной печи до 1200мм; с внутренним Ø печи 400 — 1500мм), DRM330,. DRM380 (для высоких печей с внешним Ø до 3600мм, глубиной печи до 2000мм).
  • источник

    Вакуумная дегазация

    Эффект очистки стали вакуумированием основан на уменьшении растворимости газов при снижении давления над зеркалом металла. Бурно выделяющиеся при этом пузырьки газов увлекают с собой и неметаллические включения. Расплавленную сталь вакуумируют в печи или ковше, установленных в вакуумных камерах, при переливке стали из ковша в ковш, в струе на выпуске из печи или при разливке из ковша.

    Вакуумирование стали в ковше (рис. 4.10, а) осуществляют в камере 1, в которую устанавливают ковш 2 со сталью, после чего герметично закрывают крышкой 3 и соединяют с работающим вакуум-насосом. На крышке камеры предусмотрен бункер 4 для ферросплавов. При достижении разрежения с остаточным давлением 0,267–0,667 кПа металл закипает, что свидетельствует о начале дегазации. Длительность обработки зависит от температуры стали в ковше и ее массы и составляет 10–20 мин. По окончании обработки камеру соединяют с атмосферой, открывают ее и ковш со сталью увозят на разливку.

    Циркуляционное вакуумирование осуществляют на установке (рис. 4.10, б), которая состоит из вакуумной камеры 1 со всасывающей 2 и сливной 3 трубами, опускаемыми в ковш 5 со сталью. В установке предусмотрен бункер 4 для ферросплавов. В нижней части одной из труб имеется кольцевой коллектор 6′ с соплами для ввода транспортирующего газа – аргона. Аргон, попадая в расплавленную сталь, образует взвесь мелких пузырьков, поднимающихся по трубе и увлекающих за собой металл. Попадая в камеру, металл вакуумируется и стекает по второй трубе в ковш.

    Рис. 4.10. Схемы вакуумирования стали:

    а ковшовое; б – циркуляционное; в – поточное

    Поточное вакуумирование осуществляют при непрерывной разливке (рис. 4.10, в). Разливочный ковш 1 со сталью герметично устанавливают на вакуумную камеру 2, патрубок 3 погружают в металл промежуточного ковша 4. Сталь из промежуточного ковша поступает в кристаллизатор 5, из которого вытягивается слиток 6.

    Электрошлаковый переплав. Применяют для получения высококачественных сталей и сплавов для различных отраслей промышленности. Принципиальная схема ЭШП представлена на рис. 4.11.

    Рис. 4.11. Схема установки электрошлакового переплава:

    1 – источник питания; 2 – слиток; 3 – ванна расплава; 4– кристаллизатор; 5 – электрод (переплавляемая заготовка); в – герметизированная камера; 7 – шлаковая ванна; 8 – шлаковая «рубашка»; 9 – поддон

    Существует два типа установок ЭШП: с расходуемым и нерасходуемым электродом. Суть процесса при этом остается неизменной: капли металла проходят через слой жидкого шлака (шлаковую ванну). Электрическая цепь между расходуемым электродом 5 и наплавляемым слитком 2 замыкается через слой расплавленного шлака в ванне 7 (электрическая дуга отсутствует).

    Жидкий шлак в ванне 7 электропроводен, но обладает высоким сопротивлением, поэтому нагревается до температуры 1700–2000°С и погруженный в него конец расходуемого электрода 5 оплавляется. В результате металл в виде капель проходит через слой шлака вниз и застывает в ванне кристаллизатора в виде плотного слитка. При этом кристаллизация металла происходит последовательно и направлена снизу вверх, что способствует удалению неметаллических включений и пузырьков газа и тем самым образованию плотной и однородной структуры слитка.

    Составы шлаков при ЭШП различны. Чаще всего используют шлак, состоящий из CaF2 с добавками СаО, Al2О3, SiO2. Проходя через него, капли металла очищаются от серы, в них снижается содержание неметаллических включений, а в кристаллизаторе образуется плотный качественный слиток. В конце переплава поддон 9 опускают и отвердевший слиток достают из изложницы.

    Нерасходуемые электроды, используемые для поддержания требуемой температуры в шлаковой ванне, бывают графитовые или металлические водоохлаждаемые. Проходя через слой жидкого шлака, капли металла попадают или в кристаллизатор, или в огнеупорный тигель. В последнем случае плавка ведется в так называемых установках с керамическим тиглем. Для производства стальных слитков обычно используют процесс с расходуемым электродом и охлаждаемым кристаллизатором.

    Расходуемые электроды получают, выплавляя предварительно металл нужного состава в обычном сталеплавильном агрегате (чаще в дуговой сталеплавильной печи) и разливая сто на слитки или непрерывно-литую заготовку. Для получения расходуемых электродов необходимых размеров (по сечению) слитки могут подвергаться прокатке или ковке. Получаемые ЭШП слитки имеют обычно массу до 5–6 т.

    Плавка в электронно-лучевых печах. Применяют для выплавки специальных сплавов и сталей и особенно для получения чистых и ультрачистых тугоплавких металлов (молибдена, ниобия, циркония и др.).

    Источником теплоты в этих печах является энергия, выделяющаяся при торможении свободных электронов, пучок которых концентрируется на конце расходного электрода 3 (рис. 4.12). Получение электронов, их разгон, концентрация в луч, направление его в зону плавления осуществляются электронной пушкой 2.

    Рис. 4.12. Схема электроннолучевой печи:

    1 – герметичная камера; 2 – электронные пушки; 3 – расходный электрод; 4 – изложница-кристаллизатор; 5 – слиток

    Капли расплавленного металла падают в водоохлаждаемый кристаллизатор 4 и формируют слиток 5. Металл затвердевает при остаточном давлении 1,33 Па. Вакуум внутри печи, большой перегрев и высокие скорости охлаждения слитка способствуют удалению газов и примесей, получению металла особо высокого качества.

    Однако при переплаве шихты, содержащей легкоиспаряющиеся элементы, изменяется химический состав металла.

    источник

    Установки для дегазации металла

    Примером процесса дегазации металла может служить вакуумирование расплавленного металла в ковше перед разливкой.

    На рис. 182 показана установка для дегазации стали при выпуске металла в ковш (фирма Лейбольд, ФРГ). Такое вакуумирование приводит к получению чистого и пластичного металла. В результате дегазации сталь освобождается от водорода и неметаллических включений, она становится пластичной, значительно лучше выдерживает вибрационные нагрузки.

    Размеры вакуумных камер для дегазации стали очень большие (для отливки слитков по 150 т объем камеры 125 м 3 ), что создает известные трудности при откачке. На рис. 183 показана насосная станция вакуумной дегазационной установки (фирма Лейбольд, ФРГ). Дегазацию можно производить в заранее наполненном промежуточном ковше, во время переливания из обычного ковша в промежуточный, во время переливания стали из промежуточного ковша в изложницу. Для получения надежных и устойчивых результатов по содержанию газов, механическим свойствам, макро- и микроструктуре вакуумированного металла необходимо иметь давление не более 1 мм рт. ст в процессе разливки.

    Для откачки камер следует применять высокопроизводительные средства откачки, создающие требуемое разрежение в короткое время. Для этого на ряде заводов применены пароэжекторные вакуумные насосы производительностью 100 кг сухого воздуха и рабочем давлении на входе в насос 0,5 мм рт. ст. Эксплуатация показала, что пароэжекторные насосы наиболее полно удовлетворяют необходимым требованиям.

    Трудность при проведении процесса дегазации состоит в том, что нужно обеспечить наибольшую свободную поверхность расплавленного металла за короткое время, что, учитывая большое количество металла, нелегко выполнить.

    Был использован метод газового дутья, дающий возможность создать аппаратуру без движущихся частей (рис. 184, о) В сосуде 1 создается вакуум, и жидкий металл поднимается по трубам 2 и 3 благодаря разности между атмосферным давлением над поверхностью жидкого металла в сосуде 4 и давлением в сосуде 1. Высота подъема стали

    140 см. В точках 5 и 6 трубы 2 вводится инертный газ, например аргон. Газ, проходя через жидкий металл, частично захватывает его с собой и поднимает на определенную высоту. В верхней части сосуда установлены отражатели 7. Проверку этого метода проводили в промышленных условиях для дегазация от 30 до 100 т стали.

    Получены удовлетворительные результаты. На рис. 184, б дана принципиальная схема установки для дегазации по описанному методу, дополнительное устройство позволяет в конце вакуумной обработки добавить в открытый ковш необходимые присадки (Si, Al). Между трубами 2 и 3 установлена термопара 8.

    источник