Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к разработке устройств для рафинирования алюминия в ковшах от примесей щелочных металлов, неметаллических и газовых включений.

Известен способ рафинирования алюминия продувкой расплава смесью инертного газа и активного углеродистого вещества, в качестве добавки используют галоидные соли (А.с. №834175, кл. С 22 В 21/06, 1979).

Продувка расплава разбавленным в потоке газа-носителя активными веществами позволяет при малых количествах вредных выделений производить глубокую очистку от натрия, однако для этого требуется довольно много времени.

Известно устройство для рафинирования алюминия и его сплавов (А.с. №1515733, М.кл. С 22 В 21/06, 1987), содержащее футерованную емкость, крышку, газораспределительный узел, патрубок газоотсоса.

Недостатком такого устройства является отсутствие интенсивного перемешивания алюминиевого расплава в емкости в процессе его обработки, что не позволяет на выходе получить высокоочищенный от примесей и однородный по составу расплав.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для рафинирования алюминия и сплавов на его основе (Описание устройства для очистки алюминия от редкоземельных металлов, фирма “STAS Societe des technologies de L’Aluminium”, 1846 Outarde Chicoutimi (Quebec) Canada G7K1H1), содержащее футерованную емкость 1 для транспортировки расплава, футерованную металлическую крышку 2, газопылераспределительный механизм 4, механизм газоудаления 3 и устройство для создания вращательного движения расплава 5.

Недостаток этого устройства состоит в необходимости прямого контакта механического вращателя с высокотемпературным расплавом, что приводит к его быстрому износу.

В основу изобретения положена задача создания устройства для рафинирования алюминия и сплавов на его основе с улучшенными технико-экономическими и технологическими характеристиками, которое позволяло бы прорабатывать весь объем расплава бесконтактным способом.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для рафинирования алюминия и сплавов на его основе, содержащем футерованную емкость, футерованную металлическую крышку, газопылераспределительный механизм, механизм газоудаления, устройство для создания вращательного движения расплава, согласно изобретению в качестве устройства для создания вращательного движения расплава использован один или несколько многофазных индукторов бегущего электромагнитного поля, расположенных с боковой стороны футерованной емкости, таким образом, что охватывают ее.

Индуктор бегущего электромагнитного поля может частично или полностью охватывать боковую поверхность футерованной емкости, то есть иметь дугостаторную или кольцевую форму.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для рафинирования алюминия и сплавов на его основе с индуктором, установленным с боковой стороны, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство для рафинирования алюминия и сплавов на его основе включает футерованную металлическую емкость 1, на которой установлена крышка 2. В крышке расположен механизм газоудаления 3 и газопылераспределительный механизм 4. С боковой стороны футерованной емкости расположен индуктор 5 бегущего электромагнитного поля.

Устройство работает следующим образом. В промышленных условиях можно рафинировать алюминий, взятый из электролизера, в 5-тонной футерованной емкости. При транспортировке емкость 1 с расплавом помещают в рабочую зону, где на емкость помещают крышку 2 с механизмом газоудаления 3 и механизмом газопылераспределения 4. При подключении катушек индуктора 5 к переменному напряжению в них протекает электрический ток, который создает магнитные потоки. В результате наложения магнитных потоков, сдвинутых во времени и пространстве, образуется бегущее электромагнитное поле. Взаимодействуя с расплавом, бегущее электромагнитное поле индуцирует в нем вихревые токи, магнитное поле которых, в свою очередь, взаимодействует с первичным магнитным полем, вызывает усилия в расплаве, приводящие последний во вращательное движение.

В результате интенсивного вращения расплава в нем образуется воронка, в область которой с помощью газопылераспределительного механизма 4 подается рафинирующая смесь. Газы, выделившиеся в результате взаимодействия рафинирующей смеси с щелочными металлами, удаляются с помощью механизма газоудаления 3.

Ведение процесса перемешивания создает благоприятные условия для коагуляции включений щелочно-земельных металлов в алюминиевом расплаве с последующим их удалением. Объясняется это тем, что в зонах расплава с максимальными скоростями движения потока вблизи его оси образуются повышенные концентрации включений щелочно-земельных металлов, которые способствуют увеличению частоты столкновений, а следовательно, и коагуляции дисперсных частиц. Также перемешивание в значительной степени стимулирует процессы диффузии натрия из объема расплава к поверхности, где натрий переходит в оксид.

Предлагаемое устройство имеет ряд преимуществ перед известным:

- повышается эффективность рафинирования за счет более интенсивного перемешивания;

- отпадает необходимость прямого контакта вращателя с жидким металлом, что увеличивает его срок службы;

- снижаются затраты на поддержание в работоспособном состоянии устройства в целом за счет увеличения срока службы устройства для создания вращательного движения металла.