RU2674553C1 - Method of modification of aluminum and its alloys - Google Patents
Method of modification of aluminum and its alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674553C1 RU2674553C1 RU2017138333A RU2017138333A RU2674553C1 RU 2674553 C1 RU2674553 C1 RU 2674553C1 RU 2017138333 A RU2017138333 A RU 2017138333A RU 2017138333 A RU2017138333 A RU 2017138333A RU 2674553 C1 RU2674553 C1 RU 2674553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- melt
- ligature
- rod
- aluminum
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000012986 modification Methods 0.000 title description 16
- 230000004048 modification Effects 0.000 title description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 110
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 110
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 10
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 claims description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 18
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract description 14
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 11
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 11
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 11
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- OQPDWFJSZHWILH-UHFFFAOYSA-N [Al].[Al].[Al].[Ti] Chemical compound [Al].[Al].[Al].[Ti] OQPDWFJSZHWILH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 aluminum-titanium-boron Chemical compound 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 229910021324 titanium aluminide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910000951 Aluminide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZGUQGPFMMTZGBQ-UHFFFAOYSA-N [Al].[Al].[Zr] Chemical compound [Al].[Al].[Zr] ZGUQGPFMMTZGBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N alumane;titanium Chemical compound [AlH3].[Ti] UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству алюминия и может быть использовано при модифицировании расплавленного алюминия и его сплавов во время разливки и кристаллизации металла.The invention relates to the production of aluminum and can be used in the modification of molten aluminum and its alloys during casting and crystallization of metal.
На отечественных алюминиевых и металлургических заводах, производящих продукцию из алюминия и его сплавов, основной вариант модифицирования расплава сводится к введению в него прутковой лигатуры. В качестве последней используют преимущественно лигатуру алюминий-титан-бор с различным содержанием титана и бора. Прутковую лигатуру с помощью специального дозирующего устройства в количестве 1-2 кг/т алюминия вводят непосредственно в металлотракт на участке от литейного миксера или печи до кристаллизатора литейной машины или изложницы (Напалков В.И., Махов С.В. Легирование и модифицирование алюминия и магния. М.: МИСиС. 2002. С. 48-52 [1]). На фиг. 1 показана традиционная схема модифицирования алюминия и его сплавов прутковой лигатурой Al-Ti-B.At domestic aluminum and metallurgical plants producing products from aluminum and its alloys, the main version of the modification of the melt is reduced to the introduction of bar ligature into it. As the latter, mainly aluminum-titanium-boron alloys with different contents of titanium and boron are used. Using a special dosing device, a rod ligature in the amount of 1-2 kg / t of aluminum is introduced directly into the metal path from the foundry mixer or furnace to the mold of the foundry machine or mold (Napalkov V.I., Makhov S.V. Alloying and modification of aluminum and Magnesium. M: MISiS. 2002. S. 48-52 [1]). In FIG. Figure 1 shows the traditional modification of aluminum and its alloys with Al-Ti-B rod alloys.
Недостаток известной технологии модифицирования алюминия прутковой лигатурой заключается в подаче прутка через открытую поверхность расплавленного металла, что создает условия для захвата прутком оксидной пленки с поверхности металла. Устраняют этот недостаток установкой в металлотракте дополнительных фильтров для улавливания оксидных пленок (фиг. 1). При этом в фильтре наряду с оксидами задерживается часть интерметаллических соединений из лигатуры, что снижает эффективность модифицирования металла. Еще одним недостатком существующей технологии модифицирования алюминия лигатурным прутком является образование агломератов интерметаллических соединений, в частности агломератов из частиц диборида титана TiB2, которые частично осаждаются на дне металлотракта, а частично попадают в кристаллизующийся металл, ухудшая его качество.A disadvantage of the known technology for modifying aluminum with a rod ligature is the supply of the rod through the open surface of the molten metal, which creates the conditions for the rod to capture an oxide film from the metal surface. Eliminate this drawback by installing additional filters in the metal path for trapping oxide films (Fig. 1). At the same time, along with oxides, a part of the intermetallic compounds from the ligature is retained in the filter, which reduces the efficiency of metal modification. Another drawback of the existing technology for modifying aluminum with a master alloy rod is the formation of agglomerates of intermetallic compounds, in particular, agglomerates from particles of titanium diboride TiB 2 , which partially precipitate at the bottom of the metal path and partially fall into the crystallizing metal, impairing its quality.
Кроме того, известная технология не позволяет вводить в алюминий порошковую проволоку с модифицирующими добавками, особенно если порошки склонны к окислению на воздухе при температурах разливки металла. Плавление порошковой проволоки в поверхностных слоях потока металла в металлотракте приведет к всплыванию части порошка на поверхность металла и его потере со шлаком или в результате окисления кислородом воздуха.In addition, the known technology does not allow flux-cored wire with modifying additives to be introduced into aluminum, especially if the powders are prone to oxidation in air at metal pouring temperatures. The melting of cored wire in the surface layers of the metal flow in the metal path will lead to the emergence of part of the powder on the metal surface and its loss with slag or as a result of oxidation by atmospheric oxygen.
Более совершенные способы модифицирования металла широко распространены в черной металлургии. Чаще всего для модифицирования и легирования стали используют порошковую проволоку с различными присадками, которую вводят в сталь с помощью трайбаппарата. Порошковая проволока - это лигатурный пруток, состоящий из металлической трубки диаметром несколько миллиметров, заполненной порошком легирующего или модифицирующего элемента.More advanced methods of metal modification are widespread in the steel industry. Most often, for the modification and alloying of steel, flux-cored wire with various additives is used, which is introduced into the steel using a tribameter. A flux-cored wire is a ligature rod consisting of a metal tube several millimeters in diameter, filled with a powder of an alloying or modifying element.
Наиболее близкой по технической сути к заявляемому способу является технология, разработанная фирмой «Pfizer» (США). Технология предусматривает введение в ковш с расплавленным металлом порошковой проволоки через специальную фурму, погруженную в расплав, с одновременным вдуванием через фурму инертного газа - аргона. Подача прутка порошковой проволоки в ковш через фурму совместно с аргоном обеспечивает хорошую проработку металла на всю глубину ванны с одновременным рафинированием расплава инертным газом (Валуев Д.В. Внепечные и ковшевые процессы обработки стали в металлургии. Учебное пособие. 2-е испр. изд. Изд-во Томского политехнического университета. 2010. С. 144-153. [2]). По технической сущности, наличию сходных, существенных признаков это решение выбрано в качестве прототипа.Closest to the technical nature of the claimed method is a technology developed by the company "Pfizer" (USA). The technology provides for the introduction of flux-cored wire into a ladle with molten metal through a special lance immersed in the melt, with simultaneous injection of inert gas, argon, through the lance. The filing of the flux-cored wire rod into the ladle through a tuyere together with argon provides a good study of the metal to the entire depth of the bath with simultaneous refining of the melt with inert gas (Valuev D.V. Non-furnace and ladle steel processing processes in metallurgy. A training manual. 2 ed. Ed. Publishing house of Tomsk Polytechnic University. 2010. S. 144-153. [2]). By technical nature, the presence of similar, essential features, this solution is selected as a prototype.
Подобная схема модифицирования металла в ковшах ограниченно применима к алюминиевому производству в силу того, что алюминий модифицируют непосредственно в металлотракте при подаче металла из миксеров в кристаллизаторы литейной машины. Если модифицировать алюминий и его сплавы в ковшах с последующей заливкой металла в миксер и разливкой из миксера в кристаллизатор, то значительная часть модифицирующего эффекта будет потеряна в т.ч. за счет ликвации интерметаллидов, содержащихся в лигатуре, на дно металлургических емкостей (ковшей, миксеров).Such a scheme for modifying metal in ladles is limitedly applicable to aluminum production due to the fact that aluminum is modified directly in the metal path when metal is fed from mixers to the molds of a casting machine. If you modify aluminum and its alloys in ladles with subsequent pouring of metal into the mixer and pouring from the mixer into the mold, a significant part of the modifying effect will be lost, including due to segregation of intermetallic compounds contained in the ligature to the bottom of metallurgical tanks (buckets, mixers).
Задачей предполагаемого изобретения является повышение эффективности модифицирования алюминия и его сплавов прутковыми лигатурами при разливке и кристаллизации металла, а также расширение номенклатуры модификаторов за счет использования порошковой проволоки.The objective of the proposed invention is to increase the efficiency of modification of aluminum and its alloys with rod alloys during casting and crystallization of metal, as well as expanding the range of modifiers through the use of flux-cored wire.
Технический результат при внедрении предлагаемого технического решения:The technical result when implementing the proposed technical solution:
- сокращение расхода прутковой лигатуры при обеспечении высокой степени измельчения зерна разливаемого металла;- reducing the consumption of rod ligatures while ensuring a high degree of grinding grain spilled metal;
- уменьшение степени загрязнения алюминия и его сплавов оксидными включениями;- reducing the degree of contamination of aluminum and its alloys with oxide inclusions;
- разрушение агломератов интерметаллических соединений в модифицируемом металле;- the destruction of agglomerates of intermetallic compounds in the modified metal;
- отказ от использования пенокерамических фильтров для очистки металла после введения прутковой лигатуры;- refusal to use ceramic foam filters for metal cleaning after the introduction of rod ligatures;
- расширение номенклатуры используемых лигатурных прутков, в т.ч. за счет применения порошковой проволоки с окисляющимися при высоких температурах порошками.- expansion of the range of ligature bars used, incl. due to the use of cored wire with oxidized powders at high temperatures.
Достигается это тем, что в способе модифицирования алюминия и его сплавов, ввод лигатурного прутка через загубленную в расплав фурму одновременно с инертным газом, осуществляют в поток расплавленного металла, при этом на металл с растворенным лигатурным прутком воздействуют низкочастотными колебаниями или ультразвуком, причем излучатель колебаний располагают за местом ввода лигатурного прутка по направлению движения металла. Подачу инертного газа в фурму осуществляют до уровня, обеспечивающим заполнение фурмы газом, без выхода газа в поток расплавленного металла. Воздействие низкочастотными колебаниями или ультразвуком на поток металла с растворенным лигатурным прутком осуществляют в течение не менее 30 с. Фурму располагают после установок рафинирования металла.This is achieved by the fact that in the method of modifying aluminum and its alloys, the introduction of the ligature rod through a lance into the melt, ruined simultaneously with an inert gas, is carried out into the flow of molten metal, while the metal with the dissolved ligature rod is subjected to low-frequency vibrations or ultrasound, and the oscillation emitter is located behind the place of entry of the ligature bar in the direction of movement of the metal. The inert gas is supplied to the lance to a level that ensures filling of the lance with gas, without gas escaping into the molten metal stream. The impact of low-frequency vibrations or ultrasound on the metal stream with the dissolved ligature bar is carried out for at least 30 s. The lance is located after metal refining units.
На фиг. 2 показан один из вариантов реализации заявляемого способа модифицирования алюминия и его сплавов, при котором лигатурный пруток вводят в расплав через фурму одновременно с аргоном непосредственно перед источником низкочастотных колебаний.In FIG. 2 shows one embodiment of the inventive method for modifying aluminum and its alloys, in which the ligature rod is introduced into the melt through a lance simultaneously with argon immediately in front of the source of low-frequency vibrations.
Техническая сущность заявляемого решения заключается в следующем.The technical essence of the proposed solution is as follows.
Введение лигатурного прутка в поток жидкого алюминия или его сплава непосредственно перед кристаллизацией металла повышает эффективность использования модификатора, по сравнению с его подачей в ковш или миксер. При введении прутка в ковш с металлом или в миксер увеличивается время пребывания лигатуры в расплаве. В результате теряется часть модифицирующего эффекта за счет полного растворения в алюминии некоторого количества растворимых интерметаллических соединений без образования центров кристаллизации, а также благодаря ликвации на дно металлургической емкости нерастворимых и крупных интерметаллидов.The introduction of the ligature rod into the stream of liquid aluminum or its alloy immediately before crystallization of the metal increases the efficiency of the use of the modifier, compared with its supply to the ladle or mixer. With the introduction of the rod into the bucket with metal or into the mixer, the residence time of the ligature in the melt increases. As a result, part of the modifying effect is lost due to the complete dissolution of a certain amount of soluble intermetallic compounds in aluminum without the formation of crystallization centers, and also due to segregation of insoluble and large intermetallic compounds at the bottom of the metallurgical tank.
Подача лигатурного прутка в поток расплавленного металла через фурму одновременно с инертным газом исключает захват прутком оксидной пленки с поверхности металла, как это происходит при подаче прутка непосредственно в расплав металла. Это обстоятельство уменьшает загрязнение расплава оксидными (шлаковыми) включениями. Последующая обработка металла с растворенным лигатурным прутком низкочастотными колебаниями или ультразвуком измельчит оставшиеся в расплаве оксидные включения, а также разрушит агломераты интерметаллических соединений, поступающих с лигатурным прутком или порошковой проволокой. В результате появляется возможность отказаться от дополнительной фильтрации металла через пенокерамический фильтр, в котором также теряется часть интерметаллических соединений.The filing of the ligature rod into the molten metal stream through the lance simultaneously with an inert gas prevents the rod from capturing the oxide film from the metal surface, as occurs when the rod is fed directly into the metal melt. This circumstance reduces the pollution of the melt by oxide (slag) inclusions. Subsequent processing of the metal with the low-frequency vibrations or ultrasound dissolved in the ligature bar will grind the oxide inclusions remaining in the melt, as well as destroy agglomerates of intermetallic compounds supplied with the ligature bar or cored wire. As a result, it becomes possible to refuse additional metal filtration through a ceramic foam filter, in which some of the intermetallic compounds are also lost.
Расположение излучателя низкочастотных или ультразвуковых колебаний за местом ввода лигатурного прутка по направлению движения металла приводит к тому, что модифицирующий пруток, погружаясь в металл, плавится, растворяется и, благодаря движению металла по металлотракту, попадает под действие источника колебаний. Под воздействием низкочастотных или ультразвуковых колебаний агломераты интерметаллических соединений лигатурного прутка разбиваются на отдельные частицы и более мелкие агломераты, которые распределяются в потоке металла. В результате обеспечивается равномерное распределение индивидуальных интерметаллидов в модифицируемом металле без загрязнения его оксидными включениями. В итоге повышается эффективность использования модифицирующей лигатуры, сокращается ее расход при обеспечении одинакового модифицирующего эффекта.The location of the emitter of low-frequency or ultrasonic vibrations behind the point of entry of the ligature rod in the direction of metal movement leads to the fact that the modifying rod, when immersed in the metal, melts, dissolves and, due to the movement of the metal along the metal path, falls under the influence of the oscillation source. Under the influence of low-frequency or ultrasonic vibrations, the agglomerates of the intermetallic compounds of the ligature rod are broken up into individual particles and smaller agglomerates that are distributed in the metal stream. The result is a uniform distribution of individual intermetallic compounds in the metal being modified without contamination with its oxide inclusions. As a result, the efficiency of using the modifying ligature is increased, its consumption is reduced while ensuring the same modifying effect.
Подача инертного газа через погруженную в расплав фурму препятствует поступлению металла в фурму и исключает возможность замораживания металла холодным лигатурным прутком внутри фурмы.The inert gas supply through the lance immersed in the melt prevents the metal from entering the lance and eliminates the possibility of freezing the metal with a cold ligature rod inside the lance.
В ряде случаев подачу инертного газа в фурму поддерживают на уровне, обеспечивающем заполнение фурмы газом без выхода газа в поток расплавленного металла. Благодаря этому исключается флотация (всплытие) интерметаллических соединений пузырьками инертного газа на поверхность металла. Такой способ подачи лигатурного прутка в поток металла актуален для случаев, когда в составе прутка или порошковой проволоки присутствуют легко окисляемые интерметаллические соединения или металлы.In some cases, the inert gas supply to the tuyere is maintained at a level that ensures filling of the tuyere with gas without leaving the gas in the molten metal stream. Due to this, flotation (surfacing) of intermetallic compounds by inert gas bubbles on the metal surface is excluded. This method of feeding the ligature rod into the metal stream is relevant for cases where easily oxidized intermetallic compounds or metals are present in the composition of the rod or cored wire.
Экспериментально установлено: для того, чтобы эффективно обработать металл с растворенным лигатурным прутком, гарантированно разрушить основное количество агломератов интерметаллических соединений и равномерно распределить их в расплаве, на поток металла воздействуют низкочастотными колебаниями или ультразвуком в течение не менее 30 с. Меньшая продолжительность обработки металла снижает эффект модифицирования при прочих равных условиях. Необходимое время обработки потока металла низкочастотными колебаниями или ультразвуком обеспечивается скоростью движения металла по металлотракту, а также протяженностью участков металлотракта, обрабатываемых низкочастотными колебаниями или ультразвуком.It has been experimentally established: in order to efficiently process metal with a dissolved ligature rod, it is guaranteed to destroy the main amount of agglomerates of intermetallic compounds and evenly distribute them in the melt, low-frequency vibrations or ultrasound affect the metal flow for at least 30 s. A shorter metal processing time reduces the effect of modification, ceteris paribus. The necessary time for processing a metal stream by low-frequency oscillations or ultrasound is provided by the speed of the metal along the metal path, as well as the length of the sections of the metal path processed by low-frequency oscillations or ultrasound.
Подача лигатурного прутка в поток металла через фурму с инертным газом с одновременной обработкой расплава низкочастотными колебаниями или ультразвуком в течение не менее 30 с, минимизирует содержание оксидных включений в модифицированном металле. Это позволяет вводить лигатурный пруток после установок рафинирования металла, непосредственно перед кристаллизацией расплава. При этом сокращаются потери интерметаллических соединений в металлотракте и установках рафинирования металла, увеличивается эффективность модифицирования расплава.The filing of the ligature rod into the metal stream through an inert gas lance with simultaneous processing of the melt by low-frequency vibrations or ultrasound for at least 30 s minimizes the content of oxide inclusions in the modified metal. This allows you to enter the master alloy rod after refining plants of the metal, immediately before crystallization of the melt. At the same time, losses of intermetallic compounds in the metal path and metal refining plants are reduced, and the efficiency of melt modification is increased.
Сравнение предлагаемого решения с ближайшим аналогом показывает следующее. Предлагаемое решение и ближайший аналог характеризуются сходными признаками:Comparison of the proposed solution with the closest analogue shows the following. The proposed solution and the closest analogue are characterized by similar features:
- оба решения предусматривают введение лигатурного прутка (в т.ч. порошковой проволоки) в расплав металла;- both solutions include the introduction of a ligature rod (including cored wire) in the molten metal;
- подачу прутка в расплав металла проводят через заглубленную фурму;- the supply of the rod to the molten metal is carried out through a buried lance;
- пруток подают через заглубленную фурму одновременно с инертным газом;- the bar is fed through a buried lance simultaneously with an inert gas;
Предлагаемое решение отличается от ближайшего аналога следующими признаками:The proposed solution differs from the closest analogue in the following features:
- лигатурный пруток вводят не в ковш с металлом (стационарный объем металла), а в поток расплавленного металла;- the master alloy bar is not introduced into a bucket with metal (a stationary volume of metal), but into a stream of molten metal;
- на поток металла с растворенным лигатурным прутком воздействуют низкочастотными колебаниями или ультразвуком;- low-frequency vibrations or ultrasound affect the metal flow with the dissolved ligature rod;
- излучатель колебаний располагают за местом ввода лигатурного прутка по направлению движения металла;- the oscillation emitter is located behind the place of entry of the ligature rod in the direction of movement of the metal;
- подачу инертного газа в фурму поддерживают на уровне, обеспечивающем заполнение фурмы газом без выхода газа в поток расплавленного металла;- the inert gas supply to the tuyere is maintained at a level that ensures filling of the tuyere with gas without gas escape into the molten metal stream;
- на поток металла с растворенным лигатурным прутком воздействуют низкочастотными колебаниями или ультразвуком в течение не менее 30 с;- a low-frequency oscillation or ultrasound is applied to a metal stream with a dissolved ligature rod for at least 30 s;
- лигатурный пруток вводят в расплав причем фурму располагают после установок рафинирования металла.- ligature rod is introduced into the melt and the lance is located after the refining of the metal.
Предлагаемое техническое решение характеризуется признаками, как сходными с признаками ближайшего аналога, так и отличительными признаками, что позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».The proposed technical solution is characterized by features that are similar to those of the closest analogue, and distinctive features, which allows us to conclude that it meets the patentability condition of "novelty."
Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с известными решениями в данной области техники, проведенный по результатам поиска в патентной и научно-технической литературе, выявил следующее:A comparative analysis of the proposed technical solutions with known solutions in this technical field, carried out according to the search results in the patent and scientific literature, revealed the following:
Известен способ ввода модифицирующих добавок в расплавленный металл и устройство для его осуществления (патент RU №2506319, МПК С21С. Опубл. 10.02.2014 г.) Согласно известному решению модифицирующие добавки предварительно закрепляют на подвижном расходуемом носителе в виде сформированных дозированных порций и вводят в расплавленный металл. В качестве подвижного расходуемого носителя используют плоскую металлическую ленту, края которой отгибают с образованием желоба. Устройство содержит трайб-аппарат с направляющим желобом для подачи подвижного расходуемого носителя и разматыватель, и снабжено питателем для хранения порций модифицирующих добавок и узлом подачи упомянутых порций на подвижный расходуемый носитель с направляющим желобом, узлом подготовки профиля расходуемого носителя, дозирующе-отделяющим узлом и узлом закрепления порций модифицирующих добавок на подвижном расходуемом носителе, при этом направляющий желоб для подачи порций модифицирующих добавок примыкает к направляющему желобу для подачи подвижного расходуемого носителя после узла подготовки профиля расходуемого носителя.A known method of introducing modifying additives into molten metal and a device for its implementation (patent RU No. 2506319, IPC С21С. Publ. 02.10.2014) According to a known solution, modifying additives are pre-fixed on a movable expendable medium in the form of formed dosage portions and introduced into the molten metal. As a movable expendable medium, a flat metal tape is used, the edges of which are folded to form a gutter. The device comprises a tribing apparatus with a guide chute for supplying a movable expendable medium and an uncoiler, and is equipped with a feeder for storing portions of modifying additives and a feeding unit for said portions on a movable expendable medium with a guide chute, a preparation unit for a profile of a sacrificial carrier, a dosing-separating unit and a fixing unit batches of modifying additives on a movable expendable medium, while the guide chute for feeding batches of modifying additives is adjacent to the guide chute for supplying a movable consumable medium after the preparation of the profile of the expendable medium.
Известен способ модифицирования сталей и сплавов, включающий получение расплава металла или сплава в плавильном агрегате, выпуск его в ковш, ввод в расплав модификаторов. В качестве модификаторов используют нанопорошки карбонитрида титана и карбида вольфрама в равных долях в диапазоне 5-10 вес. %, которые смешивают с никелевым порошком. Смесь компактируют и вводят в расплав перед окончанием плавки или в струю расплава при его выпуске в количестве 0,03-0,45% от массы расплава (патент RU №2454466, С21С 5/52, МПК С21С 7/06. Опубл. 27.06.2012 г.).A known method of modifying steels and alloys, including obtaining a molten metal or alloy in a melting unit, releasing it into a ladle, introducing modifiers into the melt. As modifiers, nanopowders of titanium carbonitride and tungsten carbide are used in equal proportions in the range of 5-10 weight. %, which are mixed with nickel powder. The mixture is compacted and introduced into the melt before the end of melting or into the stream of the melt when it is released in an amount of 0.03-0.45% by weight of the melt (patent RU No. 2454466, C21C 5/52, IPC C21C 7/06. Publ. 27.06. 2012).
В патенте на полезную модель №103502 описано устройство для модифицирования расплава, которое содержит выполненный из жаропрочного материала корпус, соединенный со штоком, имеющим возможность соединения с приводом перемещения устройства в расплав и из него. В корпусе образована емкость, имеющая каналы для загрузки модификатора и сообщения полости емкости с расплавом, причем устройство оснащено размещенной в корпусе индукционной катушкой, охватывающей емкость и имеющей возможность соединения с источником питания (патент RU на полезную модель №103502. B22D 27, МПК B22D1. Опубл. 20.04.2011 г.).Utility Model Patent No. 103502 describes a device for modifying a melt, which comprises a body made of heat-resistant material, connected to a rod that can be connected to a drive to move the device into and out of the melt. A container is formed in the housing, which has channels for loading the modifier and communicating the cavity of the container with the melt, and the device is equipped with an induction coil located in the housing, covering the container and having the ability to connect to a power source (RU patent for utility model No. 103502. B22D 27, IPC B22D1. Published on April 20, 2011).
Известен способ вибрационной обработки металла, в соответствии с которым в кристаллизационную емкость заливают расплав основы композиции, например алюминия. Добавляют упрочняющие компоненты композиции. В расплав погружают поршень и располагают его неподвижно на расстоянии от дна емкости, равном трем радиусам поршня. Кольцевой зазор между емкостью и поршнем составляет (0,005÷0,03)R1, где R1 - внутренний радиус кристаллизационной емкости, м. Уровень расплава над верхней плоскостью поршня составляет (2÷8)δ(R0/R1)2, где δ - амплитуда колебаний, м; a R0 - радиус поршня, м. Сообщают емкости гармонические колебания в вертикальной плоскости с частотой 16-460 Гц и амплитудой, определяемой по формуле δ=1500η/(R0 2ρμ), где η - вязкость расплава, Па⋅с, μ - частота колебаний, Гц, ρ - плотность сплава, кг/м3. Реализация способа обеспечивает увеличение производительности и повышение качества сплава за счет высокой степени однородности и дегазации, измельчения структуры (Патент RU №2287402, МПК B22D 27/08. Опубл. 20.11.2006 г.).A known method of vibration processing of metal, in accordance with which the melt of the base composition, for example aluminum, is poured into the crystallization tank. Strengthening components of the composition are added. The piston is immersed in the melt and placed motionless at a distance from the bottom of the tank, equal to three piston radii. The annular gap between the vessel and the piston is (0.005 ÷ 0.03) R 1 , where R 1 is the internal radius of the crystallization vessel, m. The melt level above the upper plane of the piston is (2 ÷ 8) δ (R 0 / R 1 ) 2 , where δ is the amplitude of the oscillations, m; a R 0 is the piston radius, m. The capacitance reports harmonic oscillations in the vertical plane with a frequency of 16-460 Hz and amplitude determined by the formula δ = 1500η / (R 0 2 ρμ), where η is the melt viscosity, Pa⋅s, μ - the oscillation frequency, Hz, ρ is the density of the alloy, kg / m 3 . The implementation of the method provides an increase in productivity and an increase in the quality of the alloy due to a high degree of uniformity and degassing, grinding of the structure (Patent RU No. 2287402, IPC B22D 27/08. Publish. November 20, 2006).
Известен способ получения лигатуры алюминий-титан-цирконий, включающий плавление материала, содержащего алюминий и переходный металл, перемешивание расплава и кристаллизацию, отличающийся тем, что в качестве материала, содержащего алюминий и переходный металл используют лигатурные сплавы алюминий-титан и алюминий-цирконий, при поддержании в расплаве отношения по массе титана к цирконию 0,15-1,5, расплав нагревают до температуры на 160-300°C выше температуры ликвидуса, на расплав воздействуют низкочастотными колебаниями для равномерного распределения алюминидов и проводят кристаллизацию расплава со скоростью 103-104 град/с, причем воздействие на расплав низкочастотными колебаниями осуществляют не менее 1 мин. (Патент RU №2518041, МПК С22С 1/00, опубл. 10.01.2014 г.).A known method of producing aluminum-titanium-zirconium alloys, including melting a material containing aluminum and a transition metal, melt mixing and crystallization, characterized in that the aluminum-titanium and aluminum-zirconium alloys are used as a material containing aluminum and a transition metal, maintaining in the melt the mass ratio of titanium to zirconium is 0.15-1.5, the melt is heated to a temperature of 160-300 ° C above the liquidus temperature, low-frequency vibrations affect the melt to uniformly disperse distribution of aluminides and conduct crystallization of the melt at a speed of 103-104 deg / s, and the impact on the melt by low-frequency oscillations is carried out for at least 1 min. (Patent RU No. 2518041, IPC С22С 1/00, publ. 01/10/2014).
Ни в одном из известных технических решений не найдена совокупность признаков, описанных в заявляемом техническом решении и обеспечивающих достижение заявленных результатов. Проведенный анализ показал, что на момент подачи заявки на изобретение не выявлены технические решения, характеризующиеся аналогичной с предлагаемым решением совокупностью известных и неизвестных признаков, что свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».None of the known technical solutions found a set of features described in the claimed technical solution and ensuring the achievement of the stated results. The analysis showed that at the time of filing the application for the invention, no technical solutions were identified that are characterized by a combination of known and unknown features similar to the proposed solution, which indicates the compliance of the proposed technical solution with the condition of patentability of the invention “inventive step”.
Соответствие заявляемого решения условию патентоспособности «промышленная применимость» доказывается экспериментальными данными, полученными в ходе промышленных испытаний.The compliance of the proposed solution to the condition of patentability "industrial applicability" is proved by experimental data obtained during industrial tests.
Способ иллюстрируется графически, на фиг. 1 Установка производства плоских слитков с традиционной схемой модифицирования алюминия прутковой лигатурой Al-Ti-В. (стрелками на схеме указано направление движения металла в металлотракте)The method is illustrated graphically, in FIG. 1 Installation of the production of flat ingots with the traditional scheme of aluminum modification with Al-Ti-B bar alloys. (arrows on the diagram indicate the direction of movement of the metal in the metal path)
Пояснения к схеме:Explanations for the scheme:
SNIF - установка рафинирования алюминия продувкой инертным газом-аргоном;SNIF - aluminum refining unit by blowing with inert argon gas;
Фильтр Mitsui - металлофильтр очистки расплава алюминия;Mitsui filter - metal filter for cleaning aluminum melt;
Камера фильтрации с ПКФ - камера фильтрации с пенокерамическим фильтром;Filtration chamber with PCF - filtration chamber with ceramic foam filter;
Фиг. 2 Установка производства плоских слитков с заявляемой схемой модифицирования алюминия прутковой лигатурой Al-Ti-B.FIG. 2 Installation for the production of flat ingots with the claimed scheme for the modification of aluminum with the Al-Ti-B bar alloy.
(стрелками на схеме указано направление движения металла в металлотракте)(arrows on the diagram indicate the direction of movement of the metal in the metal path)
Пояснения к схеме:Explanations for the scheme:
SNIF - установка рафинирования алюминия продувкой инертным газом-аргоном;SNIF - aluminum refining unit by blowing with inert argon gas;
Фильтр Mitsui - металлофильтр очистки расплава алюминия;Mitsui filter - metal filter for cleaning aluminum melt;
Камера фильтрации с ПКФ - камера фильтрации с пенокерамическим фильтром;Filtration chamber with PCF - filtration chamber with ceramic foam filter;
Источник НЧК - источник низкочастотных колебаний или ультразвука.LFC source - a source of low-frequency oscillations or ultrasound.
Фиг. 3 Схема введения лигатурного прутка и инертного газа в поток металла через заглубленную фурму и обработки расплава низкочастотными колебаниями или ультразвуком, (стрелками на схеме указано направление движения металла в металлотракте)FIG. 3 Scheme for introducing a ligature rod and an inert gas into the metal stream through a buried lance and processing the melt with low-frequency vibrations or ultrasound, (arrows on the diagram indicate the direction of movement of the metal in the metal path)
Пример 1Example 1
Промышленные испытания заявляемого технического решения проводились на литейно-плавильном комплексе одного из алюминиевых заводов (фиг. 1, фиг. 2). Комплекс включает два миксера с жидким алюминием, из которых металл разливают по очереди. Одновременно отливают три слитка размером 600×1750×4700 мм каждый. До поступления из миксера в кристаллизаторы литейной машины, металл проходит очистку в несколько стадий:Industrial tests of the claimed technical solution were carried out at the foundry and smelting complex of one of the aluminum plants (Fig. 1, Fig. 2). The complex includes two mixers with liquid aluminum, of which the metal is poured in turn. Three ingots of 600 × 1750 × 4700 mm each are cast simultaneously. Before entering the mold of the casting machine from the mixer, the metal is cleaned in several stages:
- в установке SNIF - продувка пузырьками аргона при интенсивном перемешивании металла;- in the SNIF installation - purging with argon bubbles with vigorous stirring of the metal;
- в металлофильтре Mitsui;- in the Mitsui metal filter;
- в камере с пенокерамическим фильтром.- in a chamber with a ceramic foam filter.
Сравнительные испытания проводили по трем вариантам:Comparative tests were carried out in three ways:
Вариант 1. Введение лигатурного прутка Al-Ti-B по традиционной схеме (фиг. 1);Option 1. The introduction of the ligature bar Al-Ti-B according to the traditional scheme (Fig. 1);
Фурма для подачи лигатурного прутка и инертного газа, а также источник низкочастотных колебаний или ультразвука могут быть установлены на любом участке металлотракта от миксера до литейной машины. Предпочтительнее установить фурму и источник низкочастотных колебаний или ультразвука после камеры фильтрации с пенокерамическим фильтром (фиг. 2). Это уменьшит потери интерметаллических соединений в установках рафинирования металла.A lance for supplying a ligature rod and inert gas, as well as a source of low-frequency oscillations or ultrasound can be installed on any part of the metal path from the mixer to the casting machine. It is preferable to install a lance and a source of low-frequency oscillations or ultrasound after the filtration chamber with a ceramic foam filter (Fig. 2). This will reduce the loss of intermetallic compounds in metal refineries.
Вариант 2. Введение лигатурного прутка Al-Ti-B по заявляемой технологии: через заглубленную в поток металла фурму одновременно с инертным газом и обработкой расплава низкочастотными колебаниями.Option 2. Introduction of the Al-Ti-B ligature rod according to the claimed technology: through a lance buried in the metal stream simultaneously with an inert gas and low-frequency oscillation of the melt processing.
Для возбуждения в расплаве низкочастотных колебаний используют электромагнитный вибратор прямоугольной формы из силицированного графита с преобразователем частоты переменного тока, питающего обмотку катушки электромагнита. Расплав обрабатывают при амплитуде колебаний ~0,5 мм и частотах 30÷50 Гц. Длина электромагнитного вибратора составляет 42 см, что соответствует времени обработки расплава около 40 с.To excite low-frequency oscillations in the melt, a square-wave electromagnetic vibrator made of siliconized graphite with an AC frequency converter supplying the coil of an electromagnet coil is used. The melt is processed at an oscillation amplitude of ~ 0.5 mm and frequencies of 30 ÷ 50 Hz. The length of the electromagnetic vibrator is 42 cm, which corresponds to a melt processing time of about 40 s.
Вариант 3. Введение лигатурного прутка Al-Ti-B по заявляемой технологии: через заглубленную в поток металла фурму одновременно с инертным газом и обработкой расплава ультразвуком. Использовали две установки ультразвуковой обработки расплава на базе магнитострикционного преобразователя ПМС-18, расположенные в металлотракте последовательно на расстоянии 200 мм друг от друга. Максимальная выходная мощность установки 5 кВт. Амплитуда ультразвуковых колебаний рабочего торца ПМС-18 на холостом ходу 14÷16 мкм. Рабочая частота преобразователей 17,5 кГц.Option 3. Introduction of the Al-Ti-B ligature rod according to the claimed technology: through a lance buried in the metal stream simultaneously with an inert gas and ultrasonic treatment of the melt. We used two ultrasonic melt processing units based on the PMS-18 magnetostrictive transducer located in the metal path sequentially at a distance of 200 mm from each other. The maximum output power of the installation is 5 kW. The amplitude of the ultrasonic vibrations of the working end ПМС-18 idling 14 ÷ 16 microns. The operating frequency of the converters is 17.5 kHz.
Критерием эффективности схем модифицирования по вариантам 1, 2, 3 служит размер зерна модифицируемого металла при одинаковом расходе лигатуры, равном 1,5 кг/т алюминия. Также во всех трех вариантах поддерживали одинаковые режимы рафинирования металла и литья слитков: подача аргона в SNIF 9,0 нм3/ч, температура металла 700±5°C, скорость литья 60 мм/мин., расход охлаждающей воды 220÷240 м3/ч., давление охлаждающей воды 5÷6 кг/см2, температура охлаждающей воды 20÷24°C.The criterion for the effectiveness of the modification schemes for options 1, 2, 3 is the grain size of the metal being modified with the same ligature consumption equal to 1.5 kg / t of aluminum. Also, in all three variants, the same metal refining and ingot casting modes were supported: argon feed to SNIF 9.0 nm 3 / h, metal temperature 700 ± 5 ° C, casting speed 60 mm / min., Cooling water flow 220 ÷ 240 m 3 / h., cooling water pressure 5 ÷ 6 kg / cm 2 , cooling water temperature 20 ÷ 24 ° C.
Из полученных по вариантам 1,2,3 крупногабаритных слитков вырезали темплеты сечением 600×1750 мм, которые после шлифовки травили раствором каустической щелочи NaOH для изучения макроструктуры слитков.From 1,2,3 large-sized ingots obtained according to the options, templates with a cross section of 600 × 1750 mm were cut, which, after grinding, were etched with a solution of caustic alkali NaOH to study the macrostructure of the ingots.
Макроструктура слитка, модифицированного по варианту 1: структура неравномерная - средний размер зерна на расстоянии 150÷200 мм от края слитка составляет 175±12 мкм, в центре слитка 334±15 мкм.The macrostructure of the ingot modified by option 1: the structure is uneven - the average grain size at a distance of 150 ÷ 200 mm from the edge of the ingot is 175 ± 12 μm, in the center of the ingot 334 ± 15 μm.
Макроструктура слитка, модифицированного по варианту 2: структура равномерная с незначительным увеличением размера зерна от периферии слитка (122±10 мкм) к центру слитка (151±12 мкм) без резкой границы перехода.The macrostructure of the ingot modified according to option 2: the structure is uniform with a slight increase in grain size from the periphery of the ingot (122 ± 10 μm) to the center of the ingot (151 ± 12 μm) without a sharp transition boundary.
Макроструктура слитка, модифицированного по варианту 2: структура относительно равномерная с увеличением размера зерна от периферии слитка (130±11 мкм) к центру слитка (182±13 мкм).The macrostructure of the ingot modified according to option 2: the structure is relatively uniform with increasing grain size from the periphery of the ingot (130 ± 11 μm) to the center of the ingot (182 ± 13 μm).
Пример 2.Example 2
Испытания заявляемой технологии проводили на литейно-плавильном комплексе, описанном в примере 1, по варианту 2: введение лигатурного прутка через заглубленную в поток металла фурму с инертным газом и обработкой расплава низкочастотными колебаниями. В качестве лигатурного прутка использовали порошковую проволоку диаметром 12 мм, заполненную порошком алюминида титана Al3Ti. Средний размер частиц порошка Al3Ti~15 мкм. Скорость подачи порошковой проволоки в расплав соответствовала концентрации титана в модифицируемом металле в пределах 0,005÷0,007% вес. Для того чтобы исключить потерю частиц Al3Ti в результате флотации их инертным газом на поверхность металла, подачу аргона в фурму снижают до минимума, либо поддерживают на уровне, обеспечивающем заполнение фурмы газом без выхода газа в поток расплавленного металла. Режимы рафинирования металла и литья слитков, а также подготовка темплетов из слитков для анализа макроструктуры, аналогичны приведенным в примере 1.Tests of the claimed technology was carried out on the casting and melting complex described in example 1, according to option 2: the introduction of the master alloy rod through an inert gas lance buried in the metal stream and processing the melt with low-frequency vibrations. As a ligature rod, a flux-cored wire with a diameter of 12 mm filled with a powder of titanium aluminide Al 3 Ti was used. The average particle size of Al 3 Ti powder is ~ 15 μm. The feed rate of the flux-cored wire into the melt corresponded to the concentration of titanium in the metal being modified within the range of 0.005–0.007% by weight. In order to prevent the loss of Al 3 Ti particles as a result of flotation with an inert gas to the metal surface, the argon supply to the tuyere is reduced to a minimum, or it is maintained at a level that ensures filling of the tuyere with gas without gas escaping into the molten metal stream. The modes of refining metal and casting ingots, as well as the preparation of templates from ingots for analysis of the macrostructure, are similar to those shown in example 1.
Макроструктура слитков, модифицированных порошковой проволокой с алюминидом титана, равномерная с незначительным увеличением размера зерна от периферии слитка (144±13 мкм) к центру слитка (195±16 мкм).The macrostructure of ingots modified with a flux-cored wire with titanium aluminide is uniform with a slight increase in grain size from the periphery of the ingot (144 ± 13 μm) to the center of the ingot (195 ± 16 μm).
Результаты промышленных испытаний подтвердили факт более эффективного измельчения зерна алюминия при модифицировании по предлагаемой технологии. Использование заявляемого технического решения повысит эффективность модифицирования алюминия и его сплавов прутковыми лигатурами при разливке и кристаллизации металла.The results of industrial tests have confirmed the fact of more efficient grinding of aluminum grain during modification by the proposed technology. The use of the proposed technical solution will increase the efficiency of the modification of aluminum and its alloys with rod alloys during casting and crystallization of metal.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138333A RU2674553C1 (en) | 2017-11-02 | 2017-11-02 | Method of modification of aluminum and its alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138333A RU2674553C1 (en) | 2017-11-02 | 2017-11-02 | Method of modification of aluminum and its alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2674553C1 true RU2674553C1 (en) | 2018-12-11 |
Family
ID=64753314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017138333A RU2674553C1 (en) | 2017-11-02 | 2017-11-02 | Method of modification of aluminum and its alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2674553C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725820C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Installation for aluminum melt modification |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0260930A1 (en) * | 1986-09-18 | 1988-03-23 | Alcan International Limited | Method of alloying aluminium |
| US6599413B1 (en) * | 1998-05-15 | 2003-07-29 | Foseco International Limited | Method and apparatus for the treatment of a melt |
| RU2210611C2 (en) * | 2001-08-31 | 2003-08-20 | Региональный общественный фонд содействия защите интеллектуальной собственности | Process of modification of aluminum alloys |
| RU2518041C2 (en) * | 2012-07-05 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Production of foundry alloy aluminium-titanium-zirconium |
| CN105695805A (en) * | 2016-02-02 | 2016-06-22 | 高邮宏瑞特种金属有限公司 | Preparation method of strontium aluminum alloy with high strontium content |
-
2017
- 2017-11-02 RU RU2017138333A patent/RU2674553C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0260930A1 (en) * | 1986-09-18 | 1988-03-23 | Alcan International Limited | Method of alloying aluminium |
| US6599413B1 (en) * | 1998-05-15 | 2003-07-29 | Foseco International Limited | Method and apparatus for the treatment of a melt |
| RU2210611C2 (en) * | 2001-08-31 | 2003-08-20 | Региональный общественный фонд содействия защите интеллектуальной собственности | Process of modification of aluminum alloys |
| RU2518041C2 (en) * | 2012-07-05 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Production of foundry alloy aluminium-titanium-zirconium |
| CN105695805A (en) * | 2016-02-02 | 2016-06-22 | 高邮宏瑞特种金属有限公司 | Preparation method of strontium aluminum alloy with high strontium content |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Д.В. Валуев. Внепечные и ковшовые процессы обработки стали в металлургии. Томский политехнический университет, 2010, с. 144-153. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725820C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Installation for aluminum melt modification |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9498820B2 (en) | Apparatus and method for liquid metals treatment | |
| Kumar | Method of stir casting of aluminum metal matrix composites: a review | |
| Gao et al. | Improvement of particles distribution of in-situ 5 vol% TiB2 particulates reinforced Al-4.5 Cu alloy matrix composites with ultrasonic vibration treatment | |
| US5057150A (en) | Production of aluminum master alloy rod | |
| EP3256275B1 (en) | Ultrasonic grain refining | |
| KR20180083307A (en) | Ultrasonic grain refinement and degassing method and system for metal casting | |
| JP7178353B2 (en) | System for Metal Casting Including Ultrasonic Grain Refining and Degassing Procedures and Enhanced Vibration Coupling | |
| US20220048105A1 (en) | Acoustic rotary liquid processor | |
| KR20170042699A (en) | A device and method for high shear liquid metal treatment | |
| RU2674553C1 (en) | Method of modification of aluminum and its alloys | |
| JP4253549B2 (en) | Manufacturing method of molding material | |
| JP2020121331A (en) | Method and apparatus for producing titanium ingot | |
| JP7135556B2 (en) | Method for manufacturing titanium ingot | |
| RU2697144C1 (en) | Method for semi-continuous casting of ingots from aluminum alloys | |
| RU128530U1 (en) | MELTING AND FILLING PLANT FOR PRODUCING INGOTS FROM COMPOSITE MATERIALS | |
| RU62847U1 (en) | DEVICE FOR FEEDING, MIXING AND HEATING LIQUID STEEL IN CONTINUOUS CASTING | |
| CN1575888A (en) | Treatment method for improving iron casting frozen tissue | |
| RU2725820C1 (en) | Installation for aluminum melt modification | |
| RU2348719C2 (en) | Method of obtaining of composite material aluminium-carbide silicon (ai-sic) | |
| RU2782769C2 (en) | Ultrasound grain grinding | |
| RU2423531C1 (en) | Procedure for melted steel de-oxidation and refining | |
| JPH09168845A (en) | Method for continuously casting molten metal free of inclusion and blow hole and apparatus therefor | |
| JP2005014070A (en) | Method for continuously casting molten steel | |
| JP2021079395A (en) | Method of making titanium ingot | |
| UA144020U (en) | METHOD OF PROCESSING OF ALLOYS IN A MAGNETODYNAMIC INSTALLATION |