Печь для плавки и выдерживания сплава - RU2016125041A
Код документа: RU2016125041A
Формула
1. Индукционная печь, содержащая
верхний печной сосуд;
индукционную катушку, расположенную под верхним печным сосудом; и
содержащий расплав сосуд, расположенный внутри индукционной катушки и соединенный с возможностью сообщения с верхним печным сосудом, при этом расположение содержащего расплав сосуда внутри индукционной катушки характеризуется зазором между внешней поверхностью содержащего расплав сосуда и внутренней поверхностью индукционной катушки.
2. Индукционная печь по п. 1, в которой указанный зазор составляет по меньшей мере полдюйма, причем индукционная печь дополнительно включает по меньшей мере одно впускное отверстие и по меньшей мере одно выпускное отверстие, связанные с зазором, и источник газа, соединенный со впускным отверстием.
3. Индукционная печь по п. 2, в которой источник газа включает (1) по меньшей мере один инертный газ, выбранный из группы, состоящей из аргона, гелия, неона, криптона, ксенона и радона, и циркулирующий через зазор между индукционной катушкой и содержащим расплав сосудом; (2) газовую смесь, содержащую гелий, в которой концентрация гелия составляет по меньшей мере 8 об. %; (3) смесь из примерно 80% аргона и примерно 20% гелия; или (4) воздух.
4. Индукционная печь по п. 1, где печь выполнена с возможностью наклона, и индукционная катушка является охлаждаемой индукционной катушкой.
5. Индукционная печь по п. 1, дополнительно содержащая (1) по меньшей мере одну проводящую решетку из слюды, расположенную на внешней поверхности содержащего расплав сосуда или около нее, причем указанная решетка соединена с электрической цепью для обнаружения утечки расплава; (2) несколько решеток из слюды, помещенных в по меньшей мере трех местоположениях, включающих: (i) внешнюю цилиндрическую поверхность содержащего расплав сосуда; (ii) низ содержащего расплав сосуда; и (iii) внутреннюю периферию индукционной катушки; или (3) создающее вакуум устройство, соединенное с верхним печным сосудом и выполненное с возможностью дегазации расплавленного сплава в содержащем расплав сосуде, причем указанное создающее вакуум устройство создает вакуум на поверхности расплавленного сплава в печи.
6. Индукционная печь по п. 1, в которой верхний печной сосуд содержит
рабочую футеровку, устойчивую к расплавленному алюминию, из материала на основе карбида кремния;
промежуточный слой высокотемпературного огнеупорного материала; и
самый внешний слой, содержащий примерно 70% оксида алюминия, примерно 10% диоксида кремния, примерно 3% оксида кальция и связующий материал, позволяющий рабочей футеровке сжиматься и расширяться.
7. Индукционная печь по п. 6, в которой (1) рабочая футеровка имеет удельное электрическое сопротивление от примерно 1000 мкОм⋅см до примерно 50000000 мкОм⋅см; (2) рабочая футеровка содержит чистый карбид кремния (SiC), карбид кремния с нитридной связью, стабилизированный оксидом иттрия диоксид циркония с добавкой сульфата бария для регулирования химической активности, или 85% SiC и 15% оксида алюминия или пластинчатого спеченного оксида алюминия или высокочистого оксида магния, связанного с карбидом кремния с нитридной связью; (3) промежуточный слой содержит материал, выбранный из группы, состоящей из высушенного порошка диоксида циркония, порошковой смеси диоксида циркония и оксида алюминия; или (4) самый внешний огнеупорный слой верхней части содержит примерно 70% оксида алюминия, примерно 10% диоксида кремния, примерно 3% оксида кальция, и остальное представлено связующим материалом и термически сжимаемыми непроводящими огнеупорными волокнами, не смачиваемыми по отношению к расплавленным алюминиевым сплавам.
8. Система для бесслиткового литья, содержащая
по меньшей мере одну индукционную печь, как описано в п. 1 или 2;
по меньшей мере один встроенный фильтр, выполненный с возможностью удаления примесей в расплавленном металле;
по меньшей мере один источник газа, соединенный со впускным отверстием, связанным с газом; и
по меньшей мере одно устройство для отверждения металла методом литья.
9. Система по п. 8, дополнительно содержащая по меньшей мере одно из (1) устройства обнаружения утечек для обнаружения утечки расплавленного сплава из печи; и (2) создающего вакуум устройства для дегазации расплавленного сплава.
10. Система по п. 8, в которой газ из источника газа имеет возможность циркуляции в циркуляционном контуре между впускным отверстием и выпускным отверстием, связанными с зазором, и источник газа содержит (1) по меньшей мере один газ, выбранный из группы, состоящей из аргона, гелия, неона, криптона, ксенона и радона; (2) смесь из примерно 80% аргона и примерно 20% гелия; или (3) воздух.
11. Li-Al сплав, обладающий свойствами, которые соответствуют требованиям по прочности на растяжение в 100000 фунт/кв. дюйм, и по пределу текучести в 80000 фунт/кв. дюйм, изготовленный с использованием печи по п. 1.
12. Деталь воздушного судна, содержащая продукт из сплава, изготовленного с использованием печи по п. 1.
13. Автомобильная деталь, содержащая продукт из сплава, изготовленного с использованием печи по п. 1.
14. Способ охлаждения индукционной печи, включающий
введение газа в зазор между индукционной катушкой и содержащим расплав сосудом, расположенным внутри индукционной катушки; и
циркуляцию газа через зазор,
при этом (1) указанная циркуляция включает введение газа, отведенного из выпускного отверстия, связанного с зазором, во впускное отверстие, связанное с зазором; или (2) указанный способ включает понижение температуры газа перед введением газа во впускное отверстие.
15. Способ по п. 14, в котором газ содержит воздух, и расплав содержит алюминий и по меньшей мере один другой элемент, который не является реакционноспособным элементом.
