УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНА ИЗ РАСПЛАВА

Полезная модель относится к области металлургии и может быть использована для получения металлических волокон из различных металлов и сплавов методом экстракции расплава.
Известно устройство для получения волокон и порошка из расплава (а.с. СССР №921670, B22D 11/06, 23.04.1982), содержащее теплоотводящий диск, соединенный с приводом вращательного движения, расположенный над ванной с расплавом, и систему поддержания заданного уровня погружения диска в расплав, содержащее пластину, размещенную под диском с отверстием, ось которого совпадает с вертикальной осью диска.
Недостатком аналога является невысокое качество волокна, получаемого из расплава.
Известно устройство для диспергирования расплавов (а.с. СССР №1026938, B22D 11/06, B22F 9/06, 07.07.1983), содержащее кристаллизатор с приводом, ванну с расплавленным материалом, систему перемещения и нагреватель, при этом ванна выполнена в виде двух сообщающихся емкостей большего и меньшего объемов, причем над емкостью большего объема расположен вытеснитель, соединенный с системой перемещения, а над емкостью меньшего объема - кристаллизатор с приводом, связанным через расходомер с системой перемещения.
Недостатком аналога является невысокое качество волокна, получаемого из расплава.
Известна установка для получения металлических порошков (а.с. СССР №1673271, B22F 9/08, 30.08.91), содержащая ванну с расплавом, вращающийся охлаждаемый диск и систему контроля местонахождения диска в расплаве, снабженная дополнительным элементом, выполненным в виде тела вращения из материала, смачиваемого жидким металлом, и размещенными в центре ванны с расплавом под диском, частично погруженным в расплав и контактированием с поверхностью диска.
Недостатком аналога является невысокое качество волокна, получаемого из расплава.
Известно устройство для изготовления металлических волокон из расплава (патент РФ №2071868, B22D 11/06, 20.01.1997), содержащее станину и ванну для расплава и расположенный над ней на горизонтальной оси приводной дисковый кристаллизатор, снабженный двуплечим рычагом, на одном конце которого на горизонтальной оси размещен дисковый кристаллизатор, а на другом - противовес, причем точка опоры рычага связана со станиной шарнирно, при этом противовес снабжен приводом его перемещения вдоль рычага, а дисковый кристаллизатор снабжен приводом его возвратно-поступательного перемещения.
Недостатком прототипа является невысокое качество волокна, получаемого из расплава.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для изготовления металлических волокон из расплава (патент РФ №48837, B22D 11/06, 10.10.2005), содержащее миксер для экстракции металла и диск-кристаллизатор с возможностью вращения, датчик температуры, соединенный со сравнивающим устройством, подключенным к задатчику температуры и регулятору частоты, соединенному с тиристорным пребразователем частоты, который подключен к индуктору, соединенному с помощью электромагнитной связи с миксером, в котором находится расплавленный металл с возможностью контакта с диском-кристаллизатором, и к которому присоединен электропривод подъемного механизма, связанный с регулятором частоты.
Недостатком прототипа является невысокое качество волокна, получаемого из расплава.
Задачей полезной модели является повышение качества волокна, получаемого из расплава, за счет обеспечения стабильности температуры расплавленного металла при постоянной температуре диска кристаллизатора путем выбора начальной температуры (базовой температуры) плавления металла в зависимости от хим. состава расплавленного металла в миксере, автоматического поддержания оптимального уровня погружения диска-кристаллизатора в ванну с металлом, а также повышение общего КПД устройства.
Технический результат - повышение точности измерения температуры расплавленного металла в миксере за счет анализатора химического состава, и поддержание постоянной глубины погружения диска-кристаллизатора за счет дальномера.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве для получения волокна из расплава, включающем миксер для экстракции металла и диск-кристаллизатор с возможностью вращения, датчик температуры, соединенный с регулятором температуры, подключенным к задатчику температуры и регулятору частоты, соединенному с тиристорным преобразователем частоты (ТПЧ), который подключен к индуктору, соединенному с помощью электромагнитной связи с миксером, в котором находится расплавленный металл с возможностью контакта с диском-кристаллизатором, и к которому присоединен электропривод перемещения миксера, согласно полезной модели к задатчику температуры подключен анализатор химического состава.
Кроме того, согласно полезной модели, может содержать дальномер, к которому подключен задатчик расстояния через сравнивающее устройство, с подключенным к нему электроприводом перемещения миксера.
Существо полезной модели поясняется чертежом. На фиг.1 изображена блок-схема устройства, на фиг.2 - схема расположения диска-кристаллизатора в растворе.
Устройство содержит датчик температуры 1, соединенный с регулятором температуры 2, подключенным к первому входу задатчика температуры 3, который в свою очередь связан с анализатором химического состава 4. Другой выход регулятора температуры 2 соединен с регулятором частоты 5, соединенному с тиристорным преобразователем частоты (ТПЧ) 6, который подключен к индуктору 7, соединенному с помощью электромагнитной связи с миксером 8. В миксере находится расплавленный металл 9 с возможностью контакта с диском-кристаллизатором 10. Дальномер 11 соединен со сравнивающим устройством 12, к которому в свою очередь подключен задатчик расстояния 13. К миксеру присоединен электропривод механизма перемещения 14, связанный с регулятором температуры 2.
Устройство работает следующим образом.
Анализатор химического состава 4 определяет состав сплава (т.е. марку металла), и передает температуру плавления этого металла в задатчик температуры 3. Сигнал с задатчика температуры 3 поступает на первый вход регулятора температуры 2. На второй вход подается сигнал с датчика температуры 1 (с лазерным прицелом), который постоянно измеряет температуру сплава. Сигнал рассогласования поступает на регулятор частоты 5 тиристорного преобразователя частоты 6.
Для поддержания заданной глубины погружения диска-кристаллизатора 10 в расплавленный металл 9 используется дальномер 11, который измеряет расстояние до расплава hb а также используется задатчик расстояния 13, в котором заданное расстояние h2, определяется по формуле:
2
д
п
3
h=R-h+h
где:
д
R - радиус диска-кристаллизатора,
п
h - глубина погружения диска-кристаллизатора в расплав,
3
h - расстояние от датчика до вала диска-кристаллизатора.
Эти значения поступают в сравнивающее устройство 12. Сигнал рассогласования поступает на регулируемый электропривод механизма перемещения 14, который поднимает миксер 8.
Итак, заявляемая полезная модель позволяет повысить качество волокна, получаемого из расплава, за счет обеспечения стабильности температуры расплавленного металла при постоянной температуре диска-кристаллизатора путем частотного регулирования электрической мощности подводимой к миксеру, а также поддержание оптимального уровня погружения диска-кристаллизатора в расплав металла, за счет дальномера.