Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia stopów metali niezelaznych, zwlaszcza stopów cynku. Przedmiotem wynalazku jest równiez urza¬ dzenie do wytwarzania tych stopów, wyposazone w zespól kilku pieców elektrycznych oraz pomoc¬ nicze urzadzenia, zapewniajace praktycznie ciagly proces przygotowania, wytapiania i odlewania tych stopów.Znane sa ze stosowania sposoby wytwarzania sto¬ pów metali niezelaznych, zwlaszcza stopów cynku, polegajace na przygotowaniu plynnej zaprawy w postaci stqpu wstepnego np. Zn-Al-Cu, w piecu tyglowym, najczesciej opalanym gazem palnym, natomiast w drugim oddzielnym piecu, najczesciej elektrycznym tyglowym, stapiano okreslona ilosc podstawowego metalu, mianowicie cynku. Plynna zaprawe wlewano do pieca z roztopionym meta¬ lem, np. cynkiem, mieszano po czym ladowano do niego pozostala czesc cynku w postaci stalej do okreslonej objetosci pieca oraz prowadzono dalej w tym piecu proces topienia, uzupelniajac sklad chemiczny stopu w znany sposób, mieszajac przy tym intensywnie plynny stop w sposób reczny. Po uzyskaniu zadanej temperatury stopu, po odczeka¬ niu kilku minut, zbierano plywajace na powierz¬ chni zgary, pobierano próbki do analizy chemicznej i po uzyskaniu wyników analizy dokonywano ewen¬ tualnego uzupelnienia skladu i nastepnie tak przy¬ gotowany stop odlewano do przygotowanych form odlewniczych. 10 15 20 25 2 Znane sa równiez sposoby wytwarzania stopów metali, w których zarówno przygotowanie plynnej zaprawy, jak równiez topienie metalu oraz dalsze operacje procesu odlewniczego, przeprowadza sie w piecach elektrycznych indukcyjnych, jednak rów¬ niez wedlug poprzednio podanej technologii, mia¬ nowicie wszystkie fazy procesu przeprowadzano ko¬ lejnie w jednym piecu topielnym. Te znane i sto¬ sowane sposoby wytwarzania stopów metali, zwla¬ szcza stopów cynku, realizowane na znanych zes¬ polach piecowych, mialy szereg wad i niedogod¬ nosci. Mianowicie, glówna niedogodnoscia takiego procesu wytwarzania stopów, to zbyt dlugi okres czasu przygotowania plynnego stopu, wynikajacy z faktu prowadzenia w tym samym piecu kolejno po sobie poszczególnych faz procesu wytapiania, co w efekcie prowadzilo do zanizania wydajnosci urzadzenia.Dlugotrwale przetrzymywanie plynnego stopu w piecach, zwlaszcza piecach gazowych, bylo po¬ wodem powstawania zwiekszonej ilosci zgarów. Cze¬ ste okresy wyczekiwania na plynny stop obnizaly równiez wydajnosc zespolów odlewniczych. Wiek¬ szosc czynnosci podczas wytwarzania stopów we¬ dlug tych znanych sposobów, oparta byla na pra¬ cy recznej, czyniac obsluge pieców bardzo uciazli¬ wa. Ponadto zwiekszona ilosc spalin wydostajacych sie na zewnatrz, byla powodem znacznego zanie¬ czyszczenia srodowiska. Stosowane urzadzenia do wytwarzania stopów metali wedlug wymienionych112 443 3 4 sposobów wymagaly wiekszej pracochlonnosci, po¬ wodowanej malym stopniem mechanizacji prac, zwlaszcza pomocniczych, jak równiez znacznym stopniem uciazliwosci pracy. Niemozliwosc syn¬ chronizacji poszczególnych operacji wytwarzania stopów, mianowicie przygotowania zaprawy i plyn¬ nego metalu, wykonczenie stopu i nastepne jego odlewanie, czynilo te urzadzenia malo wydajne, co przy znacznej wielkosci produkcji danego stopu wy¬ magalo zwiekszonej powierzchni produkcyjnej.Celem usuniecia podanych wad i niedogodnosci znanych sposobów wytwarzania stopów metali nie¬ zelaznych oraz urzadzen do wytwarzania tych sto¬ pów, zostalo wytyczane zadanie opracowania no¬ wego sposobu wytwarzania stopów metali niezela¬ znych, zwlaszcza stopów cynku, umozliwiajacego prowadzenie procesu w sposób praktycznie ciagly praz opracowania nowej konstrukcji urzadzenia, umozliwiajacego uzyskanie wysokiej wydajnosci, przy jednoczesnym zmniejszeniu pracochlonnosci obslugi i poprawieniu warunków, bezpieczenstwa i higieny pracy.Zadanie to zostalo rozwiazane wedlug wynalaz¬ ku w ten sposób, ze przygotowanie plynnej zapra¬ wy metali prowadzi sie w sposób ciagly w znanym indukcyjnym piecu elektrycznym, najkorzystniej w piecu tyglowym, a topienie zasadniczego meta¬ lu stopu, mianowicie cynku, prowadzi sie równiez w sposób ciagly w piecu elektrycznym indukcyj¬ nym, ale najkorzystniej w piecu kanalowym. Przy¬ gotowane w sposób ciagly plynna zaprawa oraz plynny cynk, zostaja przemieszczane do kilku, naj¬ korzystniej trzech, podgrzewczych pieców elektry¬ cznych, okresowo i kolejnie do kazdego z nich, naj¬ korzystniej przez przepompowanie, w których to piecach prowadzi sie dalej kolejne pozostale fazy procesu wytapiania stopu na trzech róznych sta¬ nowiskach. Podgrzewcze piece umieszczone sa na obrotowej platformie wzdluz jej obwodu, wokól której rozmieszczono trzy rózne stanowiska, miano¬ wicie piec podgrzewczy usytuowany czasowo przy pierwszym stanowisku, zostaje zapelniony porcja plynnej zaprawy stopowej i porcja plynnego cynku.Nastepnie przez czesciowy obrót platformy, piec ten zostaje przemieszczony do drugiego, kolejnego stanowiska, gdzie prowadzi sie przygotowanie sto¬ pu do odlewania, mianowicie rafinacje i mieszanie za pomoca gazu obojetnego, pobranie próbek do analizy chemicznej i ewentualne uzupelnienie skla¬ du chemicznego. W tym czasie drugi piec podgrze¬ wczy, zajmujac miejsce przy stanowisku pierwszym, zostaje zapelniony plynna zaprawa stopowa i plyn¬ nym cynkiem. W wyniku kolejnego czesciowego obrotu platformy z piecami podgrzewczymi, pierw¬ szy z wymienionych pieców zajmie pozycje przy trzecim stanowisku, na przeciw maszyny rozlew- niczej, gdzie plynny stop zostaje przemieszczony, najkorzystniej przepompowany do kokil maszyny rozlewniczej. Pozostale dwa piece podgrzewcze zaj¬ muja w tym czasie kolejne nowe stanowiska gdzie prowadzi sie kolejne operacje wytwarzania stopu, jakie wymieniono juz dla pierwszego z omawianych pieców podgrzewczych.Zaleta tego sposobu wytwarzania stopów i urza¬ dzen do stosowania tego sposobu, to przede wszyst¬ kim prowadzenie procesu systemem praktycznie cia¬ glym, bez przerw i strat czasu na wyczekiwanie na plynny, gotowy stop do odlewania, co pozwolilo na znaczne zwiekszenie wydajnosci urzadzenia. 5 Dalszymi zaletami opisanego sposobu to zmniejsze¬ nie strat bezpowrotnych stopu w wyniku krótkich okresów przetrzymywania stopu w stanie cieklym oraz w wyniku zastosowanej rafinacji stopu ga¬ zem Obojetnym. Wyeliminowanie pieców opalanych gazem na korzysc pieców elektrycznych indukcyj¬ nych, pozwolilo na zastosowanie automatycznej re¬ gulacji temperatury plynnego stopu, co zabezpie¬ cza przed przegrzaniem, zwiekszajac uzysk metalu w porównaniu do dotychczas stosowanych!urzadzen.Zmechanizowanie zaladunku piecpw topielnych oraz zmechanizowanie przemieszczania cieklego stopu z pieców topielnych do pieców podgrzewczych oraz nastepnie z pieców podgrzewczych na maszyne ro- zlewnicza znacznie zmniejszylo stopien uciazliwosci pracy obslugi.Urzadzenie wedlug wynalazku jest blizej wyjas¬ nione w przykladzie wykonania na rysunku, na któ¬ rym fig. 1 przedstawia urzadzenie do wytwarzania stopów w widoku z góry, a fig. 2 przedstawia frag¬ ment urzadzenia — platforme z piecami grzewczy¬ mi — w przekroju pionowym.Jak uwidoczniono na rysunku, urzadzenie wedlug wynalazku stanowi zespól dwóch lub wiecej elek¬ trycznych, podgrzewczych pieców tyglowych 1, naj¬ korzystniej trzech, usytuowanych na obrotowej platformie 2 z jezdnymi kolami 3, osadzonymi ru¬ chomo na szynie 4, mocowanej do fundamentu 5.Ruchoma platforma 2 napedzana jest okresowo po¬ laczonym z nia zwanym napedowym mechanizmem 6, najkorzystniej zebatkowym. Podgrzewcze piece tyglowe 1 zasilane sa energia elektryczna z zasila- jaco-sterowniczej szafy 7 poprzez kable 8, umiesz¬ czone w ochronnej rurze 9, pierscienie slizgowe 10, usytuowane wspólosiowo z osia obrotu 11 platformy 2, szczotki 12 oraz kable 13, laczace szczotki 12 z pie¬ cami 1. Podgrzewcze piece 1 wyposazone sa w po¬ krywy 14, w których umieszczone sa rurkowe lan¬ ce 15, polaczone poprzez instalacje 16 z pojemnikiem 17 obojetnego gazu.W sklad urzadzenia wedlug wynalazku wchodza ponadto: indukcyjny piec 18 do topienia cynku, naj¬ korzystniej kanalowy, indukcyjny piec 19 do topie¬ nia zapraw stopu, najkorzystniej tyglowy, pozioma maszyna odlewnicza 20 z ukladem zalewowym 21 oraz transporterem 22 odlanych gasek, przy czym wszystkie te zespoly usytuowane sa poza platfor¬ ma 2. Indukcyjny piec tyglowy 19 do topienia za¬ praw, ma zaladowcze urzadzenie 23, przemieszcza¬ ne po szynach 24, natomiast indukcyjny piec kana¬ lowy 18 do topienia cynku, ma zaladowczy skip 25 oraz odciag gazów 26. Dla przemieszczania stopio¬ nego cynku z pieca kanalowego 18 oraz stopionej zaprawy z pieca tyglowego 19 do podgrzewczego pieca 1, bedacego na stanowisku pierwszym, urza¬ dzenie wyposazono w pompy 27 z transportowymi rynnami 28. W celu przemieszczania plynnego, go¬ towego juz stopu z podgrzewczego pieca 1, beda¬ cego na stanowisku trzecim, do ukladu zalewowe¬ go 21 maszyny rozlewniczej 20, zastosowano rów¬ niez pompe 29 i rynne 30. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60-s 5 112 443 6 Wytworzenie stopu cynku wedlug przedmiotowe¬ go wynalazku przedstawia sie nastepujaco. Wsad metalowy przygotowywanej zaprawy jak Zn, Cu, Mn, Al i ewentualnie inne skladniki zostaje zala¬ dowany urzadzeniem zaladowczym 23 do pieca ty-, glowego 19, gdzie nastepuje jego stopienie oraz wprowadzenie w miare potrzeb w znany sposób ma¬ gnezu. Wsad cynku natomiast zostaje zaladowywa¬ ny w sposób ciagly do indukcyjnego pieca 18 za pomoca skipu 25 i w nim stapiany. Plynny cynk zostaje okresowo przepompowany w ustalpnej ilo¬ sci pompa 27 z pieca 18 do podgrzewczego pieca 1, znajdujacego sie na I stanowisku. Równoczesnie zo¬ staje przepompowana stopiona zaprawa stopowa z tyglowego pieca 19 do podgrzewczego pieca 1. Po napelnieniu pieca 1 na stanowisku I plynnym cyn¬ kiem i plynna zaprawa do pojemnosci znamiono¬ wej, nastepuje czesciowy obrót platformy 2 i prze¬ mieszczenie pieca Iz pozycji na stanowisku I do pozycji na stanowisku II; gdzie nastepuje wykon¬ czenie wytopu tego stopu, a mianowicie: - — rafinacja i mieszanie plynnego stopu przez prze¬ dmuchiwanie go gazem obojetnym ze stacji ga¬ zu 17, poprzez instalacje 16 i lance 15, — pobranie próbek do analizy chemicznej, — wyczekiwanie na wynik analizy, — ewentualna korekta skladu.Po ponownym czesciowym obrocie platformy 2, nastepuje dalsze przemieszczenie pieca 1 na miej¬ sce na stanowisku III, gdzie odbywa sie proces od¬ lewania stopu za pomoca pompy 29 poprzez rynne 30 do kokil maszyny odlewniczej 20* W tym czasie, pozostale dwa piece podgrzewcze 1 zajmuja odpo¬ wiednie pozycje na stanowiskach I i II, na których realizowane sa poszczególne fazy procesu wytwa¬ rzania stopu jak podano juz dla pierwszego z oma¬ wianych pieców podgrzewczych 1.W czasie eksploatacji urzadzenia Wedlug wyna¬ lazku wszystkie fazy procesu wytwarzania stopów cynku przebiegaja równoczesnie i niezaleznie od siebie, a mianowicie topienie zaprawy i cynku w piecach 18 i 19 indukcyjnych, usytuowanych po¬ za ruchoma platforma, zalewanie pieca podgrzew¬ czego 1 na stanowisku I, przygotowanie i wykon¬ czenie plynnego stopu do odlewania na stanowisku II, odlewanie stopu na stanowisku III.W opisanym sposobie realizowanym na urzadze¬ niu wedlug wynalazku w przypadku ewentualnej awarii któregokolwiek pieca podgrzewczego 1, na¬ stepuje zdjecie go ze swego stanowiska za pomoca suwnicy i przetransportowanie na stanowisko poza platforma 2, a w miejsce to nastepuje wstawienie uprzednio przygotowanego, rezerwowego pieca pod¬ grzewczego 1. Sposób oraz urzadzenie do wytwa¬ rzania stopów metali niezelaznych, moze znalezc zastosowanie nie tylko do stopów cynku, ale rów¬ niez do innych stopów, np. stopów aluminium.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania stopów metali niezelaz¬ nych, zwlaszcza stopów cynku, znamienny tym, ze zaprawe stopowa i podstawowy metal stopu, np. cynk, topi sie w dwóch oddzielnych elektrycznych piecach topielnych, najkorzystniej indukcyjnych, po czym stopiona zaprawe oraz stopiony metal podsta¬ wowy stopu, przemieszcza sie okresowo i< kolejnie, najkorzystniej przez przepompowanie do kilku pod¬ grzewczych pieców elektrycznych, usytuowanych ruchomo wzgledem topielnych pieców, w których to podgrzewa sie ciekly stop do zadanej tempera¬ tury i przeprowadza pozostale fazy procesu wyta¬ piania i odlewania stopu, kolejnie na róznych sta¬ nowiskach zespolu podgrzewczych pieców. 2. Urzadzenie do wytwarzania stopów metali nie¬ zelaznych, zwlaszcza stopów cynku, znamienne tym, ze stanowi je zespól kilku elektrycznych pieców podgrzewczych (1), usytuowanych na obrotowej platformie (2), dwa elektryczne piece topielne (18, 19) do topienia zaprawy stopowej i topienia pod¬ stawowego^ metalu tego stopu, zespoly (27, 28) do przemieszczania plynnej zaprawy i plynnego me¬ talu z topielnych pieców (18, 19) do podgrzewczych pieców (1) i zespól (29, 30) do przemieszczania plyn¬ nego stopu z pieców podgrzewczych (1) do ukladu zalewowego (21) maszyny rozlewniczej (20) oraz po¬ jemnik (17) gazu obojetnego, polaczony za posred¬ nictwem przewodów (16) i rurowych lanc (15) z wnetrzem pieców podgrzewczych (1). 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze na obrotowej platformie (2) usytuowanych jest trzy elektryczne, podgtzewcze piece tyglowe (1) z po¬ krywami <44)r poprzez które przeprowadzone sa lance (15), a natomiast poza platforma (2) umiesz¬ czone sa indukcyjny piec tyglowy (19) do topienia zapraw stopowych, oraz indukcyjny piec kanalowy (18) do topienia podstawowego metalu stopu, np. cynku. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze topielne piece (18, 19) wyposazone sa w pompy (27) do cieklego metalu oraz rynny (28), usytuowane pomiedzy tymi topielnymi piecami (18, 19) a pod- grzewczym piecem (1), znajdujacym sie na pierw¬ szym stanowisku zespolu pieców, przy czym po¬ miedzy podgrzewczym piecem (1) znajdujacym sie na trzecim stanowisku zespolu pieców a maszyna rozlewnicza (20) usytuowana jest równiez pompa (29) do cieklego metalu z rynna (30), do przemiesz¬ czania plynnego stopu ze znajdujacego sie na tym stanowisku pieca podgrzewczego (1) na maszyne rozlewnicza (20). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze podgrzewcze piece (1), usytuowane na platformie (2) polaczone sa z zasilajaca je w energie elektry¬ czna zasilajaco-sterownicza szafa (7), poprzez kable (8) umieszczone w ochronnej rurze (9), pierscienie slizgowe (10), usytuowane na platformie (2) wspól¬ osiowo z osia obrotu (11) platformy (2), szczotki (12), oraz kable (13), laczace szczotki (12) z piecami (1). 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55112 443 *TX^ Fiol fig. 2 Cena zl 45,— ZGK 1105/1110/81 — 125 egz. PL