Przedmiotem wynalazku jest piec elektryczny do wytapiania i topiemia metali, zwlaszcza metali niezelaznych oraz do porcjowanego dozowania tych metali do form odlewniczych.Ola porcjowanego dozowania cieklych metali, zwlaszcza metali niezelaznych, np. cieklego glinu, stosowane sa piece podgrzewajace albo piece do topienia, w których ciekly metal jest transporto¬ wany z wanny pieca poprzez ukosna rure wzno¬ szaca sie ku g6rze i poprzez przelew umieszczony na górnym koncu tej rury. Znane sa rózne kon¬ strukcje, np. do transportu za pomoca sprezonego gazu doprowadzanego ze zbiornika gazu pod cis¬ nieniem lub z zanurzonym korpusem wyporowym, lub z elektromagnetycznym urzadzeniem transpor¬ towym wzdluz rury wznoszacej sie ku górze. Przy tym przy kazdym takim rozlewaniu trzeba uru¬ chomic wieksza (w .porównaniu z ciezarem odlewu) ilosc cieklego metalu, co prowadzi do ruchów ko¬ lyszacych i przelewania sie cieklego metalu. Zwla¬ szcza przy szybko po sobie nastepujacych cyklach odlewania i malych ciezarach odlewów utrudnia to dokladne dozowanie i w zwiazku z tym stawia sie wyzsze wymagania urzadzeniom sterujacym.Ponadto nie mozna skutecznie zapobiec porywaniu w miejscu przelewu plywajacych na cieklym me¬ talu zanieczyszczen lub tlenków powstajacych w czasie przerw w rozlewaniu i doprowadzaniu tych zanieczyszczen do formy odlewniczej. W jeszcze wiekszym stopniu wystepuja takie trudnosci w pie- 10 15 20 25 30 2 cach przechylanych, w których mimo kosztownych konstrukcji nie udaje sie, w pewnym stopniu dok¬ ladne dozowanie.Zupelnie inny sposób odmierzania ilosci cieklego metalu, jaki jest stosowany np. przy napelnianiu maszyn odlewajacych pod cisnieniem, polega na uzyciu urzadzen czerpakowych. Przy tym lyzka czerpakowa przytwierdzona do wychylnego ra¬ mienia sluzy zarówno do dozowania, jak równiez do transportu cieklego metalu z wanny pieca do maszyny lub formy odlewniczej. Takie urzadzenia czerpakowe sa pod wzgledem mechanicznym skom¬ plikowane i maja duze rozmiary i pracuja dosc powolnie.Wynalazek ma za zadanie uzyskanie, przy ma¬ lych nakladach na konstrukcje i na regulacje, przy¬ dzielania wzglednie dokladnych ilosci cieklego mer talu bezposrednio do formy lub maszyny odlew¬ niczej, zwlaszcza pUa odlewów o malym ciezarze oraz uzyskanie szybkiego nastepowania po sobie taktów odlewania, jak to jest wymagane przy od¬ lewach fasonowych, bezposrednio z pieca metalur¬ gicznego.Zadanie to zostaje rozwiazane, wedlug wynalaz¬ ku dziejki temu, ze piec jest wyposazony w uklad automatycznej regulacji poziomu cieklego metalu, skladajacy sie z umieszczonego w górnej czesci pieca czujnika do okreslania i sygnalizowania po¬ ziomu cieklego metalu, z umieszczonego w komorze topienia ciala wyporowego, które jest ruchome w 134 742134 742 3 4 pionie, z silnika nastawczego do wprowadzania w ruch pionowy ciala wyporowego oraz przetwornika sygnalów, który odbiera sygnaly z czujnika, prze¬ twarza je i uruchamia silnik nastawczy, a ponad¬ to w komorze topienia pieca sa umieszczone pdo^ nowe przegrody do zapobiegania ruchu falowego cieklego metalu, zas ponizej powierzchni cieklego metalu jest usytuowany wylew, który jest wypo¬ sazony w niezaleznie sterowany zawór zasuwowy... Utrzymanie stalego polozenia poziomu cieklego inetalu które imozna osiagnac za pomoca wzgled¬ nie prostych iSTodków, oznacza wytwarzanie stalego cisnienia statycznego cieklego metalu w miejscu wyplywu. Umieszczone poza zbiornifkieni zamknie- , ~cae zasuwowe zapewnia niezawodny przebieg pro- Soe&n JotwUeSrania i zamykania (odciecie kanalu wy¬ plywowego wzglednie strumienia) i zdefiniowane warimki,przeplywu w polozeniu otwartym. W ten i sippS&bsa etworzóne zasadnicze warunki do odmie- - -apzania porcji cieklego metalu przez proste czasowe sterowanie otwierania i zamykania zamkniecia za¬ suwowego, co oznacza, ze w normalnych warun¬ kach pracy moze byc zbedne czuwanie nad miejs¬ cem napelniania lub wazenia. Ponadto jest mozliwe rozlewanie bez wiekszych ilosci zanieczyszczen, po¬ niewaz odciaganie cieklego metalu ma miejsce po^ nizej górnego poziomu kapieli i w spokojnych wa¬ runkach przeplywu.Zamkniecie zasuwowe mozna korzystnie stosowac zarówno przy piecu z elektrycznym ogrzewaniem oporowym jak i przy piecu indukcyjnym o malej czestotliwosci. Zamkniecie zasuwowe jest umiesz¬ czone w dnie rynny spustowej, zamontowanej do bocznej sciany pieca. Dzieki umieszczeniu zamknie¬ cia zasuwowego przy dnie wanny pieca mozliwe jest uzyskanie jak najwiekszego cisnienia statycz¬ nego cieklego metalu w miejscu zamkniecia, a w polaczeniu z induktorem niskiej czestotliwosci u- mozliwia pobieranie cieklego metalu bezposrednio z kanalu indukftora.Przedmiot wynalazku jest 'blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawi- piec z oporowym ogrzewaniem i z umieszczona z boku rynna spustowa w przekroju poosiowym, a fig. 2 — piec z indukcyjnym ogrze¬ waniem malej czestotliwosci w przekroju poosio¬ wym.Na fig; 1 uwidoczniony jest piec 2 do wytapiania lub topienia metali, posiadajacy w tym przedsta¬ wionym przypadku wmurowane w wymurówce pieca elektryczne ogrzewanie oiporowe 8. Komora pieca jest podzielona scianami oddzielajacymi 3.Po jednej stronie znajduje sie komora topienia 4, a naprzeciwko jest umieszczona rynna spustowa .6 (W danym przypadku moze byc przewidzianych kil¬ ka rynien spustowych 6). Komora pieca jest ko¬ rzystnie przykryta luzna pokrywa 5, która nie sta¬ nowi szczelnego zanikniecia, wskutek czego swo¬ bodna powierzchnia cieklego metalu znajduje sie pod cisnieniem atmosferycznym.Na dnie rynny spustowej jest umieszczoy zawór 10, wyposazony w mechaniczny naped 17. Do za¬ woru ciekly metal doprowadzany jest poprzez ka¬ nal spustowy 7. Moze to byc zawór obrotowy lub zasuwowy o konstrukcji zasadniczo znanej. Jak wskazano, w otoczeniu kanalu spustowego 7 moze byc przewidziane dodatkowe lub wzmozone ogrze¬ wanie dla zapobiegniecia krzepniecia cieklego me¬ talu w okolicy zaworu. Rozumie sie, ze celowym jest wyposazenie ogrzewania pieca w (nie pokaza¬ no) urzadzenie do regulacji temperatury dla utrzy¬ mania stalej temperatury cieklego metalu. Wylew 11 zaworu 10 jest korzystnie wymienialny, zeby mozna bylo dowolnie stosowac rózne srednice otwo¬ rów.Ponizej rynny spustowej 6, wzglednie wylewu 11, jest ustawiona forma odlewnicza 36 spoczywajaca na urzadzeniu transportowym 37, na przyklad na przenosniku rolkowym. Naturalnie, w analogiczny sposób mozna napelniac inne urzadzenia tafcie jak formy odlewnicze karuzeli odlewniczej, forme dla gesi odlewniczych, jak równiez komory odlewnicze maszyn odlewajacych pod cisnieniem itp., lub tez mozna napelniac wieksza ilosc takich urzadzen, niezaleznie od siebie, kilkoma.rynnami spustowy- nii 6 i przynaleznymi zaworami 10.Waznym jest, zeby w piecu 2 utrzymywac za pomoca urzadzenia regulujacego staly poziom 12 cieklego metalu dla utrzymania stalej wysokosci h ponad powierzchnia zaworu 10 niezaleznie od wiel¬ kosci poboru cieklego metalu przy rozlewaniu, jak równiez przy dopelnianiu cieklego metalu (w przy¬ padku pieca podgrzewajacego) albo uzupelniania wsadu do topienia (w przypadku pieca do topienia).Odpowiednie urzadzenie do regulacji poziomu ciek¬ lego metalu, takie jak przykladowo' uwidoczniono na fig. 1, posiada czujnik 13 poziomu jako nadaj¬ nik zadanej wielkosci, który jest podlaczony do przetwornika 16. Sygnal nastawczy na wyjsciu z przetwornika idziala na silnik nastawczy 15, który opuszcza wzglednie podnosi cialo wyporowe 14, za¬ nurzone w kapieli -cieklego metalu dla samoczyn¬ nego utrzymania, przez zmiane glebokosci zanu¬ rzenia, wysokosci poziomu 12 cieklego metalu. Moz¬ na naturalnie wziac do tego celu inne urzadzenie regulujace, jak na przyklad przetlaczanie cieklego metalu igazem pod cisnieniem albo dozowanie wsa¬ du metalowego (który ma byc w piecu stopiony).Jako czujnika poziomu mozna w danym przypad¬ ku równiez uzyc zwyklego przelacznika plywako¬ wego.Poniewaz dzieki wspomnianej regulacji poziomu pozostaje równiez stale cisnienie statyczne ciekle¬ go metalu w obrebie zaworu 10, odpowiadajacej wysokosci h. Mozna dzieki temu przez zwylkla re¬ gulacje czasu otwarcia zaworu 10 wylewac odmie¬ rzone ilosci cieklego metalu przez polaczenie u- rzadzenia sterujacego 18 z napedem zamykania za¬ woru 10. Przy okreslonej wysokosci swobodnej po¬ wierzchni poziomu 12 cieklego metalu i przy sta¬ lej temperaturze i lepkosci cieklego metalu ilosc wyplywajacego metalu w jednostce czasu jest jed¬ nakowa i praktycznie mozna ja okreslic przez do¬ branie srednicy otworu w (korzystnie wymienial¬ nej) wylewu 11, jezeli srednica kanalu 7 i otworów w plytach zamykajacych wewnatrz zaworu 10 zo¬ staly dobrane odpowiednio wieksze. Ponadto moz¬ na zmienic wielkosc przeplywu tylko przez czes¬ ciowe otwarcie zaworu 10 (polozenie dlawienia) i w ten sposób imozna w razie potrzeby zmienic prze- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 555 134 742 6 dorazowy poczatek wyplywu mozna naturalnie sa¬ moczynnie zainicjowac przez urzaidzeinie sterujace 18, np. w zaleznosci od polozenia formy odlewni¬ czej 36 albo rytmu pracy maszyny odlewajacej pod cisnieniem.Jak latwo mozna zauwazyc, nie stawia sie wy¬ sokich wymagan dokladnosci i szybkosci regulacji poziomu (zwykla regulacja nadazaj aca) pod wa¬ runkiem, ze odmierzone ilosci cieklego metalu sa male w porównaniu z pojemnoscia pieca. Przy wzglednie duzej powierzchni cieklego metalu (wszystkie przestrzenie pieca sa miedzy soba pola¬ czone) wystepuja tylko male lub powolne waha¬ nia poziomu 12 i mozna uzyskac bardzo spokojna, w przyblizeniu ciagla, regulacje. Ponadto nalezy wspomniec, ze wedlug znanego prawa wyplywu ilosci wyplywajaca nie jest wprost proporcjonalna do wysokosci poziomu, lecz zmienia sie tylko pro¬ porcjonalnie do kwadratowego pierwiastka wahan wysokosci poziomu.W przykladzie wykonania weidluig fig. 2 jest za¬ stosowany piec 22 ogrzewany induktorem 28 nis¬ kiej czestotliwosci. Boczna komora topienia 24, od¬ dzielona pionowa przegroda 23, jest w normalnych warunkach pracy zamknieta pokrywa 25. Urza¬ dzenie regulujace do utrzymywania stalej wysokos¬ ci swobodnego poziomu 32 cieklego metalu moze byc wykonane jak w przykladzie uwidocznionym na fig. 1, albo wedlug innego tam podanego wa¬ riantu. Dla uproszczenia rysunku przedstawiono na nim tylko czujnik 33 poziomu i cialo wyporowe 34 urzadzenia do regulacji.Zawór 30, którego wylew 31 jest znowu, w ko¬ rzystnym wykonaniu, wymienialny, jest tutaj u- mieszczony przy dnie komory Ropienia. Kanal wy¬ lewowy 27 wychodzi w przedstawionym przypadku z najglebszego punktu, w „kacie", kanalu 26 in¬ duktora. W danym przypadku mozna go polaczyc z wystepujacymi otworami do oprózniania i do konserwacji kanalu induktora, poniewaz niezalez¬ nie od tego (zawór 30 przy piecu 22 jest przytwier¬ dzony w sposób zdejimowalny, dzieki czemu ka¬ naly 27 i 26 sa laltwo dostepne.W przedstawionym piecu ciekly metal bezposred¬ nio z kanalu induktora dochodzi do wneki odlewu zawsze swiezo nagrzany, dobrze wymieszany i wol¬ ny od zanieczyszczen, przy czym cisnie cala osia¬ galna w piecu róznica wysokosci h. Te same zalety wystepuja, gdy wedlug (nie pokazanego) przykladu wykonania wynalazku jest zastosowana wystajaca na bok przy piecu 22 zamknieta rynna spustowa, która w przedluzeniu kanalu 26 induktora ujmuje (przedluzony) kanal odprowadzajacy 27, do które¬ go dna, podobnie jak na fig. 1, jest przytwierdzo¬ ny zawór 30.Przedmiot wynalazku opisany powyzej za pomoca przykladów wykonania mozna zrealizowac przy pie¬ cach o róznych ksztaltach konstrukcyjnych. W przy- padkiu pieca podgrzewajacego zaladowywanie swie¬ zym, cieklym metalem moze byc przeprowadzane z oddzielnego agregatu do topienLa lub tez piec moze byc polaczony z przybudowana komora do to¬ pienia, w której przeprowadza sie topienie w spo¬ sób mniej lub wiecej ciagly. Przedmiot wynalazku mozna zastosowac do topienia róznych metali, a w szczególnosci ido odlewania metali niezelaznych (me¬ tali ciezkich i lekkich), przy czym szczególna zaleta pieca wedlug wynalazku jest to, ze pozwala on na spokojne, swobodne i dokladne dozowanlie cieklego metalu, wolnego od zuzla.Zastrzezenia patentowe 1. Piec elektryczny do wytapiania i topienia me¬ tali, zwlaszcza metali niezelaznych oraz do porcjo¬ wanego dozowania tych metali do form odlewni¬ czych, posiadajacy wylozona materialem ogniotrwa¬ lym komore topienia z elektrycznym urzadzeniem grzewczym, znamienny tym, ze jest wyposazony w uklad automatycznej regulacji poziomu cieklego metalu, skladajacy sie z umieszczonego w górnej czesci pieca (2, 22) czujnika (13, 33) do okreslania i sygnalizowania poziomu (12, 32) cieklego metalu, z umieszczonego w komorze topienia (4, 24) ciala wyporowego (14, 34), które jest ruchome w pionie, z silnika nasitawczego (15) do wprowadzania w pio¬ nowy ruch ciala wyporowego (14, 34) oraz z prze¬ twornika sygnalów (16), który odbiera sygnaly z czujnika (13, 33), przetwarza je i uriuchamia silnik nastawczy (15), a ponadto w komorze topienia pie¬ ca sa umieszczone pionowe przegrody (3, 23) do za¬ pobiegania ruchu falowego cieklego metalu, zas po¬ nizej powierzchni cieklego metalu jest usytuowany wylew (7, 27), który jest wyposazony w niezalez¬ nie sterowany zawór (10, 30). 2. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze za¬ wór (10) jest umieszczony w dnie rynny spustowej (6), która jest zamontowana do sciany bocznej pie¬ ca (2). . 3. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze za¬ wór (30) jest uniieszCzony w dnie pieca (22). 4. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze za¬ wór (10, 30) jest wyposazony w wymienialny wy¬ lew (11, 31). 5. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze za¬ wór (10, 30) jest sprzegniety z napedem (17) i z re¬ gulatorem czasowym (18). 6. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czuj¬ nik (13, 33) poziomu cieklego metalu, przetwornik sygnalów (16), silnik nastawczy (15) sa polaczone ze soba za pomoca przewodów i steruja zawurzo- nym w cieklym metalu cialem wyporowym (14,34) niezaleznie od ukladu sterujacego zaworem zasu¬ wowym (10, 30). 10 15 20 25 30 35 45 50134 742 6 15 * T Rg.2 Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 767/85 Cena 100 zl PL PL PL