SU1763836A1 - Вакуумно-компрессионна плавильнолитейна установка - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в металлургии, в частности при плавке и заливке металлов под избыточным давлением . Сущность: установка состоит из плавильной камеры 1, в которой смонтированы тигель 2 с устройством донного слива 3. Камера снабжена электронно-лучевым нагревателем 4 и механизмом загрузки шихты 5. В нижней части камера пристыкована к корпусу вакуумно-компрессионного затвора 6, внутри которого установлена подвижна  часть 7 (заслонка). Затвор соединен с разливочной камерой 8, в которой установсл С a -f7 ер/ нь/ } газ дл  xiftaflfccuu в V4 О GO 00 СО ON

Description

лена литейна  форма 9, подогреваема  нагревателем 10. Металлопровод от тигл  до формы образован системой воронок: приемной 11, промежуточной 12 и заливочной 13. Затвор снабжен вакуумным 14 и вакуум- но-компрессионным 15 кольцевыми уплотнени ми , а также пластинчатым тепловым экраном 16. Вакуумно-компрессионные уплотнени  имеют каналы вод ного охлаждени  17. Вакуумно-компрессионный затвор 6 снабжен пневмоприводом 18. Подача литейной формы 9 в разливочную камеру 8 осуществл етс  при помощи механизма 19, приводимого в движение электроприводом

20.Литейна  форма установлена на днище

21.Замыкание разливочной камеры производитс  байонетным затвором 22. 1 з.п. ф- лы, 3 ил.

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к оборудованию дл  плавки и заливки металлов под избыточным давлением .

Известна вакуумна  гарниссажна  ли- тейна  установка дл  получени  отливок из тугоплавких металлов, содержаща  плавильную камеру с электронно-лучевым нагревателем , тиглем с механизмом его поворота и заливочную камеру, снабжен- ную шиберным затвором и индуктором 1.

Недостатком этой печи  вл етс  недостаточна  надежность. При переливе жидкого металла из тигл  в заливочную камеру возможно по вление брызг расплава и по- падание их на внутреннюю поверхность ши- берного затвора, что приводит его к аварийному состо нию. В закрытом состо нии на затвор со стороны залитого металла воздействует интенсивное тепловое излуче- ние, и вакуумные уплотнени  шибера тер ют свои рабочие свойства. Кроме того, конструкци  заливочной камеры и вакуумного шибера не позвол ют осуществить два последовательных противоположных про- цесса: вакуумировани  и компрессии с высоким давлением (например, до 5 МПа), которое требуетс  по технологии вакуумно- компрессионного лить . Уплотнени , рассчитанные на вакуум, не способны выдержать избыточного давлени .

Известна вакуумно-компрессионна  литейна  установка, содержаща  плавильную ,промежуточную и разливочную камеры; две последние камеры разъединены затвором 2.

Недостатками прототипа  вл ютс  недостаточна  надежность и эффективность.

Неудовлетворительна  надежность вызвана тем, что заливочные каналы промежу- точной камеры и промежуточной воронки, установленной в затворе, спрофилированы без учета возможности по влени  брызг жидкого металла, осаждени  и затекани  на их внутренние и контактные поверхности,

что вызывает нарушение функционировани  затвора и установки в целом. Диаметр выпускной части воронки промежуточной камеры больше диаметра впускной части промежуточной воронки.

Неудовлетворительна  эффективность работы установки обусловлена тем, что наличие удаленной от места приема расплава из тигл  промежуточной камеры между плавильной и разливочной камерами усложн ет конструкцию установки и зат гивает по времени процесс заливки металлом формы; металл подстуживаетс  и тер ет свою жид- котекучесть, Наличие жидкого металла на верхней поверхности подвижной промежуточной воронки создает опасность его затекани  в место контакта и нарушени  работоспособности затвора. Эффективность и надежность неметаллической пары трени  - промежуточна  воронка и промежуточна  камера - низка, а замена их сложна . Отсутствие тепловой защиты затвора от излучени  залитого в форму металла также снижает эффективность и надежность работы установки. Отсутствие уплотнени  в затворе не позвол ет создать значительное избыточное давление газа в модуле, т.к. пройд  через неплотности в местах контакта воронки и промежуточной камеры он выбьет из нее металл.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и эффективности вакуумно- компрессионной плавильно-литейной установки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в вакуумно-компрессионной пла- вильно-литейной установке, содержащей плавильную и разливочную камеры, соединенные затвором с заслонкой, приемную, промежуточную, установленную в заслонке, и заливочную воронки, систему вакуумировани  и напуска газа, затвор снабжен ваку- умно-компрессионным уплотнением и тепловым экраном, установленным в заслонке с возможностью размещени  над за- ливочной воронкой, выпуска  часть

приемной и впускна  часть заливочной воронок установлены в затворе с возможностью соосного расположени  с промежуточной воронкой, впуска  и выпуска  части внутренней поверхности каждой воронки выполнены коническими, причем диаметр впускной части одной воронки больше диаметра примыкающей к ней выпускной части другой воронки, а комплект воронок выполнен сменным.

Снабжение затвора вакуумно-компрес- сионным уплотнением позвол ет повысить эффективность путем реализации в установке двух последовательных противоположных технологических процессов - вакуумной откачки, необходимой дл  заливки металла в разливочную камеру, и компрессии , необходимой дл  уплотнени  и кристаллизации отливки. Одновременно с этим снабжение затвора тепловым экраном, установленным в заслонке с возможностью размещени  над заливочной воронкой позвол ет повысить эффективность и надежность установки за счет существенного уменьшени  теплового излучени  на затвор от залитого в форму металла в процессе перекрыти  заливочного отверсти  и создани  избыточного давлени . Это в дополнительной степени (помимо каналов вод ного охлаждени ) создает необходимые благопри тные тепловые услови  дл  работы уплотнений затвора. Вместе с перечисленным, размещение выпускной части приемной и впускной части заливочной воронок в затворе с возможностью соосного расположени  с промежуточной воронкой  вл етс  необходимым и позвол ет повысить эффективность и надежность установки за счет того, что, во-первых, учитыва , что вертикальные размеры затвора достаточно велики (до 500 мм и более), минимизируетс  путь прохождени  расплавленного металла от тигл  до литейной формы и следовательно, сокращаютс  его теплопотери и сохран етс  жидкотекучесть. Во-вторых, обеспечиваетс  возможность защиты внутренней поверхности затвора от возможного попадани  и намерзани  капель жидкого металла. Кроме того, выполнение впускной и выпускной части внутренней поверхности каждой воронки коническими так, что диаметр впускной части одной воронки больше диаметра примыкающей к ней выпускной части другой воронки, позвол ет достичь поставленную цель за счет того , что поток жидкого металла становитс  строго направленным на всех участках, без затекани  в места стыков и разъемов. Вместе с другими признаками сменность комплекта воронок гарантирует эффективное и

надежное проведение очередного цикла работы установки.

На фиг. 1 показана установка, общий вид; на фиг.2 - вакуумно-компрессионное

0 уплотнение, расположенное в затворе, в не- наддутом состо нии; на фиг.З - то же, в наддутом состо нии.

Установка состоит из плавильной камеры 1, в которой смонтированы тигель 2 с

5 устройством донного слива 3. Камера снабжена электронно-лучевым нагревателем 4 и механизмом загрузки шихты 5. В нижней части камера пристикована к корпусу ва- куумно-компрессионного затвора 6, внутри которого установлена подвижна  часть 7 (заслонка). Затвор соединен с разливочной камерой 8, в которой установлена литейна  форма 9, подогреваема  нагревателем 10. Металлопровод от тигл  до формы образован системой воронок: приемной 11, промежуточной 12 и заливочной 13. Воронки могут быть выполнены из материала, не смачиваемого жидким металлом, например из керамики. Затвор снабжен вакуумным 14

0 и вакуумно-компрессионным 15 (работающим как под вакуумом, так и высоким давлением ) кольцевыми уплотнени ми, а также пластинчатым тепловым экраном 16. Ваку- умно-компрессионные уплотнени  имеют

5 каналы вод ного охлаждени  17. Вакуумно- компрессионный затвор 6 снабжен пневмоприводом 18. Подача литейной формы 9 в разливочную камеру 8 осуществл етс  при помощи механизма 19. приводимого в дви0 жение электроприводом 20. Литейна  форма установлена на днище 21. Замыкание разливочной камеры производитс  байо- нетным затвором 22. Установка снабжена системами вакуумировани , газонаполне5 ни , а также запорной измерительной и контрольной аппаратурой (дл  простоты не показаны).

Установка работает следующим образом .

0 Литейна  форма 9 устанавливаетс  на платформу, расположенную на днище 21, и с помощью механизма 19 и электропривода 20, доставл етс  в разливочную камеру 8. Закрываетс  байонетный затвор 22. Вклю5 чаетс  подогрев формы от нагревател  10. Тигель 2 загружаетс  шихтой посредств&м механизма 5. Заслонка 7 приводом 18 перемещаетс  в закрытое положение. При движении заслонки 7 вакуумно-компрес0 сионные уплотнени  15, расположенные в затворе 6, занимают исходное (ненаддутое) положение, показанное на фиг.2, обеспечива  гарантированный зазор, необходимый дл  свободного перемещени  заслонки 7.

5 Во все уплотнени  15 подаетс  газ поддавлэнием , например, 0,15-1 МПа. Уплотнени  занимают положение, показанное на фиг.З, обеспечива  герметизацию мест уплотнений . Производ т вакуумирование плавильной камеры 1 и разливочной камеры 8. При достижении требуемой глубины разрежени  включают электронный нагреватель 4 и довод т металл 23 до расплавленного состо ни . Давление в уплотнени х 15, расположенных в затворе 6, сбрасывают и они занимают положение, показанное на фиг.2. Открывают заслонку 7 и посредством устройства 3 осуществл ют донный слив метал- ла 23 из тигл  2 через соосно расположенные воронки 11-13 в литейную форму 9. Затем, при помощи пневмопривода 18 перекрывают заливочное отверстие заслонки 7. Тепловой экран 16 занимает положение, соосное с этим отверстием. Осуществл ют одновременный наддув различ- ной камеры 8 и всех вакуумно-компрес- сионных уплотнений 15, причем давление в уплотнени х превосходит на 1,5-3,0 атм давление в камере. Происходит кристаллизаци  отливки под избыточным давлением, например, 4,0 МПа. После необходимой выдержки происходит разгерметизаци  установки , извлечение литейной формы и подготовка к следующему циклу работы.

По мере износа комплект воронок заме- н етс .

В отличие от прототипа предложенна  установка обеспечивает повышение надежности и эффективности работы. Повышение эффективности достигаетс  за счет обеспе- чени  возможности создани  высокой компрессии и снижени  тепловых потерь

металла за счет уменьшени  рассто ни  от тигл  до литейной формы. Повышение надежности обеспечиваетс  тем, что исключаетс  попадание брызг расплавленного металла на элементы конструкции установки , снижаетс  тепловое воздействие на них, гарантируетс  герметичность разливочной камеры в процессе компрессии, а также сменностью комплекта воронок.

Claims (2)

1.Вакуумно-компрессионна  плавиль- но-литейна  установка содержаща  плавильную и разливочные камеры, соединенные затвором с заслонкой, приемную , промежуточную, установленную в заслонке , и заливочную воронки, систему вакуумировани  и напуска газа, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и эффективности в работе, затвор снабжен вакуумно-компрессионным уплотнением и тепловым экраном, установленным в заслонке с возможностью соосно- го размещени  над заливочной воронкой, при этом выпускна  часть приемной и впускна  часть заливочной воронок установлены в затворе с возможностью соосного расположени  с промежуточной воронкой, а впускна  и выпускна  части внутренней поверхности каждой воронки выполнены коническими, причем диаметр впускной части одной воронки больше диаметра примыкающей к ней выпускной части другой воронки.

2.Установка поп.1,отличающа - с   тем, что комплект воронок выполнен сменным.

Фиг. I

Фиг.З