Печь для выплавки сплавов

 

ПЕЧЬ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ СПЛАВОВ, включающая тигель с нагревателем. металлопровод, крышку, на которой укреплена термопара посредством ролика и троса, на другом конце которого укреплен противовес, отличаюш . а,я с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры и обеспечения контроля уровня расплава в печи, крышка снабжена гильзой- , в которой расположен противовес по скользящей посадке, причем полость гильзы под противовесом соединена с полостью тигля.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) 2 А

3(5D F 27 D 21/00

-5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3505272/22-02 (22) 27.10.82 (46) 15.05.84. Бюл. № 18 (72) Е.П. Быкова (53) 621.625.52(088.8) (56) 1. Бедель В.К., Тимофеев Г.И.

Литье под давлением. И., "Машиностроение", 1988, с. 9.

2. "Цветные металлы", 1968, ¹ 7, с. 32-34 (прототип). (54)(57) ПЕЧЬ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ СПЛАВОВ, включающая тигель с нагревателем, металлопровод, крышку, на которой укреплена термопара посредством ролика и троса, на другом конце которого укреплен противовес, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры и обеспечения контроля уровня расплава в печи, крышка снабжена гильзой, в которой расположен противовес по скользящей посадке, причем полость гильзы под противовесом соединена с полостью тигля.

1092352

Изобретение относится к металлур-: гии, в частности к печам для выплав-,, ки сплавов.

Известна печь для выплавки сплавов, содержащая тигель с нагреватель- 5 ным элементом, крышку, металлопровод и термопару, установленную на крышке (11 .

Недостатком данной печи является трудность предотвращения поломки кол- 10 пачка термопары, так как термопару после загрузки в печь новой порции металла необходимо поднимать в верхнее положение, а после расплавления металла опускать в нижнее положение.

Наиболее близкой к изобретению является печь для выплавки сплавов, включающая тигель с нагревателем, металлопровод, крышку, на которой укреплена термопара посредством ролика и троса, на другом конце которого укреплен противовес (2 .

Однако известная конструкция не обеспечивает достаточно точное измерение температуры. При этом .не достигается контроль уровня расплава в печи из-за колебания давления печи, что приводит к изменению положения темопары над уровнем расплава. ЗО

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры и обеспечение контроля уровня расплава в печи.

Цель достигается тем, что в печи для выплавки сплавов, включающей тигель с нагревателем, металлопровод, крышку, на которой укреплена термопа" ра посредством ролика и роса, на другом конце которого укреплен проти-4О вовес, крышка снабжена гильзой, в которой расположен противовес по скользящей посадке, прячем полость гильзы под противовесом соединена с полостью тигля. 45

На чертеже изображена предлагаемая печь, вертикальный разрез. !

Печь состоит из тигля 1 с нагревательным элементом 2 и металлопроводом 3, кожуха 4, крьппки 5 с отверстием 6 (для вакуумирования печи и подачи в нее инертного или легированного газа). На крышке 5 установлена стойка 7 с кронштейном 8, на котором закреплен ролик 9. На ролик 9 надет трос 10, причем на одном конце 11 троса 10 закреплена термопара 12, установленная в чехол, образованный внутренней трубой 13, на наружной поверхности которой выполнены продольные пазы 14, соединенные внизу кольцевой канавкой. На внутреннюю трубу 13 надета наружная труба 15, а на верхний конец трубы 13 надета шайба 16.

На нижней части трубы 13 закреплен колпачок 17, имеющий бурт 18, с помощью гайки 19. Чехол термопары 12 установлен во втулку 20, закрепленную на .крышке 5. На другом конце 21 троса 10 закреплен груз 22 противовеса, который выполнен в виде поршня и установлен в гильзу 23, закрепленную на крышке 5. При этом полость 24 гильзы 23 под грузом 22 через отверстие 25 в крьппке 5 соединена с внутренней полостью 26 тигля 1.

Примером использования предлагаемой печи может быть машина для литья под низким давлением, которая используется, как правило, для получения фасонных отливок из алюминиевых сплавов. !

Печь работает следующим образом.

При снятой крышке 5 в печь загружаются шихтовые материалы, после чего на печь опускается крьппка 5. При опускании крышки 5 чехол с термопарой 12 находится в верхнем положении.

При этом колпачок 17 не выступает из втулки 20 ниже нижнего торца крышки 5, а груз 22 находится в нижнем положении, его нижний торец также не выступает ниже нижнего торца крышки 5. Это достигается, например, тем, что на конец 21 троса 10 добавляется дополнительный груз (не показан).

Когда крьппка 5 установлена на печь, а над отверстием металлопровода 3 установлена пресс-форма (не показана), проводится герметизация внутреннего пространства печи (прокладка герметизации между тиглем 1 и крьппкой 5 (не показана). Затем с конца 21 троса 10 снимается дополнительный груз и чехол с термопарой 12 медленно опускается до соприкосновения колпачка

17 с шихтовыми материалами. Так как вес груза 22 на 100-200 г меньше веса чехла с термопарой 12, то колпачок 17 не испытывает веса всего чехла с термопарой 12 (вес чехла с термопарой составляет около 8 кг), а воспринимает только небольшую часть данного веса. После этого проводится нагрев печи и создание в ней необходимого вакуума. При дос1092352 тижении в печи высокой температуры происходит расплавление шихтовых материалов, При опускании шихты опускается и чехол с термопарой 12. Когда шихта расплавляется, то колпачок 17 погружается в расплавленный металл на глубину 100-150 мм (определяемую весом вытесненного колпачком металла).

После доведения сплава в печи до нужного состояния от печи отключается вакуумная система, и через отверстие 6 в печь подается инертный газ (например аргон, под давлением 0,20,5 кгс/см ). При давлении газа на зеркало сплава происходит поднятие уровня сплава в металлопроводе .3 и заполнение им пресс-формы. Если бы у печи полость 24 гильзы 23 не сообщалась с полостью 26 тигля 1, то с повышением давления газа в печи увеличивалась бы подъемная сила чехла с тер мопарой 12 (к подъемной силе жидкого металла добавлялась бы подъемная сила за счет давления газа) и проис-, ходило -бы частичное поднятие чехла с термопарой 12, что затрудняло бы определение уровня жидкого металла в печи и приводило бы к некоторому колебанию температуры (так как колпачок мог подниматься над уровнем металла, оставаясь только в шлаке над расплавленным металлом). При внутреннем диаметре гильзы 23, равном внутреннему диаметру втулки 20 и сообщении полости 24 гильзы 23 с полостью 26 тигля 1 с возрастанием подъемной силы чехла .с термопарой 12 происходит уменьшение веса груза 22 (точнее вес груза 22 остается постоянньй, но на него снизу действует подъемная сила газа). При этом колпачок 17 остается погруженным в расплавленный металл на одну и ту же величину. 3а счет сил трения между трубой 15 и втулкой 20, а также между -грузом 22 и гильзой 23 происходит некоторое изменение высоты погружения колпачка 17 в металл. Однако эта величина очень незначительна, и ею можно пренебречв.

Таким образом, в процессе работы печи и выработки из нее сплава появля

5 ется возможность постоянно контролиро-. вать температуру и уровень в печи жидкого металла. После кристаллизации сплава в полости пресс-формы стравливают давление газа из полости печи.

Затем раскрывают пресс-форму и извлекают из нее отливку. Когда в печи осталось немного металла на конец 21 троса вновь подвешивается дополнительный груз, за счет которого чехол с теш4опарой 12 поднимается в верхнее положение, печь разгерметизируется, после чего крышка 5 снимается с печи, в печь загружается новая порция шихтовых материалов.

Выполнение чехла водоохлаждаемым позволяет стабилизировать зазор между трубой 15 и втулкой 20. Кроме то. го, это позволяет изготовлять чехол термопары из меди, в которой наводятся небольшие токи при использовании в качестве нагревательного элемента индуктора высокочастотной индукционной установки.

В печи с контролируемой темпера30 турой уменьшается расход электроэнер-. гии на расплавление сплавов. Печь позволяет доводить сплав только до жидко-твердого состояния и за счет этого получать отливки с меньшей величиной зерна и более высокими механическими свойствами.

Таким образом, предлагаемая печь позволяет постоянно контролировать температуру и уровень жидкого метал4п ла в печи без риска разрушения колпачка термопары.

Годовой экономический эффект от предлагаемой печи составит не менее 7 тыс. руб. при использовании

45 ее на одной установке для литья металлов с кристаллизацией под давлением. Данный эффект складывается иэ снижения затрат на электроэнергию, материалы и заработную плату.

1092352

Составитель М. Вилкова

Редактор M. Бандура Техред М.Гергель Корректор А.Тяско

Заказ 3239/25 Тираж 578 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4