Печь для выплавки сплавов Советский патент 1984 года по МПК F27D21/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к печам для выплавки сплавов. Известна печь для выплавки сплавов, содержащая тигель с нагреватель HbiM элементом, крышку, метаплопровод и термопару, ycfaнoвлeннyю на крышке 1 . Недостатком данной печи является трудность предотвращения поломки кол 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 конике которого укреплен противовес , Однако известная конструкция не обеспечивает достаточно точное изме рещие температуры. При этом ,не достигается контроль уровня расплава в печи из-за колебания давления печи, что приводит к изменению положения темопары над уровнем расплава Целью изобретения является повышение точности измерения температуры и обеспечение контроля уровня расплава в печи. Цель достигается тем, что в печи для выплавки сплавов, включшощей тигель с нагревателем, металлопрово крышку, на которой укреплена термоп ра посредством ролика и троса, на другом конце которого укреплен прот вовес, крышка снабжена гильзой, в которой расположен противовес по скользящей посадке, причем полость гильзы под противовесом соединена с полостью тигля. На чертеже изображена предлагаем печь, вертикальный разрез. i Печь состоит из тигля 1 с нагрев тельным элементом 2 и металлопроводом 3, кожуха А, 5 с отверстием 6 {для вакуумирования печи и п дачи в нее инертного или легированн го газа). На крьш1ке 5 установлена стойка 7 с кронштейном 8, на котором закреплен ролик 9. На ролик9 надет трос 10, причем на одном конце 11 тр са 10 закреплена термопара 12, уста новленная в чехол, образованный вну ренней 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 крышке 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. I ,. Печь работает следующим образом. При снятой крышке 5 в печь загружаются шихтовые материалы, после чего на печь опускается крьшгка 5. При опускании крьшжи 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 крышка 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 крьшкой 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 достижении в печи высокой температуры происходит расплавление шихтовых материалов. При опускании шихты опу кается и чехол с термопарой 12. Ког 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 отключает 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 метаплопроводе -3 и заполнедие им пресс-формы. Если бы у печи полость 24 гильзы 23 не сообщалась с полостью 26 тигля 1 ,то с повы шением давления газа в печи увеличивалась бы подъемная сила чехла с те мопарой 12 (к подьемной силе жидког металла добавлялась бы подъемная сила за счет давления газа) к 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, равно внутреннему диаметру втулки 20 и сообщении полости 24 гильзы 23 с полостью 26 тигля 1 с возрастанием подъемной силы чехла .с термопарой 1 происходит уменьшение веса груза 22 (точнее вес груза 22 остается постоянным, но на него снизу действует подъемная сила газа). При этом колп чок 1 7 остается погруженным в расплавленный металл на одну и ту же величину. За счет сил трения между трубой 15 и втулкой 20, а также меж ду -грузом 22 и гильзой 23 происходит некоторое изменение высоты погр жения колпачка 17 в металл. Однако эта величина очень незначительна, и ею можно пренебречь. Таким образом, в процессе работы печи и выработки из нее сплава появля 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 тер1 -1опарой 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 того, 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 температурой 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 металла в печи без риска разрушения колпачка термопары. Годовой экономический эффект от предлагаемой печи составит не менее 7 тыс. руб. при использовании ее на одной установке для литья металлов с кристаллизацией под давлением. Данный эффект складывается из снижения затрат на электроэнергию, материалы и заработную плату.

Ю

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.