Електродуговий вібратор рідкого металу

Винахід відноситься до металурги і може бути використаний при кристалізації злитків та відливок у формах і виливницях, а також при безперервному розливанні. Відомий спосіб збудження вібрації розплаву у електропровідній ємності з каналами, через які пропускають електричний струм густини, достатньої для передавлювання у каналах розплаву завдяки стягувальному ефекту, який приводе до розриву електричного кола і подальшому його відновлюванню з виникненням гідравлічного удару та повторенням циклу [1]. Але пристрій який працює за даним способом, для своєї праці потребує достатньо потужні трансформатори, щоб досягалися струми порядку 4кА, які необхідні для передавлювання метала у каналі, і при його праці важко здійснити контроль за його діяльністю, тому що канали знаходяться усередині вогнетривких стаканів. Найбільш близьким за технічною суттю і результатами, які досягаються є пристрій для збудження вібрації розплаву металу пружними коливаннями, який містить ємність для розплаву, джерело струму 6 електродами, що підводяться до розплаву, один з яких вмонтований у стінку провідної виливниці або у канал, який служить для заповнювання виливниці металом знизу, а другий електрод вмонтовано у неелектропровідну трубку і влаштовано у верхній частині ємності [2]. Але такий пристрій є стаціонарним і не дозволяє обробляти декілька відливок. Задача винаходу - підвищення якості і збільшення виходу годних злитків, поліпшення їх механічних якостей та зниження витрат металу. Поставлена задача досягається тим, що електродуговий вібратор рідкого металу вміщує джерело струму і електроди, що підводяться до розплаву, один з яких опускається у ливниковий отвір відразу після заповнення форми рідким металом, а другий, який міститься в не-електропровідну вогнетривку оболонку, яка прикріплена до стальної штанги з'єднаною з кабелем, опускається в прибуткову частину злитка У конструкції електродугового вібратора передбачені такі відмінності: - електроди закріплено на штанзі, яка переноситься; - простір між не-електропровідною трубкою та електродом заповнено формувальною сумішшю для забезпечення герметичності камери; - навколо електроду розміщені стальні пластини жорсткості, до яких приєднана гнучка шина, яка підводить електричний струм. На Фігурі зображено основний електрод електродугового вібратора, в якому утворюються ударні хвилі. Він складається з трубки, яка зроблена з не електропровідного матеріалу 1, заповненого формувальною суміщу 2, навколо електрода 3, який для придання жорсткості конструкції захищений стальними пластинами 5. Кріплення трубки з електродом до стальної штанги 7 здійснюється затискачами 4. Струмопідводяща шина 6 з'єднує електрод з штангою. До штанги підводиться струм від зварювального апарату за допомогою кабелю, який кріпиться болтом, установленим у отвору 9. Між електродом і вогнетривкою оболонкою є повітряна камера 10. Пристрій працює таким чином. Після заповнення ливарної форми металом, один з електродів опускається у заливний отвір, а другий основний електрод на декілька сантиметрів опускається в рідкий метал прибутку, до тих пір, поки рідкий метал не торкнеться електроду. Електричний струм, який протікає по металу, заповнюючому форм)$ у місті торкання електроду з поверхнею метала утворює електричну дугу, температура якої досягає шести тисяч градусів Цельсія. Газ, який знаходиться у камері 10 між електродом і вогнетривкою стіною трубки, первісно маючий температуру рідкого металу порядку 1500 градусів Цельсія, нагрівається дугою до 5-6 тисяч градусів, розширюється і виштовхує метал з камери в литкову форму,, створюючи ударну хвилю у металі, що кристалізується, що приводить до перемішування металу, ломки зростаючих дендритів, подрібненню великих кристалів, виникненню нових центрів кристалізації, зниженню хімічної неоднорідності і поліпшенню структури відливки. Після виштовхування порції металу з камери та розриву електричного кола гідравлічний тиск підіймає рівень металу у камері з електродом знову до торкання поверхні металу з електродом, виникненням дуги та виштовхуванням чергової порції металу з камери, створюючи ударну хвилю. Процес повторюється з частотою 20-30Герц, залежної від об'єму електродної камери та геометричних розмірів електрода. Теплова енергія, яка виділяється при виникненні електричної дуги, забезпечує додатковий обігрів прибуткової частки відливки, що сприяє переміщенню металу з прибутку усередину відливки та зменшенню дефектів усадкового походження. Пристрій випробувано у ливарному цеху Зуївського енергомеханічного заводу на кулях для кульових млинів. Вага куль 60кг, площа електрода 100мм, напруга постачання 40В, сила максимального струму 170А, температура сталі 1540 градусів за Цельсієм, обробка продовж 2 хвилин. Зразки, які вирізані з куль, показали зменшення зерен кристалів, а у відливках значне зменшення глибини дна усадкової раковини. Використання запропонованого пристрою дозволяє зменшити брак по відливкам, поліпшує їх механічні якості, знижує витрати металу та поліпшує економічні показники цеху. ДЖЕРЕЛА ШФОРМАЩЇ, ЩО ПРИЙНЯТІ ДО УВАГИ ПРИ СКЛАДАННІ ЗАЯВКИ 1. Авторское свдцетельство СССР №253314, кл. В22Д7/12, 1966. 2. Авторское свидетельство СССР №884851, кл. В22Д27/02, 1981, (прототип).