Установка для електрогідроімпульсної обробки розплавленого металу

Установка для злектрогидроимпульсной обработки расплавленного металла, содер жащая источник упругих колебаний в виде закрепленной на поворотной стреле элект роразрядной камеры с электродами и вол новодом-излучателем, у которого верхняя часть выполнена в виде мембраны, меха низм перемещения стрелы и пневмосистему, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что пневмосистема снабжена пневмораспределителем, электроразрядная камера - отъемным дном с центральным отверстием под волноводизлучатель, мембрана выполнена в виде поршня, размещенного в электроразрядной камере с образованием сообщенной с пневмосистемой герметичной полости между ней и отъемным дном и с возможностью перемещения этого поршня вдоль продольной оси электроразрядной камеры, а механизм перемещения стрелы выполнен в виде каретки с приводом для возвратно-поступательного перемещения, стрела шарнирно соединена с кареткой и снабжена катками, установленными с возможностью перемещения по наклонным направляющим. Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к сталеплавильному производству и может быть использовано для внепечной обработки жидких металлов. На фиг.1 представлена установка в разрезе; на фиг.2 -установка в плане; на фиг.З - разрядная камера в разрезе. Установка для электрогидроимпульсной обработки (ЭГИО) расплавленного металла содержит источник упругих колебаний 1 (вибратор) в виде прокачиваемой рабочей жидкостью 2 электроразрядной камеры 3 со встроенным в нее положительным электродом 4. Электроразрядная камера 3 выполнена в виде прочного корпуса 5, в который встроена поршень-мембрана 6 с уплотняющими манжетами 7. Дно поршня-мембраны 6 переходит в волновод-излучатель 8. Отрицательным электродом является вся конструкция установки, в частности поверхность 9 поршня-мембраны 6. В нижней части корпуса 5 расположено отъемное дно 10, соединенное с корпусом 5 кремальерным соединением 11 через прокладку 12. В отъемном дне 10, с центральным отверстием под волновод-излучатель, установлены манжеты 13, уплотняющие волновод-излучатель 8. Между поршнем-мембраной 6 и отъемным днищем 10 электроразрядной камеры 3 образована герметичная полость 14, соединенная с пневмосистемой, снабженной пневмораспределителем (на чертеже не показана). На волноводе-излучателе 8 закреплен, например, сваркой, экран 15 для С > ел о О 12756 предохранения источника упругих колебаний 1 от прямого теплового излучения при ЭГИО металла в ковше, Электроды 4 и 6 соединены с генератором импульсов тока 16 Источник упругих колебаний 1 закреп- 5 лен на поворотной стреле 17 (фиг.2). Механизм перемещения стрелы 17 выполнен в виде каретки 18 с приводом 19 для возвратнопоступательного перемещения. На каретке 18 закреплены катки 20, установленные на ю горизонтальных направляющих 21, и кронштейны 22 для соединения ее посредством цепной передачи 23 с приводом 19, размещенным на стационарной опоре 24. На стреле 17 закреплены катки 25, установлен- -jg ные на направляющих 26, имеющих горизонтальный и наклонный участки. Стрела 17 шарнирно, посредством оси 27 через кронштейн 28, соединена с кареткой 18. Волноводизлучатель 8 с насадкой 29 погружен в „л расплав 30. Ковш 31 опущен в приямок 32 и отцентрован по упорам 33 и 34. Источник упругих колебаний 1 введен под траверсу 35, подвешенную на крановой подвеске 36. При достижении, в процессе перемещения, стрелой 17 горизонтального положения, она *** фиксируется от дальнейшего поворота упором 37. Работает установка следующим образом Ковш 31 с расплавом 30 на траверсе 35 30 крановой подвеской 36 подается в приямок 32 и центрируется по упорам 33 и 34. Включают систему прокачки (на чертеже не показана) электроразрядной камеры 3 с рабочей жидкостью 2, а также привод 19, при этом 35 каретка 18, соединенная кронштейнами 22 с цепной передачей 23 привода 19, по направляющим 21 перемещается к ковшу 31. Одновременно стрела 17, соединенная шарнирно с осью 27 через кронштейн 28 с ка- 40 реткой 18, перемещается по направляющим 26, имеющим горизонтальный и наклонный участки, в том же направлении. Вибратор 1, закрепленный на стреле 17, участвуя в двух движениях одновременно, совершает дви- 45 жение по криволинейной траектории, обеспечивающей ввод волноосда-излучателя 8 в ковш 30, а вибратора 1 под траверсу 35. При дальнейшем движении волновод-излучатель 8 опускается в ковш на заданную глу- 50 бину и находится у боковой поверхности внутри ковша. Включают генератор импульсов тока 16 и производят ЭГИО металла. Включают привод 19 и перемещают волновод-излучатель 8 к центру ковша 3 и обратно 55 к его боковой стенке. Включают пневмоси-стему с пневмораспределителем (на чертеже не показана), посредством которого, одновременно с ЭГИО металла, попеременно сообщают полость 14 вибратора 1 с ма гистралью сжатого воздуха и атмосферой, при этом поршень-мембрана 6 и волноводизлучатель 8 с насадкой 29 соответственно перемещаются вверх под воздействием давления сжатого воздуха и вниз под действием собственного веса и давления в электроразрядной камере 3 от электрических разрядов, что в сочетании с системой автоматического управления (на чертеже не показана), содержащей реле времени, обеспечивает колебания волновода-излучателя 8 с заданной амплитудно-частотной характеристикой. При включении генератора импульсов тока 16 между электродом 4 и поверхностью 9 поршня-мембраны 6 в электроразрядной камере 3, заполненной рабочей жидкостью 2, происходит высоковольтный электрический разряд, сопровождающийся появлением в ней ударных волн, воздействующих на поршень-мембрану 6 и передаваемых далее волноводом-излучателем 8 расплаву 30. Под влиянием ударных волн в расплаве 30 генерируются интенсивные упругие колебания, вызывая в последнем конвективные потоки, волны растяжения-сжатия и гидравлические удары, характеризующиеся крутым фронтом нарастания нагрузки во времени. Перечисленные факторы способствуют улучшению качества литого и кованного метаппа. Однако зона эффективного воздействия указанных факторов на металл в ковше ограничена с одной стороны физической природой распространения волн растяжения-сжатия в жидкости (наблюдается резкое снижение интенсивности воздействия при незначительном удалении от излучателя), с другой - увеличение мощности генератора импульсов тока приводит к снижению надежности вибратора. Естественная скорость перемешивания металла в ковше под воздействием тепловых потоков недостаточна для ЭГИО значительных обьемов металла в связи с ограниченным временем обработки. Перемещения волновода-излучателя с заданной амплитудно-частотной характеристикой способствуют увеличению скорости перемешивания металла в ковше, что обеспечивает возможность обработать больший объем металла за счет более интенсивного поступления его в зону эффективного воздействия. После окончания ЭГИО металла отключают генератор импульсов тока и пневмосистему. Включают реверсивный привод 19, при этом каретка 18 со стрелой 17 и вибратором 1 перемещаются в исходное положение. Отключают систему прокачки электроразрядной камеры 3 рабочей жидкостью 2 На этом цикл заканчивается. Описанный комплекс 5 12756 воздействия на расплав способствует активной дегазации, всплыванию и отслаиванию неметаллических включений, активизации зародышей кристаллов и увеличению их количества, выравниванию химической и структурной неоднородностей, что, в конеч ном счете, повышает качество отливок и слит ков, полученных из расплава после ЭГИО, а также снижает процент брака отливок иа 2030% за счет уменьшения количества микро5 трещин, пор и раковин на поверхности отливок. (6_ 21 18 6 28 37 1Л Гп 36 35