Пристрій для приготування та роздачі рідкого металу

Изобретение относится к области металлургии и литейного производства и может быть использовано для приготовления и раздачи жидкого металла. Известно устройство для раздачи жидкого металла (Патент Франции №2.094.191, кл B22d35/00//B22d37/00; F27d3/00, 11/00, опубл. 04.02.72). Устройство содержит печь с индукционным каналом, разливочный канал и сифон для доливки металла, раму с механизмом поворота устройства и промежуточные лотки. Раздача металла осуществляется через разливочный канал в промежуточные мерные ковши, которые подают металл в литейные формы. Недостаток устройства - сложность осуществления обработки металла реагентами ввиду отсутствия достаточного его перемешивания. Известна двухкамерная индукционная печь типа LER для плавки металлов и сплавов (Фарбман С.А., Колобнев И.О. Индукционные печи для плавки металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1968), содержащая две камеры, соединенные между собой наклонными каналами. Вокруг установленного в средней части печи индуктора образуется короткозамкнутый виток жидкого металла. В нем индуктируется электрический ток, под действием которого происходит нагрев и плавление металла в печи. Однако в данной печи сложно проводить порционную разливку жидкого металла. Наиболее близким к заявляемому изобретению является двухкамерная индукционная канальная печь фирмы "ASEA" для плавки и выпуска расплава через желоб путем его наклона (Емелевский Я. Литье цветных металлов: Пер. с польск. - М.: Высш. шк., 1977). Печь состоит из двух камер для приема и отбора металла, соединенных между собой наклонными каналами, индуктора, устройства наклона печи и сливного желоба. Недостатком данной печи является несовершенный метод разливки жидкого металла, при котором для обеспечения слива металла необходимо производить наклон всей печи. Подобным образом можно разливать большие объемы металла. Однако при разливке малых порций жидкого металла с высокой точностью такой метод неприемлем ввиду его значительной инерционности и низкой точности. Необходимо обеспечить также высокую эксплуатационную надежность устройства наклона печи. Поэтому применение на практике такого метода разливки жидкого металла сопряжено со значительными затратами ручного труда, повышенным расходом жидкого металла и приводит к уменьшению выхода годного литья. В основу изобретения поставлена задача создания такого устройства для приготовления и раздачи жидкого металла, в котором путем совмещения в одном агрегате технологических операций плавления, выдержки, перегрева, обработки и управляемой порционной разливки металла обеспечивается простота, надежность и стабильность процесса получения отливок, достигается повышение качества изготавливаемого литья. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для приготовления и раздачи жидкого металла, содержащем основание, раму, загрузочную и раздаточную емкости, соединенные между собой горизонтально расположенным огнеупорным блоком с двумя токонесущими каналами, индуктор и электромагнит, в тыльной стенке раздаточной емкости выполнен сливной металлопровод, нижний конец которого сообщается с токонесущим каналом, а верхний имеет выход на прикрепленный к боковой стенке раздаточной емкости сливной желоб, причем участок соединения металлопровода с токонесущим каналом расположен над полюсом электромагнита. Кроме того, в нижней части тыльной стенки раздаточной емкости по оси размещения сливного металлопровода выполнен дополнительный канал, соединяющий токонесущие каналы между собой. В плоскости размещения дополнительного канала расположены два противоположно направленных сливных металлопровода. Сам дополнительный канал выполнен в виде тройника, два противоположных конца которого соединены с токонесущими каналами, а третий сообщен с раздаточной емкостью. На фиг.1 представлено предлагаемое устройство для приготовления и раздачи жидкого металла, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - разрез устройства по плоскости А - А; на фиг.4 - то же устройство с дополнительным каналом, вид сверху; на фиг.5 - то же устройство с двумя противоположно направленными сливными металлопроводами, вид сверху; на фиг.6 - то же устройство с дополнительным каналом, выполненным в виде тройника, вид сверху. Устройство (фиг.1 - 3) состоит из загрузочной 1 и раздаточной 2 емкостей, соединенных между собой огнеупорным блоком 3, в котором выполнены два токонесущи х канала 4. В огнеупорный блок 3 встроен индуктор 5. Все эти узлы расположены на раме 6. которая крепится к основанию 7. В тыльной стенке 8 раздаточной емкости выполнен сливной металлопривод 9. Нижний конец металлопровода сообщается с токонесущим каналом 4, а верхний - имеет выход на сливной желоб 10, прикрепленный к боковой стенке емкости 2. Участок соединения металлопровода 9 с токонесущим каналом 4 расположен над полюсом электромагнита 11. Устройство работает следующим образом. Первоначально в загрузочную емкость 1 устройства заливают жидкий металл, который по токонесущим каналам 4 поступает в раздаточную емкость 2 и образует короткозамкнутый виток вокруг индуктора 5. При включении индуктора 5 в электрическую сеть в токонесущи х каналах 4 индуктируется электрический ток 1, замыкающийся через загрузочную емкость 1 и раздаточную емкость 2. В соответствии с законом Джоуля - Ленца происходит нагрев жидкого металла в каналах, и тепло при этом передается в загрузочную емкость 1 и раздаточную емкость 2. За счет этого тепла в устройстве можно производить подогрев и плавление металлической шихты. При заливке порции металла в форму подают напряжение питания на электромагнит 11. Создается магнитное поле B, силовые линии которого пересекают тонконесущий канал 4. При этом в результате взаимодействия электрического тока I в токонесущем канале 4 с магнитным полем B электромагнита 11 возникает электромагнитная сила F1, под действием которой жидкий металл нагнетается в металлопровод 9 и далее поступает на сливной желоб 10. При плавлении металла работает только индуктор 5, при разливке включены как индуктор 5, так и электромагнит 11. Величина порции определяется временем включения электромагнита 11, расход металла регулируется электрическими параметрами индуктора 5 и электромагнита 11. Металл в сливном металлопроводе 9 подогревается за счет тепла, поступающего из токонесущего канала 4. Таким образом, предлагаемое устройство, наряду с подогревом и плавлением металла и реагентов, обеспечивает периодическую порционную управляемую разливку металла без дополнительных механизмов наклона устройства и затрат ручного труда. Для интенсификации процесса плавления металла, усреднения его химического состава и температуры в устройстве можно дополнительно осуществлять регулируемое перемешивание металла. С этой целью в тыльной стенке 8 раздаточной емкости 2 выполнен дополнительный канал 12 (фиг.4), соединяющий между собой токонесущие каналы 4. В этом случае работа индуктора 5 происходит без изменения. Для осуществления перемешивания напряжение питания электромагнита включают так, чтобы электромагнитная сила F2 была направлена в противоположную от сливного металлопровода 9 сторону. При этом жидкий металл из участка создания электромагнитной силы нагнетается в дополнительный канал 12, в результате чего в устройстве возникает управляемое течение металла, скорость которого можно регулировать электрическими параметрами индуктора 5 и электромагнита 11. Производить перемешивание металла в устройстве можно как при его плавлении так и в перерывах между разливками очередных порций жидкого металла. Расширение технологических возможностей предлагаемого устройства достигается также за счет оборудования его двумя слитными металлопроводами 9 и 13 (фиг.5), которые расположены в плоскости размещения дополнительного канала 12. В этом случае с помощью одного предлагаемого устройства можно производить разливку металла под действием электромагнитных сил F1 и F3 в два металлоприемника и соответственно повысить производительность процесса изготовления литья. Кроме того, можно производить разливку металла с повышенным расходом, для чего электромагниты устройства включаются так, чтобы электромагнитные силы F1 и F3 суммировались. Разливку металла через два сливных металлопровода 9 и 13 можно производить как одновременно, так и поочередно или по какой-либо другой программе. При приготовлении металла и его обработке реагентами для интенсификации перемешивания дополнительный канал можно выполнить в виде тройника 14 (фиг.6), два противоположных конца которого соединяют токонесущие каналы 4, а третий имеет выход в раздаточную емкость 2. Если электромагниты включить так, что электромагнитные силы F1 и F3 направлены встречно, то металл из токонесущи х каналов 4 нагнетается в дополнительный канал 12, а из него поступает в раздаточную емкость 2. При этом в устройстве возникают циркуляционные потоки, которые способствуют растворению реагентов, усреднению химического состава и температуры. Перемешивание можно производить как в режиме нагрева и приготовления металла, так и в перерывах между заливками очередных порций металла. Таким образом, конструктивные особенности предлагаемого устройства для приготовления и раздачи жидкого металла обеспечивают широкие технологические возможности при изготовлении литых деталей. Данное устройство позволяет эффективно осуществлять процессы нагрева металла, обработки его реагентами, порционной разливки и активно управлять этими процессами с целью получения высококачественного литья.