Установка електронно-променевого переплавлення блока губчастого титану

Установка електронно-променевого переплавлення блока губчастого титану, яка містить вакуумну плавильну камеру, з'єднані з нею через вакуумні затвори камери завантаження заготовок з механізмами горизонтальної подачі, причому кожна з камер забезпечена щонайменше одним насосом з вакуумними затворами, камеру злитка з механізмом витягування, електронні гармати, проміжну ємкість і кристалізатор, яка відрізняється тим, що в камерах завантаження блоків губчастого титан у встановлені індуктори, а вакуумні затвори вакуумних насосів камер завантаження і вакуумної плавильної камери з боку вакуумних насосів і камер завантаження оснащені фільтрами. Винахід відноситься до області спеціальної електрометалургії і може знайти застосування при одержанні зливків і слябів технічного титана комерційний чистота. Відома установка електронно-променевого переплавлення металевих заготовок, що містить вакуумну плавильну камеру, з'єднані з нею через вакуумні затвори камери загрузки заготовок з механізмами горизонтальної подачі, причому кожна з камер забезпечена, щонайменше, одним насосом з вакуумними затворами, камеру зливка з механізмом витягування, електронну гармату, високовакуумні паромасляні насоси і кристалізатор [див. Электронная плавка металлов, Г.Ф. Забронок. Т.И. Зеленцов, А.С. Ронжин, Б.Г. Соколов, М., Ме таллургия, 1972. с. 90. Фіг.58]. Недоліками установки є: - низька якість металу, оскільки процеси дегазації металу, випаровування летючих конденсованих домішок і рафінування металу суміщені в кристалізаторі через відсутність проміжної ємності; - застосування пресованої витратної заготовки, що обумовлює збільшення собівартості і трудомісткості процесу виготовлення пресованої витратної заготовки, і, як наслідок, приводить до погіршення техніко-економічних показників елект ронно-променевого переплавлення губчастого титана; - нестабільність роботи високовакуумних паромасляних насосів через їх велику чутливість в умовах нерівномірного, часто вибухового, характеру газовиділення і випаровування летючих конденсованих домішок з матеріалу, що розплавляється. Найбільш близькою до запропонованої є установка електронно-променевого переплавлення губчастого титана, що містить вакуумну плавильну камеру, приєднані до неї через вакуумні затвори камери загрузки заготовок з механізмами горизонтальної подачі, камеру зливка з механізмом витягування, електронні гармати, вакуумні насоси, проміжну ємність і кристалізатор [див. Деклараційний патент № 38014, Україна, МПК С2 і С 5/56, С22В 9/04, 2001 р.]. Недоліком найближчого аналога є низька експлуатаційна надійність роботи вакуумних насосів установки газів, які, знаходячись під дією безперервного потоку газів, швидко втрачають можливість тримати необхідний для процесу вакуум, а також необхідність частої заміни мастила високовакуумних паромасляних і форвакуумних насосів через забруднення мастил конденсованими летючими (19) UA (11) 83577 (13) C2 (21) a200612983 (22) 11.12.2006 (46) 25.07.2008, Бюл.№ 14, 2008 р. (72) КОНДРАТІЙ МИКОЛА ПЕТРОВИЧ, U A, ІРХА ЄВГЕН ЮРІЙОВИЧ, UA, ЧЕРНЯВСЬКИЙ ВАДИМ БОРИСОВИЧ, UA, ТУР ОЛЕКСАНДР ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA (73) КОНДРАТІЙ МИКОЛА ПЕТРОВИЧ, U A, ІРХА ЄВГЕН ЮРІЙОВИЧ, UA, ЧЕРНЯВСЬКИЙ ВАДИМ БОРИСОВИЧ, UA, ТУР ОЛЕКСАНДР ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA (56) UA 27069 C2, 27.02.1998 SU 1786157 A1, 07.01.1993 RU 2087563 C1, 20.08.1997 RU 2084549 C1, 20.07.1997 3 83577 домішками, хлоридами і фторидами. Вказані недоліки обумовлені тим, що насоси постійно знаходяться під впливом безперервного потоку, пари хлоридів, фторидів, летючих конденсованих домішок, які виділяються з губчастого матеріалу в процесі плавлення. Цей потік циркулює з технологічної вакуумної плавильної камери у форвакуумні і високовакуумні паромасляні насоси, що приводить до руйнування внутрішніх елементів (пружин, болтів, металевих прокладок, клапанів), форвакуумних насосів через взаємодію хлоридів, наприклад, хлорид магнію з вологою вакуумного мастила, з утворенням соляної кислоти, що негативно впливає на знос деталей форвакуумних і високовакуумних насосів. В основу винаходу покладене завдання створити таку установку електронно-променевого переплавлення блоку губчастого титана, в якій шляхом ізолювання форвакуумних і високовакуумних насосів від потоку парів хлоридів, фторидів, летючих конденсованих домішок, які виділяються з губчастого матеріалу в процесі плавлення, досягається зниження їх руйнівної дії на насоси і мастила, що підвищує експлуатаційну надійність установки. Поставлена задача досягається тим, що запропонована установка електронно-променевого переплавлення блоку губчасто го титана, що містить вакуумну плавильну камеру, з'єднані з нею через вакуумні затвори камери загрузок заготовок з механізмами горизонтальної подачі, причому кожна з камер забезпечена, щонайменше, одним насосом з вакуумними затворами, камеру зливка з механізмом витягування, електронні гармати, проміжну ємність і кристалізатор, в якій, згідно з винаходом, в камерах загрузок блоків губчастого титана встановлені індуктори, а вакуумні затвори вакуумних насосів камер загрузок і вакуумної плавильної камери з боку вакуумних насосів і камер загрузок забезпечені фільтрами. У оптимальному варіанті на камерах загрузки блоку губчастого титана встановлені вакуумні насоси низького вакуум у, а на вакуумній плавильній камері встановлені вакуумні насоси середнього вакуум у. В запропонованій установці процес плавлення титана провадиться в два етапи - спочатку відпал в камерах загрузок (завдяки наявності індукторів), потім плавлення в плавильній камері. Як відомо, основні шкідливі домішки розподілені на поверхні заготовки, що плавиться, тому пари хлоридів, фторидів, летючих конденсованих домішок, які виділяються з губчастого матеріалу в процесі плавлення утворюються саме в камерах загрузок і збираються фільтрами, якими оснащені вакуумні затвори вакуумних насосів камер загрузок і вакуумна плавильна камера. Це забезпечує високу експлуатаційну надійність роботи вакуумної системи установки за рахунок виключення попадання летючих конденсованих домішок в мастило вакуумних насосів, а також високу швидкість плавлення. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де: На Фіг.1 показана установка електроннопроменевого переплавлення блоків губчастого титана у позиції попередньої дегазації і випарову 4 вання летючих конденсованих домішок; На Фіг.2 - у позиції плавлення блоків губчастого титана в проміжну ємність. На Фіг.3 - перетин А-А на Фіг.2. Установка електронно-променевого переплавлення блоку губчастого ти тана містить вакуумну плавильну камеру 1, приєднані до неї через вакуумні затвори 2 і 3 камери 4 і 5 загрузки заготовок 6 і 7 з механізмами 8 і 9 горизонтальної подачі, камеру 10 зливка 11 з механізмом 12 витягування зливка 11, електронні гармати 13 і 14, проміжну ємність 15 і кристалізатор 16. Камери 4 і 5 загрузки блоків 6 і 7 губчастого титана містять індуктори 17 і 18, внутрішній діаметр яких більше діаметру блоків 6 і 7 губчастого титана. Крім того, камери 4 і 5 загрузки блоків 6 і 7 губчастого титана містять вакуумні насоси 17 і 18 низького вакууму, а вакуумна плавильна камера 1 - вакуумні насоси 19 і 20 середнього вакууму, причому вакуумні затвори 21 і 22 вакуумних насосів 17 і 18 камер 4 і 5 загрузки блоків 6 і 7 губчастого титана і вакуумні затвори 23 і 24 вакуумних насосов 19 і 20, а також вакуумні затвори 2 і 3 плавильної камери 1 з боку камер 4 і 5 загрузки містять фільтри, відповідно, 25, 26; 27, 28 і 29, 30. Установка електронно-променевого переплавлення блоку губчасто го титана працює таким чином: Заготовки блоків 6 і 7 витратного губчастого титана за допомогою цехового крана через люки 31 і 32 завантажують в камери 4 і 5 загрузки на рольганги 33 і 34. За допомогою механізмів 8 і 9 горизонтальної подачі переміщають блоки 6 і 7 в індуктори 17 і 18 в позицію попередньої дегазації і випаровування летючих конденсованих домішок і виводять штоки 8 і 9 механізмів горизонтальної подачі із зони дії індукторів 17 і 18. За допомогою механізмів 35 і 36 опускають фільтри 29 і 30 перед закритими вакуумними затворами 2 і 3 вакуумної плавильної камери 1 (Фіг.1). При цьому фільтри 25, 26 і 27, 28 перед вакуумними затворами 21, 22 і 23, 24, відповідно, вакуумних насосів 17, 18 і 19, 20 знаходяться в стаціонарному положенні над вакуумними затворами, а вакуумний затвор 37 камери 10 зливка 11 відкритий. Установку герметизують і вакуумують до досягнення необхідного вакуум у за допомогою вакуумних насосів 17, 18 низького вакууму і вакуумних насосів 19, 20 середнього вакуум у. Включають індуктори 17 і 18 і здійснюють на необхідний час попередній нагрів блоків 6 і 7 губчастого титана при температурі, що забезпечує дегазацію металу і випаровування летючих конденсованих домішок. Залежно від температури плавлення початкового блоку губчастого титана температура попереднього нагріву різна, але достатня для проведення процесів дегазації і випаровування летючих конденсованих домішок, які осідають на фільтрах 25, 26 і 29, 30. Це забезпечує експлуатаційну надійність роботи форвакуумних насосів і вакуумних насосів 17, 18 низького вакуум у за рахунок конденсації летючих конденсованих домішок на фільтрах 25, 26 і фільтрах 29, 30вакуумних затворів 2 і 3 (Фіг.1). 5 83577 Після завершення процесу дегазації і випаровування летючих конденсованих домішок за допомогою механізмів 35 і 36 піднімають фільтри 29 і 30 в кожухи відповідно 37, 38 і відкривають вакуумні затвори 2 і 3 вакуумної плавильної камери 1. Штоками 8 і 9 механізмів горизонтальної подачі переміщають блоки 6 і 7 губчастого титана на рольганги 39 і 40 і подають в зону плавлення над проміжною ємністю 15. Електронним промінням 41 і 42 електронних гармат 13 і 14 блоки 6 і 7 сплавляють в проміжну ємність 15, з якої рідкий метал стікає в кристалізатор 16, де формують зливок 11 (Фіг.2 і 3) в умовах обігріву рідкої ванни металу в кристалізаторі 16 електронним променем електронної гармати (на кресленні не показана). Формований зливок 11 витягають з кристалізатора 16 в камеру 10 зливка 11 за допомогою механізму 12 витягування. В процесі плавлення летючі конденсовані домішки осідають на фільтрах 27 і 28, що забезпечує 6 тривалу експлуатаційну надійність роботи вакуумних насосів 19 і 20 середнього вакууму за рахунок скорочення операцій заміни вакуумних мастил. При повному сплаві заготовок блоків 6 і 7 витратного губчастого ти тана зливок 11 опускають в камеру 10, закривають затвор 37 і здійснюють охолоджування одержаного зливка 11 у вакуумі або інертній атмосфері необхідний час. Установку розвакуумовують, здійснюють вивантаження зливка 11. Після чищення і прибирання фільтрів 25, 26, 27, 28, 29, 30, камер загрузки 4, 5 і вакуумної плавильної камери 1 здійснюють підготовку електронно-променевої установки до переплавлення наступних блоків губчастого титана. Застосування запропонованої електроннопроменевої установки дозволить підвищити експлуатаційну надійність роботи вакуумної системи установки і понизити фінансові витрати на ремонт, придбання і заміну мастил форвакуумних і паромасляних насосів. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 83577 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601