Пристрій для розливки розплавленого свинцю

1. Пристрій для розливки розплавленого свинцю, який містить накопичувальний котел, встановлений нерухомо, ливарний ківш, що має литтєвий отвір й установлений на горизонтальній осі з можливістю радіального нахилу, та ливарну форму, який відрізняється тим, що котел устаткований насосом, призначеним для поповнення витратної C2 2 (19) 1 3 91883 4 З агрегатованими литтєвими машинами, до такту матеріалу з повітрям, адгезійні процеси веяких відноситься установка, що патентується, подуть до поступового налипання застиглого розпв'язані наступні проблеми, що виникають при вилаву по кромках каналів, що загрожує можливим користанні ливарного ковша. порушенням режиму заливки, призводячого до В контурі перегону розплаву з накопичувальутворення ливарних дефектів у вигляді "неспая" і ного котла в ливарну форму в гравітаційному споокисних полон. собі завжди є ділянка відкритого (не загерметизоНайближчим технічним рішенням, узятим як ваного) струменя. Він розташований між прототип, є пристрій для розливання розплавленорозливним ковшом і ливарними формами, і є або го свинцю за пат. Австрії №395079, МПК7 вільно падаючим струменем, або потоком матеріН01М2/30, 2/28, 10/12; пріоритет від 08.10.90, алу, що направляється стінками жолоба. На цій опубл.10.09.92. Основним вузлом пристрою є розділянці екранувати розплав від повітря практично ливний ківш, встановлений на горизонтальній осі. неможливо. Але оскільки час контакту при великій Обертання осі забезпечує нахил ковша у вертикашвидкості і малому шляху малий, то звичайно не льній площині. Крім того, ківш має можливість лівиникає спеціальних проблем. Проте на цій діляннійного переміщення за рахунок зв'язку з похилиці виникають проблеми, пов'язані зі складністю ми направляючими. На площині, розташованій динаміки потоку. При подачі по похилому жолобу врівні з крайнім верхнім положенням ковша, встасили адгезії можуть затримувати просування краєновлений накопичувальний котел з розплавом. На вих струменів потоку, через що вони встигають початку робочого циклу ківш занурюють в казан, втратити перегрів і кристалізуватися, поступово де він заповнюється розплавом. Потім його перестворюючи перешкоди для руху подальших зливсувають по направляючих в нижнє положення, до них потоків. Ці процеси при багаторазовому поливарної форми. При нахилі вся порцію розплаву вторі можуть привести до зміни профілю жолоба і заповнює форму, після чого його знов підіймають у навіть до засмічення, що позначиться на дозуванні верхнє положення для завантаження нової порції заливної маси і на працездатності машини в цілорозплаву. Дозування порції встановлюється по му. об'ємному критерію. При подачі відкритим потоком виникають проДо недоліків прототипу слід, перш за все, відблеми в двох фазах - при нахилі ковша і при його нести черпаковий спосіб наповнення ковша. Всі поверненні в початкове положення. Плавна зміна операції, пов'язані з переміщенням розплаву з кута нахилу ковша дає на початку і в кінці процесу котла в ливарні форми протікають при повному заливки струмінь слабкого тиску. При цьому часконтакті з атмосферою цеху і мають достатньо тина матеріалу може попадати на стінки ковша і велику тривалість. Крім того, котел працює в реосідати по краях його литтєвого отвору, застигаюжимі розгерметизації, оскільки в нього періодично чи на них. Зростання натьоків при тривалій роботі опускають ківш для заповнення. Це призводить до литтєвої машини створює механічні перешкоди формування окисних полон і випаровування легуфункціонуванню візла. Причому з часом швидкість ючих елементів. Крім того, злив розплаву в ливарросту патьоків зростає. ну форму супроводжується утворенням натьоків, Наступна серйозна проблема полягає в тому, які створюють перешкоди в роботі ковша, що збільшуються з часом. що перегрітий до 460-4800 С розплав при триваВ основу запропонованого технічного рішення лому контакті з атмосферним повітрям в ковші поставлена задача запобігання контакту розплаву взаємодіє з киснем. В результаті утворюються як з атмосферою в ковші і попередження утворення оксиди свинцю у вигляді плівок, так і з'єднання натьоків навкруги литтєвого отвору при перелиолова і сурми (у вигляді компонентів розплаву). ванні розплаву з ковша в ливарну форму. Відхід олова в з'єднання знижує ливарні властивоПоставлена задача вирішується тим, що в сті матеріалу, що при тонких виливках типу акумупристрої для розливки розплавленого свинцю, ляторних струмовідводів може привести до ливарякий містить накопичувальний котел, встановленого дефекту у вигляді непролива. Крім того плівки ний нерухомо, ливарний ківш, що має литтєвий оксидів свинцю при відриві виносяться розплавом отвір й установлений на горизонтальній осі з можв ливарну форму і можуть перекрити формоутволивістю радіального нахилу, та ливарну форму, рюючи канали. згідно винаходу, котел устаткований насосом, який Вказані проблеми існують у відомих литтєвих поповнює видаткову масу розплаву в ковші через машинах і пристроях і мають різний ступінь негаметалопровід, що має клапан із сервоуправлінням, тивних чинників. ливарний ківш, постачений кришкою, що має увеТак, відома машина для виготовлення основ дення для газових пальників, розташованих на електродів свинцевих акумуляторів за пат. Японії протилежних торцевих площинах, причому паль№ 58-156108, МПК7 В22D25/04, Хиронака Кензуке ники встановлені у підкришковому просторі, а опубл.19.03.85. (пріоритет від 26.08.83). Машина штуцера уведень з'єднані за допомогою гнучких містить плавильну піч і систему ливарних форм. шлангів з магістральним газопроводом, крім того Для створення напірного тиску ці вузли встановківш оснащений відсікателем струменя, виконаним лені з великим перепадом рівня по висоті. Розплау виді металевого бруска, шарнірно закріпленого влений свинець подається у форму для відливанна передній стінці ковша з можливістю радіального ня основи по похилих жолобах. Для щільного зсуву під дією сили тяжіння при зміні кута нахилу заповнення об'ємів форм їх піддають вібрації. ковша, причому брусок має таку довжину, що у До недоліків аналога слід віднести наступне. вихідному положенні його технологічна площина, Не дивлячись на те, що стік розплаву по відкритих яка прилягає до стінки ковша, перекриває литтєжолобах йде в умовах відносно нетривалого кон 5 91883 6 вий отвір, сягаючи його нижнього краю, а в похилена схема з'єднання вузлів, а на фіг.2 конструкція лому - відходить від стінки й відкриває отвір, не розливного ковша. першкоджаючи витоку струму разплаву. Окремі вузли пристрою зібрані в литтєву маПроведемо детальний аналіз технічного рішину агрегатним методом. Центром пристрою є шення. литтєвий вузол. Він складається з розливного коПри гравітаційній заливці матеріал заповнює вша 1 із знімною кришкою 2 і ливарної форми 3 з формоутворюючи порожнини дією сили тяжіння. воронкою 4, які встановлені на спільному технолоДля заливки використовується перепад рівнів між гічному столі 5. Накопичувальний котел 6 пристиливарною формою і ковшом. В установці, що пакований до цього вузла і пов'язаний з ним металотентується, основна маса розплаву знаходиться в проводом 7, оснащеним клапаном 8 для герметичному котлі, де створені умови кисневого управління подачею розплаву. Крім того, котел захисту. Для безпосередньої подачі матеріалу у забезпечено насосом 9 для подачі розплаву. Плаформи використовується проміжна ємність відносвлення свинцю проводиться за допомогою ТЕНів но невеликого об'єму. Вона має кришку, але наяв(не показані). Ківш 1 укріплений на валу 10 з підність литтєвого отвору не дає можливості її гермешипниковими опорами. Він встановлений з можтизувати. Згідно винаходу для захисту розплаву ливістю осьового повороту для переливу розплаву від атмосфери розроблений вузол створення диу форму 3. Розплав подається в ливарну форму 3 намічного бар'єрного шару, так званого, газоплазметодом вільного переливу через литтєвий отвір мового захисту. В хімічному відношенні створю11 в передній стінці ковша. Для створення газопються умови для постійного вигоряння лазмового бар'єру установка забезпечена відповіпоступаючого в підкришковий об'єм кисню. Для дним вузлом, вбудованим в конструкцію ковша цього в нього подають водень або природний газ. (фіг.2). Він складається з двох газових пальників Фізичні характеристики останнього (густина: р=0,7 12, встановлених симетрично в підкришковому кг/м; температура спалаху: t=650°C; теплота горінпросторі 13 над рівнем розплаву 14. Пальники ня: 16-35МДж/м3) забезпечують при невеликих через штуцери 15 сполучені гнучкими шлангами 16 витратах енергоносія оптимальний температурний з редуктором. Газ підводиться з балонів (в зріджережим в об'ємі над поверхнею розплаву. Горіння ній формі) або з промислової газової магістралі. йде безперервно у всіх фазах роботи ковша (при Відсікатель струменю 17 виконаний з чавуну у заливці, при паузах, при відновленні рівня розплаформі масивного металевого бруска і через шарву). нір 18 сполучений з кришкою 2 ковши. Тип з'єдПродукти згоряння виходять через ливарний нання дає можливість зберігати вертикальне поотвір і через все наявні зазори в площинах приляложення при нахилах ковша. Технологічною гання деталей вузла. Так збуджується транзитний поверхнею служить площина 19, примикаюча до газовий струмінь, що не бере участі в хімічних передньої стінки ковша. Обидві площини мають процесах, що відбуваються в ковші, а тільки витизнижений ступінь шорсткості. Брусок має таку доскує продукти згоряння з підкришкового простору. вжину, що перекриває литтєвий отвір, сягаючи При розливці розплав стандартного складу його нижнього краю. поступає з накопичувального котла у ковш. МашиОписаний пристрій працює наступним чином. на працює в режимі поштучного відливання, але Ківш 1 має два робочі положення: вертикальне ківш не має дозатора. Розфасовка розплаву здійс(а) і похиле (б). У вертикальному положенні (а) йде нюється шляхом тривалості витримки ковша в поперекачування дозованої порції розплаву з котла ложенні встановленого кута нахилу. Для того, щоб 6, в похилому - власне лиття. Перед першою попотік, що втрачає тиск, при поверненні ванни у дачею металу в ківш, підпалюють факели пальнивихідну позицію, не розтікався по зовнішній стінці ків 12. Для цього використовується водень або ковша, вона забезпечена відсікателем струменя. природний магістральний газ (легкий вуглеводень Відсікателем служить масивний металевий - метан 98%, інше -пропан, бутан, етан). Полум'я брусок, шарнірно сполучений з ковшом так, що під оперативно випалює кисень в об'ємі 13 пустого дією власної ваги відхиляється (зберігаючи вертиковша і прогріває його стінки. Потім приготований кальне положення) від передньої стінки ковша і в котлі розплав за допомогою насоса 9 подається відкриває ливарне вікно при розливанні і перекричерез металопровід 7 і відкритий клапан 8 в розігває литтєвий отвір зворотним ходом при зменрітий ківш. Після заповнення ковша до штатного шенні нахилу ковша. Робоча поверхня переривнирівня клапан по сигналу від системи управління ка плоска. Відсікатель перекриває литтєві отвори, (не показана) перекриває канал металопровода. перш ніж струмінь з нахиленого ковша втратить На технологічному столі 5 встановлюють ливарну тиск і потече по його зовнішніх стінках. Таким чиформу. Пальники 12, заведені під кришку на рівень ном, запобігається утворення натьоків, перешкогазового об'єму 13, розміщеного над розплавом джаючих роботі пристрою. 14, працюють безперервно. Вивід установки на За відомостями, які є у авторів, запропоновані режим на цьому закінчується. Заповнення форм істотні ознаки, що характеризують суть винаходу, здійснюється методом переливу через нахил ковне відомі в даному розділі техніки. ша за допомогою електроприводу, який не показаЗапропоноване технічне рішення може бути ний. Дозування розплаву проводиться по критерію використано при проектуванні потокових ліній по часу, що визначає тривалість фіксації крайнього виготовленню акумуляторних батарей. похилого положення ковша. Кут нахилу визначаСтруктура пристрою, що патентується, схемається настройкою механічного стопора. В похилотично зображена на фіг. 1 і 2. На фіг 1 представму положенні (б) ківш видає порцію матеріалу і потім повертається у вихідну позицію. В цей час 7 91883 8 відкривається клапан 8 для дозаливки. Ця оператовлений брусок. Сталеві бруски швидко коробція здійснюється нагнітанням розплаву з накопиляться і втрачають щільність прилягання до плочувального котла 6 за допомогою насоса 9, оскільщини стінки ковша. Якнайкращі механічні парамеки рівень металу в казані нижче за його рівень в три мають чавунні бруски. Крім того, вони хімічно ковші. Заповнення форми 3 проводиться за рахуінертні до сплавів свинцю. нок переливного струменя, падаючого з рівня литОсновним ефектом від вживання простого по тєвих отворів 11 на рівень воронки 4. Ділянка паконструкції вузла є безперебійна робота пристрою діння струменя негерметична. Ківш виконаний з протягом багатьох циклів розливання розплаву. буферним об'ємом, унаслідок чого маса матеріалу Введення в структуру установки нових вузлів з у ванні більше порції однієї заливки (для збільпевними відносними розмірами і функціональними шення теплової інерції). особливостями призвело до істотного покращення Операції порційного розливу розплаву циклічважливих параметрів, сприяючих підвищенню яконо повторюються, що забезпечується узгодженою сті литва. роботою всіх вузлів і механізмів. Вузол газоплазмового захисту гарантує стійку Таким чином, в пристрої, що патентується, роботу не тільки при періодичній зміні повітряного практично мінімізований контакт розплаву з повітоб'єму в підкришковому просторі, але й при зміни рям, оскільки процес заливки відбувається швиднахилу поверхні розплаву по відношенню до стінок ко, а тривале знаходження матеріалу в ковші безковша. Це обумовлено тим, що стабільність екрапечне унаслідок екранування поверхні розплаву нування забезпечується не тільки плазменим поквід атмосфери за рахунок роботи вузла газоплазриттям поверхні, але і просто достатнім темпом мового захисту. Продукти згоряння підвищують вигоряння кисню в змінному об'ємі. тиск в просторі підкришки, тому окрім вигоряння Сам принцип створення захисту дає декілька йде ще процес витіснення залишків кисню. Така вторинних корисних слідств. комплексна дія підвищує надійність захисту від Додатковий прогрів верхнього шару розплаву окислювача. в ковші вирівнює температурне поле по об'єму, і Відсікатель струменю працює наступним чиусуває природний перепад температур по глибині ном. розплаву, зменшуючи концентраційну ліквацію. Для переливу розплаву 14 в ливарну форму 3 Облік безперервного надходження в об'єм коза допомогою приводу плавно змінюють кут нахивша додаткової енергії від горіння газу може побілу ковша 1. Ківш радіально повертається на осі 10 чно спрацювати як засіб зменшення маси ковша до упора в стопор. Відсікатель струменя 17 відхошляхом зміни товщини його стінок. Такий спосіб дить від стінки, що нахиляється, відкриваючи литдинамічної термостабілізації може замінити існуютєвий отвір 11. Метал починає перетікати через чий в даному класі пристроїв метод теплової інеротвір вже тоді, коли рівень його в ковші підіймації. ється вище за верхній його край. У вихідному поРоботою пальників в пустому ковші можна ложенні технологічна площина 19 бруска відсікапровести попередній прогрів його стінок перед теля, яка прилягає до стінки ковша, перекриває прийомом першої порції розплаву. литтєвий отвір, сягаючи його нижнього краю, а в Додаткові пальники можуть бути встановлені в похилому - відходить від стінки й відкриває отвір, тих місцях контуру проводки розплаву від котла до не першкоджаючи витоку струму разплаву. Після ливарої форми, де спостерігається завишений заповнення форми ківш переводиться в початкове темп тепловідводу. Теплота згоряння теплоносія положення. При цьому русі брусок відсікателя, може компенсувати втрати температури в цих зозближується із стінкою ковша і перекриває литтєнах. вий отвір раніше, ніж струмінь втратить тиск, і часДругий вузол, що управляє подачею розплаву тина матеріалу при цьому потрапить на стінку. з ковша в ливарну форму, дає можливість усунути Таким чином, ні на початковій, ні в заключній фазі небезпеку утворення натьоків і проток. Працюючи заливки розплав не утворює натьоків. Відсікатель в режимі автопозиціювання, відсікатель струменю спрацьовує під дією сили тяжіння і не потребує ні відрізняється простотою конструкції і функціонауправління, ні додаткового приводу. льною надійністю. Експерименти показали, що надійність роботи відсікателя залежить від матеріалу, з якого виго 9 Комп’ютерна верстка В. Мацело 91883 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601