Електронно-променева установка для отримання зливків і литих виробів

Реферат: Електронно-променева установка для отримання зливків і литих виробів, що складається з плавильної камери, в якій розміщені тигель з системою електромагнітного перемішування розплаву, проміжна ємність, пристрій подання шихтових матеріалів на переплав, ливарна форма і електронно-променеві гармати, що обігрівають тигель і проміжну ємність, і з двох камер ливарних форм, одна з який стикується з плавильною камерою знизу під тиглем, а інша з боку зливного носка тигля і оснащена механізмом переміщення форм в плавильну камеру на позицію заливки, причому тигель виконаний з двома зливними носками таким, що нахиляється в дві протилежні сторони навколо осей повороту, що проходять під зливними носками по дотичних до стінки тигля, і під одним носком розміщується ливарна форма на позиції заливки, а під іншим - прохідний кристалізатор, над яким розміщена гармата, що обігріває його, і під яким встановлена камера зливка, що стикується з плавильною камерою і оснащена піддоном з механізмам витягування зливка з кристалізатора. UA 108478 U (54) ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВА УСТАНОВКА ДЛЯ ОТРИМАННЯ ЗЛИВКІВ І ЛИТИХ ВИРОБІВ UA 108478 U UA 108478 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пропонована корисна модель належить до області спеціальної металургії, конкретно до розробки устаткування для отримання зливків і литих виробів відповідального призначення, у тому числі з тугоплавких і хімічно активних металів. Відомі електронно-променеві установки, в плавильних камерах яких розміщено пристрої для подання на переплав заготівок, що витрачаються, електронно-променеві гармати і прохідні кристалізатори, в яких шляхом переплаву заготівок формуються зливки, які витягуються в камери зливків, що стикуються з плавильними камерами знизу [1]. Недоліком цих установок є неможливість отримання литих виробів внаслідок відсутності можливості накопичення необхідного для їх заливки об'єму розплаву і його зливу у форму. Крім того, у сформовані зливки можуть потрапляти включення високої і низької щільності, наявність яких характерна, наприклад, для титанових сплавів, оскільки вони не видаляються при переплаві безпосередньо в кристалізатор заготівок, що витрачаються. Недоліком є також вірогідність нерівномірного розподілу у сформованому зливку легуючих елементів внаслідок недостатньо інтенсивного перемішування розплаву у ванні. Відомі також електронно-променеві установки, в яких в плавильних камерах разом з пристроями для подання на переплав заготівок, що витрачаються, електронно-променевими гарматами і прохідними кристалізаторами розміщені проміжні ємності, в які сплавляються заготівки і з яких розплав зливається в кристалізатори [2]. У цих установках забезпечуються умови для видалення включень високої і низької щільності, які відповідно осідають в придонні шари розплаву і спливають в його поверхневі шари в проміжній ємності, що забезпечує їх видалення за рахунок електронно-променевого обігріву. Дещо покращуються також умови гомогенізації розплаву завдяки його течії в потоці. Проте головним недоліком, як і в розглянутому вище випадку, залишається неможливість отримання литих виробів. Відомі також електронно-променеві ливарні установки, що складаються з плавильних камер з розміщеними в них гарнісажними тиглями з системами електромагнітного перемішування розплаву, пристроями подання в ці тиглі на переплав шихтових матеріалів, електроннопроменевими гарматами, розташованими на одній вертикальній осі з тиглями, і ливарними формами, які можуть подаватися на заливку з камер ливарних форм, що стикуються з плавильною камерою з боку зливного носка тигля [3]. Недоліком цих установок є неможливість отримання в них зливків через відсутність можливості їх формування в прохідних кристалізаторах, які не передбачені в конструктивному виконанні установок. Відома також електронно-променева установка для отримання литих заготівок, яка вибрана як прототип, що складається з плавильної вакуумної камери з розміщеними в ній плавильнозаливальним тиглем з системою електромагнітного перемішування розплаву, електроннопроменевими гарматами, проміжною ємністю і пристроєм подання шихти на переплав, двох камер ливарної форми, одна з який стикується з плавильною камерою знизу під тиглем, а інша з боку зливного носка тигля, а тигель виконаний поворотним із зливним отвором у днищі і зливним носком, під яким проходить вісь повороту тигля [4]. Недоліком установки, як і в розглянутому вище випадку, є неможливість отримання зливка з його формуванням в прохідному кристалізаторі. Задачею пропонованої корисної моделі є розробка електронно-променевої установки, яка дозволяє отримувати як зливки, що формуються в прохідному кристалізаторі, так і литі вироби і заготівки, що отримують з використанням ливарної технології. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій електронно-променевій установці для отримання литих заготівок, що складається з плавильної камери, в якій розміщені тигель з системою електромагнітного перемішування розплаву, проміжна ємність, пристрій подання шихтових матеріалів на переплав, ливарна форма і електронно-променеві гармати, що обігрівають тигель і проміжну ємність, і з двох камер ливарних форм, одна з яких стикується з плавильною камерою знизу під тиглем, а інша - з боку зливного носка тигля і оснащена механізмом переміщення форм в плавильну камеру на позицію заливки, згідно з корисною моделі, тигель виконаний з двома зливними носками таким, що нахиляється в дві протилежні сторони навколо осей повороту, що проходять під зливними носками по дотичних до стінки тигля, і під одним з носків розміщується ливарна форма на позиції заливки, а під іншим прохідний кристалізатор, над яким розміщена гармата, що обігріває його, і під яким встановлена камера зливка, що стикується з плавильною камерою і оснащена піддоном з механізмом витягування зливка з кристалізатора. Суть корисної моделі пояснюється рисунками, де на Фіг. 1 показана схема подовжнього розрізу установки, на Фіг. 2 - схема розрізу в плані, на Фіг. 3 - схема поперечного розрізу. У вакуумній плавильній камері 1 змонтовані гарнісажний тигель 2, прохідний кристалізатор 3 (Фіг. 1-3), проміжна ємність 4, пристрій подання шихтових матеріалів на переплав 5 (Фіг. 2 і 3), 1 UA 108478 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 електронно-променева гармата 6, що обігріває тигель 2, гармата 7, що обігріває кристалізатор 3 (Фіг. 1), і гармата 8, що обігріває проміжну ємність 4 (Фіг. 3). Крім того, в камері 1 встановлена ливарна форма 9, яка переміщується на позицію заливки з камери ливарних форм 10 за допомогою механізму 11 (Фіг. 1 і 2). Камери 1 і 10 розділені вакуумним затвором 12 (Фіг. 1 і 2). Тигель 2 оснащений системою електромагнітного перемішування 13 (Фіг. 1 і 3), двома зливними носками 14 (Фіг. 1) і виконаний поворотним в дві сторони навколо осей 15 (Фіг. 1), що забезпечує зливання з нього розплаву в кристалізатор 3 і ливарну форму 9. Зливок 16, який формується в кристалізаторі 3 (Фіг. 1), витягується з кристалізатора 3 в камеру зливка 17 (Фіг. 1) за допомогою розміщеного в цій камері механізму витягування зливка (на схемі не показаний). У конструкції установки передбачені також спеціальний пристрій 18 для введення легуючих елементів в тигель 2 в ході плавки (Фіг. 1) і камера 19 з розміщеною в ній формою 20, заповнення якої розплавом проводиться через зливний отвір в днищі тигля, що закривається кришкою 21 (Фіг. 1 і 3). Камери 1 і 19 розділені вакуумним затвором 22. Установка працює таким чином. Після герметизації установки і створення в камері 1 необхідного розрідження в проміжну ємність 4 гарматою 8 сплавляють шихтові матеріали, що подаються на переплав пристроєм 5. Розплав, що утворюється, в процесі течії по ємності 4 очищається від включень високої і низької щільності, перші з яких осідають і вмерзають в гарнісаж на днищі ємності, а другі - спливають і потрапляють під дію електронних променів, що наводяться гарматою 8, тобто випаровуються. Очищений від включень і певною мірою гомогенізований розплав переливається з ємності 4 в тигель 2, в якому він під впливом електромагнітних полів, що наводяться системою 13, інтенсивно перемішується, що забезпечує його високу однорідність. При необхідності в процесі перемішування розплаву в нього можна вводити додатково легуючі елементи за допомогою пристрою 18. Після накопичення в тиглі 2 передбаченого об'єму розплаву його зливають в кристалізатор 3 або в ливарну форму 9 шляхом нахилу тигля в одну або іншу сторону, або у форму 20, розміщену в камері 19, шляхом відкривання кришки 21 і вакуумного затвора 22. При зливі розплаву в кристалізатор 3, тобто при формуванні зливка 16, заповнення кристалізатора проводиться в умовах обігріву розплаву, що зливається, і поверхні ванни в кристалізаторі гарматою 7. Витягування зливка 16 з кристалізатора 3 може здійснюватися безперервно або періодично, що визначається вживаною технологією формування зливка. В принципі кількість зливів розплаву з тигля 2 в кристалізатор 3 може бути такою, яка потрібна для отримання конкретного зливка, оскільки наявність електронно-променевого обігріву гарматою 7 дозволяє підтримувати необхідну температуру поверхні металу в кристалізаторі практично необмежений час. У разі отримання литого виробу порядок роботи установки включає, після створення в камері 10 необхідного розрідження, відкриття затвора 12 і переміщення форми 9 з камери 10 в камеру 1 на позицію заливки за допомогою механізму 11. Потім тигель 2 нахиляється у бік зливання розплаву у форму 9, а після її заливки і повернення тигля 2 в початкове положення форма 9 переміщується назад в камеру 10, Потім закривається затвор 12 і відбувається розгерметизація камери 10 для заміни в ній залитої форми на нову для подальшої заливки. При заливанні виробу через зливний отвір в днищі тигля 2 операція заповнення форми 20 розплавом проводиться після відкривання затвора 22, а після завершення зливу розплаву затвор 22 закривається і камера 19 розгерметизовується для витягання залитої форми. Використання пропонованої установки представляється перспективним на підприємствах, на яких необхідно отримувати відносно невеликі партії як зливків, так і литих виробів, зокрема з тугоплавких і хімічно активних металів і сплавів на їх основі. Установка може також знайти застосування в науково-дослідних установах, що займаються питаннями спеціальної металургії. Джерела інформації: 1. Электронная плавка металлов / Г.Ф. Заборонок, Т.И. Зеленцов, А.С. Ронжин, Б.Г. Соколов - М.: Металлургия, 1972. - 348 с. (С. 82-102). 2. Электронно-лучевая плавка / Б.Ε. Патон, Н.П. Тригуб, Д.А. Козлитин и др. - Киев: Наук, думка, 1997. - 265 с. (С. 222-244). 3. Электронно-лучевая плавка в литейном производстве / Под ред. С.В. Ладохина - Киев: Изд-во "Сталь", 2007. - 626 с. (С. 53-102). 4. Патент України на корисну модель № 92801, С21С 5/56, С22В 9/22. Опубл. 10.09.2014. Бюл. № 17. 2 UA 108478 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Електронно-променева установка для отримання зливків і литих виробів, що складається з плавильної камери, в якій розміщені тигель з системою електромагнітного перемішування розплаву, проміжна ємність, пристрій подання шихтових матеріалів на переплав, ливарна форма і електронно-променеві гармати, що обігрівають тигель і проміжну ємність, і з двох камер ливарних форм, одна з який стикується з плавильною камерою знизу під тиглем, а інша - з боку зливного носка тигля і оснащена механізмом переміщення форм в плавильну камеру на позицію заливки, яка відрізняється тим, що тигель виконаний з двома зливними носками таким, що нахиляється в дві протилежні сторони навколо осей повороту, що проходять під зливними носками по дотичних до стінки тигля, і під одним носком розміщується ливарна форма на позиції заливки, а під іншим - прохідний кристалізатор, над яким розміщена гармата, що обігріває його, і під яким встановлена камера зливка, що стикується з плавильною камерою і оснащена піддоном з механізмам витягування зливка з кристалізатора. 3 UA 108478 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4