Печь для выплавки сплавов

"Иашинона ро В 7,ивов полос ена с вателе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) ПЕЧЬ ДЛЯ ВЫПЛАВвключающая тигель с нагр металлопровод, крышку, на кот укреплена термопара посредств ка и троса, на другом конце к укреплен противовес, о т л и щ а я с я тем, что, с целью ния точности измерения темпер и обеспечения контроля уровня плава в печи, крышка снабже зой, в которой расположен и по скользящей посадке, причем гильзы под противовесом соеди полостью тигля,1092352Изобретение относится к металлур-:гии, в частности к печам для выплав-ки сплавов.Известна печь для выплавки сплавов, содержащая тигель с нагревательнМм элементом, крышку, металлопроводи термопару, установленную на крьппке 11,Недостатком данной печи являетсятрудность предотвращения поломки колпачка термопары, так как термопарупосле загрузки в печь новой порцииметалла необходимо поднимать в верхнее положение, а после расплавленияметалла опускать в нижнее положение.Наиболее близкой к изобретениюявляется печь для выплавки сплавов,включающая тигель с нагревателем,металлопровод, крышку, на которой 20укреплена термопара посредствомролика и троса, на другом концекоторого укреплен противовес 12 .Однако известная конструкция необеспечивает достаточно точное измерение температуры. При этом не достигается контроль уровня расплавав печи из-за колебания давления печи, что приводит к изменению положения темопары над уровнем расплава. 30Целью изобретения является повышение точности измерения температурыи обеспечение контроля уровня расплава в печи.Цель достигается тем, что в печидля выплавки сплавов, включающейтигель с нагревателем, металлопровод,крышку, на которой укреплена термопа"ра посредством ролика и роса, надругом конце которого укреплен проти вовес, крышка снабжена гильзой, вкоторой расположен противовес поскользящей посадке, прячем полостьгильзы под противовесом соединена сполостью тигля. 45На чертеже изображена предлагаемаяпечь, вертикальный разрез.Печь состоит из тигля 1 с нагревательным элементом 2 и металлопроводом 3, кожуха 4, крьппки 5 с отверстием 6 (для вакуумирования печи и по.дачи в нее инертного или легированного газа). На крышке 5 установленастойка 7 с кронштейном 8, на которомзакреплен ролик 9, На ролик 9 надеттрос 10, причем на одном конце 11 троса 10 закреплена термопара 12, уста"новленная в чехол, образованный внут- . ренней трубой 13, на наружной поверхности которой выполнены продольныепазы 14, соединенные внизу кольцевойканавкой. На внутреннюю трубу 13 надета наружная труба 15, а на верхний конец трубы 13 надета шайба 16,На нижней части трубы 13 закрепленколпачок 17, имеющий бурт 18, спомощью гайки 19. Чехол термопары 12установлен во втулку 20, закрепленную на .крышке 5. На другом конце 21троса 10 закреплен груз 22 противовеса, который выполнен в виде поршняи установлен в гильзу 23, закрепленную на крьппке 5. При этом полость 24гильзы 23 под грузом 22 через отверстие 25 в крьппке 5 соединена с внутренней полостью 26 тигля 1,Примером использования предлагаемой печи может быть машина для литьяпод низким давлением, которая используется, как правило, для полученияфасонных отливок из алюминиевых сплавов. Печь работает следующим образом,При снятой крышке 5 в печь загружаются шихтовые материалы, после чего на печь опускается крьппка 5. При опускании крышки 5 чехол с термопарой 12 находится в верхнем положении. При этом колпачок 17 не выступает из втулки 20 ниже нижнего торца крышки 5, а груз 22 находится в нижнем положении, его нижний торец также не выступает ниже нижнего торца крышки 5. Это достигается, например, тем, что на конец 21 троса 10 добавляется дополнительный груз (не показан). Когда крьппка 5 установлена на печь, а над отверстием металлопровода 3 установлена пресс-форма (не показана), проводится герметизация внутреннего пространства печи (прокладка герметизации между тиглем 1 и крьппкой 5 (не показана). Затем с конца 21 троса 10 снимается дополнительный груз и чехол с термопарой 12 медленно опускается до соприкосновения колпачка 17 с шихтовыми материалами, Так как вес груза 22 на 100-200 г меньше веса чехла с термопарой 12, то колпачок 17 не испытывает веса всего чехла с термопарой 12 (вес чехла с термопарой составляет около 8 кг), а воспринимает только небольшую часть данного веса. После этого проводится нагрев печи и создание в ней необходимого вакуума, При дос 1092352тижении в печи высокой температуры происходит расплавление шихтовых материалов, При опускании шихты опускается и чехол с термопарой 12, Когда шихта расплавляется, то колпачок 17 погружается в расплавленный металл на глубину 100-150 мм (определяемую весом вытесненного колпачком металла).После доведения сплава в печи до нужного состояния от печи отключается вакуумная система, и через отверстие 6 в печь подается инертный газ (например аргон, под давлением 0,2- 0,5 кгс/см 2). При давлении газа на зеркало сплава происходит поднятие уровня сплава в металлопроводе 3 и заполнение им пресс-формы. Если бы у печи полость 24 гильзы 23 не сообщалась с полостью 26 тигля 1, то с повышением давления газа в печи увеличивалась бы подъемная сила чехла с термопарой 12 (к подъемной силе жидкого металла добавлялась бы подъемная сила за счет давления газа) и проис-, ходило бы частичное поднятие чехла с термопарой 12, что затрудняло бы определение уровня жидкого металла в печи и приводило бы к некоторому колебанию температуры (таккак колпачок мог подниматься над уровнем металла, оставаясь только в шлаке над расплавленным металлом), При внутреннем диаметре гильзы 23, равном внутреннему диаметру втулки 20 и сообщении полости 24 гильзы 23 с полостью 26 тигля 1 с возрастанием подъемной силы чехла .с термопарой 12 происходит уменьшение веса груза 22 (точнее вес груза 22 остается постоянньй, но на него снизу действует подъемная сила газа). При этом колпачок 17 остается погруженным в расплавленный металл на одну и ту же величину. За счет сил трения между трубой 15 и втулкой 20, а также между грузом 22 и гильзой 23 происходит некоторое изменение высоты погружения колпачка 17 в металл. Однако эта величина очень незначительна,и ею можно пренебречв,Таким образом, в процессе работыпечи и выработки из нее сплава появля5 ется возможность постоянно контролиро-.вать температуру и уровень в печи жидкого металла. После кристаллизациисплава в полости пресс-формы стравливают давление газа из полости печи.Затем раскрывают пресс-форму и извлекают из нее отливку. Когда в печиосталось немного металла на конец 21троса вновь подвешивается дополнительный груз, за счет которого чехол с15 теш 4 опарой 12 поднимается в верхнееположение, печь разгерметизируется,после чего крышка 5 снимается с печи,в печь загружается новая порция шихтовых материалов,20 Выполнение чехла водоохлаждаемымпозволяет стабилизировать зазор между трубой 15 и втулкой 20, Кроме то, го, это позволяет изготовлять чехолтермопары из меди, в которой наводятся небольшие токи при использованиив качестве нагревательного элементаиндуктора высокочастотной индукционной установки.В печи с контролируемой темпера 30 турой уменьшается расход электроэнер-.гии на расплавление сплавов. Печьпозволяет доводить сплав только дожидко-твердого состояния и за счетэтого получать отливки с меньшей величиной зерна и более высокими механическими свойствами.Таким образом, предлагаемая печьпозволяет постоянно контролироватьтемпературу и уровень жидкого метал 40 ла в печи без риска разрушения колпачка термопары.Годовой экономический эффектот предлагаемой печи составит неменее 7 тыс, руб. при использовании45 ее на одной установке для литьяметаллов с кристаллизацией под давлением. Данный эффект складывается иэснижения затрат на электроэнергию,материалы и заработную плату.1092352 Составитель М. ВилкоРедактор М. Бандура Техред М.Гергель орректор А.Тяск 39/25ВНИИПИ нии Рау нт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лиал ПП Тираж 578Государствен делам изобрет Москва, Ж,Подписноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5