Устройство для внепечной обработки металлических расплавов

Ф П И С А и И Е ЗОБРЕТЕпИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 69 Союз Советскик Социалистических еслублик(51) 2) Заявлен С 21 С 7 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 25.10.79, БюллетемФДата опубликования описания 5.10,79 72) Авторы изобретения(54) УСТРОЙСТВОМЕТА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОИ ОБРАБОТКИ ЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ 20к волн25межднирысо30 Изобретение относится к металлургии, в частности к внепечной: обработке металлических расплавов в вакууме и под давлением.Известны устройства, предназначенные для вакуумной обработки рас" планов под давлением 111, а также устройства, позволяющие последовательно осуществлять вакуумную обработку и обработку под давлением2 ,3 1.Однако все вышеуказанные комбинированные устройства, как правило, предназначенные для литья под дав лением предварительно отвакуумированного металла, оснащены двумя раздельными камерами, в каждой из которых поддерживают необходимое давление, причем металл по мере необходимости передается из одной камеры в другую. Таким образом, при возникновении технологической потребности в последовательной обработке одного и того же расплава в вакууме и под давлением приходится транспортировать обрабатываемый расплав иэ одной камеры (например, вакуумной) в другую (компрессорную) либо в ковше, либо, как это имеет место в комбинированных устройствах, каким-то способом. Следовательно, применение известных устройстввызывает необходимость промежуточных операций по передаче металла 5 иэ изолированного рабочего пространства с одними параметрами (например, с пониженным давлением) визолированное пространство с другими параметрами (например, с повыаенным давлением). Наличие этойоперации удлиняет цикл работы обработки металла, связано с дополнительными температурными потерями,и может ухудшить качество металла 15 и усложнить конструкцию агрегата(оборудование камеры внешним источником тепла) . Наиболее близким по технической ности и достигаемому результату рвдлагаемому является устройстддя внепвчной обработки металеских расплавов под давлением, ючающее герметичную камеру с, ыакой, и выступами, уплотнение у ними, двуплечий рычаг,шаррно-соединенный с корпусом камеодин конец которого шарнирно динен с приводом в виде, наприр, пневмоцилиндра. При этом другой конец рычага снабжен роликом контактирующим сверху с крышкой 14),Однако такое устройство нельзя использовать для обработки расплава при давлении менее 1 атм. При оснащении известного устройства вакуумной откачной системой в случае необходимости подвергать последовательной обоаботке оасплав при давлениИ в камере менее 1 атм и более 1 атм требуется большое время для реализации этих переходов. Это объясняется тем, что срабатывание привода открывания и закрывания замков крышки при использовании известной конструкции протекает в течение слишком длительного периода.Целью изобретения являются сокращение времени перехода от режима вакуумной обработки к режиму компрессионной обработки расплава и автоматизация этого перехода.Это дбстигается тем, что один конец каждого иэ рычагов выполнен в виде Фасонной головки со скругленной верхней и плоской нижней поверхностями, контактирующими с выступами на крышке, каждый из которых имеет плоскую поверхность наверхней своей части и скруглен. ную на нижней, а другие концы рычагов соединены с камерой посредством пружин.Сокращение времени перехода от режима вакуумной обработкй к режиму компрессионной обработки расплава обуславливается тем что герметичное закрывание крышки происходит автоматически под действием атмосферного давления при создании разрежения в камере за счет системы откачки газов. При этом скруглен- . ные части выступов на крышке скользят по скругленным частям двуллечих рычагов до соприкосновения их плос кихповерхностей.На фиг, 1 изображено Устройство для внепечной обработки металличес- ких расплавов при давлении менее1 атм и более 1 атм, принципиальная схема; на фиг. 2 - взаимное расположение элементов узла герметизации и крепления крышки устройства при атмосферном давлении; на Фиг.3- Фиксация крышки относительно камеры при сжатии резины; на фиг. 4 - узел К на фиг. 1 (двуплечий рычаг, с помощью;которого происходит автома" тический захват и удержание крышки при различном давлении в рабочемпространстве).Устройство имеет камеру 1, крышку 2, герметизирующее уплотнение 3, размещенное между крышкой и камерой, узлы крепления крышки к камере, основным элементом каждого из которых является двуплечий рычаг 4, трубопровод 5, задвижки 6 и 7, вакуумный насос 8 и нагнетательную станцию 9. Внутри камеры размещен ковш 10 с находящимся в немрасплавом 11, подлежащим обработкев вакууме и под давлением.Узел, герметизации, обеспечивающий изоляцию рабочего пространства,включает Фланцы 12 и 13 камеры икрышки соответственно, а такжегерметизирующее уплотнение 3, размещенное между фланцами и Фиксируемое в определенном положениипазом в одном из фланцев, Фланец13 крышки 2 выполнен так, что еговерхняя поверхность А - плоская,а нижняя В округлена (см. Фиг.2,3,4),В увел крепления крышки 1 к ка-.мере 2 (см. Фиг, 4) входят двуплечий рычаг 4 с фасонной головкой,верхняя поверхность С которой скруглена, а нижняя Д - плоская, пнев-.20 моцилиндр 14, шарнирно-прикрепленный глухим торцом к камере 1, споршнем 15 и штоком 16, наружныйконец которого жестко связанныйс камерой 1 и шарнирно-связанный 25 (через шарнир 18) с рычагом 4,пружина 19, прикрепленная своимиконцами ккамере 1 и рычагу 4. Точка крепления штока 16 на рычаге4 расположена выше, а точка крепле ния пружины 19 - ниже шарнира 18,Цилиндр 14 через ширнир 20 прик 40505560 реплен торцом к камере.Устройство работает следующим образом,При откачке газов из камеры 1 с помещенным в нее ковшом 10 с расплавом 11 с помощью вакуумного насоса 8 происходит постепенное прижатие крышки 2 к камере 1 за счет возникающей разности давлений в камереи вне ее. При этом расстояние между фланцами 12 и 13,уменьшаетсяот исходного (см. Фиг.2) до положения, показанного на фиг. 3, В процессе прижатия крышки к камере засчет атмосферного давления скруглен"ная нижняя поверхностЬ В Фланца 13крышки 2 скользит по скругленнойверхней поверхности С рычага 4, вытесняя верхнюю часть рычага в сторону от камеры. ВтОт момент, когда плоская верхняя поверхность А Фланца 13 крышки 2 оказывается ниже плоской нижней поверхности Д головки рычага 4, происходит жесткое зацепление, фиксируемое эа счет усилия наштоке 16, направленного для этой цели в сторону камеры. Целесообразно уровень захвата рассчитывать на максимальное сжатие уплотнительной резины, чтобы между поверхностями А и Д существовал контакт,После захвата головкой рычага4,крышки 2 устройство готово к выполнению технологических операций 1при давлении более 1 атм. С этой25 целью закрывают задвижку 7, открывают задвижку 6 и с помощью нагнетательной станции 9 подают газ необходимых параметров в рабочее пространство.По окончании процесса компрессионной обработки давление газа в камере уменьшают до атмосферного иприложением усилия на шток 16, направленного от камеры, выводят головку рычага 4 из зацепления сфланцем 13 крышки 2. Усилие на штоке16 на этой стадии уменьшено за счетдействия пружины 19. В случае,если по фактическим параметрам установки двух элементов крепления.недостаточно, дооснащают такимколичеством, элементов, которогодостаточно для надежного удержания крышки в прижатом к камересостоянии.Устройство может быть оснащеноэлементом крепления, представляющим собой зеркальное отражение вышеописанного варианта, т.е. рычаг4 можно прикрепить к крышке 2, азацепление в таком случае будетосуществляться с помощью фланца12 камеры 1, который имеет соответствующую конфигурацию.Таким образом, устройство представляет собой комбинированный агрегат для внепечной обработки расплавов в ковше в широком диапазонедавления газа в рабочем пространстве, что позволяет экономить времяна переходах от одного режима обраббтки к другому, т.е, эффективно 35сокращать суммарную длительностьполного цикла обработки и автоматизировать процесс внепечной обработки.В результате использования устройства для внепечной обработкиметаллических расплавов уменьшается перенагрев металла в печи, чтосогласно фактическим данным применительно к 100 т дуговой печи может быть выражено в сокращении удельного расхода электроэнергии на40 квт-ч/т (или 80 коп/т); сокращается длительность плавки в 100 тдуговой печи на 5 мин в связи суменьшением затрат времени на перегрев металла, в результате этогоповышается производительность печи на 3 и достигается экономияпорядка 28 коп/т; уменьшается численность обслуживающего персонала,Обслуживание двух агрегатов длявакуумирования и для последующейобработки расплава под давлениемтребует по 4 человека на каждый агрегат в смену, т.е. работу в течение 8 ч в смену каждого рабочего. Совмещение функции вакуумной и компрессионной обработки в одном автоматизированном агрегате позволит сократить общее число обслуживающего персонала не более чем до 5 человек. При трехсменной работе численность рабочих, занятых комплексной обработкой, сокращается на 12 человек. При средней зарплате одного рабочего 150 руб, годовая зкономия по этой статье достигнет:150 х 12 х 12 = 21,6 тыс.руб./год Кроме того, в результате использования предлагаемого устройства уменьшаются капитальные затраты на сооружение одной установки вместо двух. Учитывая, что капиталовложения на каждую из установок составляют примерно 0,56 руб./т стали, считаем, что комбинированная установка .данной конструкции потребует расхода порядка 0,70 руб./т стали, т,е, будет получена экономия:0,56 х 2 - 0,70 = 0,42 руб./тФормула изобретенияУстройство для внепечной обработки металлических расплавов, вклю-.чающее герметичную камеру с крышкой и выступами, уплотнение междуними, системы ввода и вывода газов,рычаги, шарнирно-соединенные с корпусом камеры и имеющие приводы,отличающееся тем, что,с целью сокращения времени перехода от режима вакуумной обработки иавтоматизации такого перехода, одинконец каждого из рычагов выполненв виде фасонной головки со скруг- .ленной верхней и плоской нижнейповерхностями, контактирующими свыступами на крышке, каждый из которых имеет плоскую поверхность наверхней своей части и скругленнуюна нижней, а другие концы рычаговсоединены с камерой посредствомпружин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 205047, С 21,С 7/06, 1967,2, Патент ФРГ Р 1583647,кл. В 22 4 27/14, 1966.3. Патент Японии Р 48-7175,кл. 10 154, 1967.4, Сб, докладов Высокопрочный чугун,ф Гостехиэдат УССР,Киев, 1964, с. 105, рис, 1 (прототип) .6 92866 цииид Тираж илиал ПУжгор аказ 6799/одписиое йателтф, ул. Проектяая