в) Электропечи с донным разливом металла
В ряде случаев более выгодно разливать металл через отверстие, расположенное в дне неподвижного тигля. Такой с-пособ разлива имеет то существенное преимущество, что все загрязняющие металл включения, всплывающие после расплавления и покрывающие зеркало металла, не попадают в слиток- и тем самым обеспечивается высокая степень чистоты' и однородности слитка.
Кроме того, донный разлив предъявляет пониженные требования к механической прочности тигля в сравнении с наклоняющимся тиглем.Донный разлив металла может осуществляться рядом устройств, наибольшее распространение из которых получили:
а) стопорное устройство;
б) расплавляющаяся пробка;
в) отламывающаяся насадка.
На рис. 11 схематически показаны- эти три способа донного разлива.
Сущность стопорного устройства состоит в том, что сливное отверстие в дне тигля плотно запирается пробкой, а для слива металла открывается. Установка пробки может быть произведена как изнутри тигля, так и снаружи.
Первый способ имеет тот недостаток, что шток, скрепленный с пробкой и соединяющий пробку с механизмом ее открывания, находится постоянно в расплавленном металле и поэтому должен быть достаточна огнеупорен и обладать высокой стойкостью против растворения в металле или химического взаимодействия с ним. -Определенную трудность представляет установка пробки, так как 34
во избежание утечки металла из тигля пробка должна быть хорошо приггерта к отверстию слива, строго отцентрирована и прижата так, чтобы' она не могла самопроизвольно всплыть во время расплавления металла.
Повторная установка пробки связана с серьезными трудностями по очистке тигля, сливного отверстия и притирке пробки, так как после слива металла отверстие несколько зарастает, закрывается оставшимся в тигле шлаком или размывается.
Установка пробки извне тигля под дном имеет преиму- щества по сравнению с установкой пробки, запирающей тигель изнутри. Решая вопрос о способе открывания пробки, нужно иметь в виду, что если она будет совершать только поступательное движение вниз, то струя металла, перед тем как попасть в изложницу, будет обтекать пробку, что приведет к разбрызгиванию металла, размыву пробки и попаданию в слиток нежелательных примесей керамики. Поэтому конструкция механизма открывания пробки должна обеспечивать плотный прижим пробки ко дну тигля все время до разлива металла и быстрое опускание и отвод в сторону пробки при сливе металла.
Хотя донный разлив металла с помощью стопорного устройства осуществляется как на керамических, так и на графитовых тиглях, применение графитового тигля в данном случае имеет безусловные преимущества.
Графит хорошо поддается механической обработке и позволяет довольно точно выполнить отверстие, тля слива и плотно подогнать к нему коническую пробку.
Часто сливное отверстие выполняется во втулке, которая на резьбе ввинчивается в дно тигля. Это дает возможность легко заменить втулки в случае зарастания сливного отверстия или разрушения поверхности, к которой примыкает пробка.
В керамических тиглях подгонка каждой пробки к отверстию производится ее притиркой, что является довольно трудоемкой операцией.
Способ разлива металла с расплавляющейся пробкой не предъявляет столь специальных требований к материалу тигля. Его осуществление требует наличия в дне тигля удлиненного сливного носка, в сливное отверстие которого закладывается пробка из того же металла, что и расплавляемый в тигле.
Электропечи, предназначенные для разлива металла расплавлением пробки, снабжаются дополнительным индуктором, насаживаемым на сливной носок и включаемым по окончании плавки для расплавления пробки.
Изготовление индуктора малого диаметра представляет значительные трудности из-за высокотемпературного излучения дна тигля на индуктор и крайне низкого к.
п. д. ввиду малого диаметра металлической пробки.Поэтому обычно диаметр индуктора, расплавляющего пробку, выполняют таким же, как и плавильного индуктора, а внутрь концентрично ему устанавливается кольцо из электропроводного тугоплавкого материала (графита, вольфрама). Индуктор разогревает это кольцо, а последнее излучением обогревает носок, расплавляя пробку.
В ряде конструкций, особенно в печах с кварцевой трубой (см. далее), применяется перемещающийся по высоте индуктор. В этом случае расплавление пробки достигается смещением индуктора вниз.
Как показал опыт, получение высококачественного однородного слитка в печах с расплавляющейся пробкой за- [*руднено в связи с тем, что слив металла начинается до того, как пробка успеет полностью расплавиться, и твердые частицы металла пробки попадают в слиток.
Во избежание попадания остатков пробки в изложницу под сливным носком устанавливается небольшой стакан, в который попадает первая порция расплавленного металла, после чего стакан автоматически убирается, открывая путь чистому металлу в изложницу.
В некоторых случаях с успехом применяется разлив металла с помощью отламывающейся графитовой насадки. Насадка представляет собой графитовый стакан, в верхней части имеющий нарезную часть, ввинчивающуюся в дно тигля. На поверхности стакана сделана кольцевая проточка, ослабляющая в этом месте его стенку. По окончании плавки специальный боек ударяет по стакану, отламывая его нижнюю часть, и металл выливается в изложницу. При этом отломившаяся часть стакана, попавшая в изложницу, всплывает на поверхность металла.
На разлив металла через дно тигля рассчитаны все вакуумные индукционные электропечи с кварцевой трубой, относящиеся к печам с индуктором, расположенным вне вакуумного пространства, и описанные ниже.
На рис. 12 приведен общий вид электропечи ОКБ-411. Печь состоит из двух стальных цилиндров, расположен-
1— крышка; 2—кожух печи; 3—выводы индуктора; 4 — кожух выводов; 5—водоподводящий шланг; б— опора; 7—индуктор; 8—поддон; 9—боек; 10—штанга для выдергивания стопора (при стопорном варианте разливки); 11— направляющие поддона; 12— плунжер; 13 — тележка; 14 —теплоизоляция; /5—тигель;
/6—изложница.
ныХ один над другим.
В верхнем цилиндре — кожухе лечи — расположен плавильный индуктор. Нижний является .поддоном, в который устанавливается изложница. Кожух печи стационарный; он установлен на швеллерной паме. Сверху он герметично закрывается крышкой, g в дне имеет отверстие, через которое вводится сборка ЛЗ тигля и изложницы'. К фланцу, окаймляющему нижнее отверстие, с помощью накидных болтов крепится поддон. Ца него устанавливается сборка, представляющая собой изложницу, на которую установлено кольцо, а на кольце помещен тигель. Изложница, кольцо и тигель — графитовые. Промежуточное между изложницей и тиглем графитовое кольцо обеспечивает устойчивость оборки и является нагревателем, обогревающим верхнюю часть изложницы.К кожуху печи на боковой поверхности приварены' два патрубка с фланцами: один прямоугольной формы для вывода индуктора и другой круглый для ввода приспособления для отламывания насадки.
¦Концентрично кожуху внутри него на растяжках крепится индуктор, навитый из медной трубки. К нижнему витку индуктора припаяно медное незамкнутое (разрезное) кольцо, на которое устанавливаются керамические экраны, служащие теплоизоляцией тигля.
Крышка печи плоская, ужесточенная ребрами, охлаждается водой. На крышке установлены гляделка, термопара погружения и уплотнение для ввода в печь ломика либо мешалки. Подъем крышки осуществляется гидравлическим плунжером, укрепленным на боковой стенке кожуха печи. Отвод крышки в сторону производится вручную.
Поддон с помещенной в нем оборкой (тигель с изложницей) с помощью гидравлического плунжера может быть опущен при разгрузке или -поднят при загрузке. При этом три направляющие, укрепленные на дне кожуха печи, обеспечивают точность посадки тигля в индуктор и сопряжения кожуха с поддоном. В нижнем положении -поддон со сборкой садится на тележку, с помощью которой он транспортируется к месту разгрузки и загрузки.
Питание плунжеров производится от маслонапорной установки с предельным давлением масла 60 ат. Управление «плунжерами дистанционное с помощью кнопок, включающих катушки соответствующих золотников.
Печь откачивается форвакуумным насосом ВН-4, соединенным с печью вакуумпроводом, до вакуума порядка 1—2 мм рт. ст.
Кроме разливки металла проплавлением пробки, печь рассчитана на разливку с помощью открывающегося стопора или отламыванием насадки. Стопор установлен под дном тигля. Шток, соединяющий стопор с электромагнитным приводом, смонтированным на дне поддона, проходит в отверстии в центральной части изложницы'. Изложница рассчитана на одновременную отливку нескольких слитков; при этом гнезда под слитки сделаны в периферийной части изложиицы1. Для того чтобы при открывании стопора металл не мог затечь в отверстие изложницы, через которое пропущен приводной шток, стопор сделан двусторонним; открыв пробку, он одновременно закрывает это отверстие.
При применении разлива способом отламывания насадки отламывание осуществляется электромагнитом, подающим вперед стальной стержень, который ударяет по графитовому бойку.
Еще по теме в) Электропечи с донным разливом металла:
- КЛАССИФИКАЦИЯ
- б) Электропечи с наклоняющимся тиглем
- в) Электропечи с донным разливом металла
- ПЛАВИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОПЕЧИ С ИНДУКТОРОМ,РАСПОЛОЖЕННЫМ ВНЕ ВАКУУМНОГО ПРОСТРАНСТВА