Файл: Постников Н.С. Прогрессивные методы плавки и литья алюминиевых сплавов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 90

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Механические устройства обладают всеми недостат­ ками ручной заливки, так как большинство из них копи­ руют движения, производимые ложкой или заливочным ковшом. Кроме того, для обеспечения стабильности ра­

боты

механических

устройств

необходимо

поддержи­

вать

постоянный уровень металла в раздаточной

печи.

В

печи САТ-0,16Р

(рис. 43)

порционная

подача

жид­

кого сплава ведется методом пневматического вытесне­ ния. Жидкий металл в печи нагревают до 860°С, одно­ временно рафинируя и модифицируя; масса выдавли­

ваемой порции от 3 до 8 кг. Печь представляет

собой

герметичную камеру, в полости которой выложена

ван­

на из магнезитового кирпича. Внутри ванны установлен

Рис. 44. Схема дозирующего устройства электропечи САТ-0,16Р (исполнение М-02) с пневматическим вытеснением металла:

/ — газораспределнтель; 2 — м а н о м е т р ;

3 — обратный

клапан; 4 —

тру­

ба; 5 — ж е л о б ; S — газоподвод; 7 — п о д а ю щ а я труба;

S — тигель -

9 —

керамическая труба; J,

I I , ЦІ — контакты

 

124

керамический тигель, посредством которого осущест­ вляется дозирование металла. Нагревательные элемен­ ты —• проволочные спирали из сплава ЭИ-626 — заклю­ чены в алундовые трубы и расположены над металлом.

Схема

 

дозирующего

устройства

электропечи

САТ-0Д6Р с пневматическим

вытеснением

металла по­

казана на рис. 44.

По трубопроводу в камеру

подается

азот. Под его давлением жидкий

металл в керамической

трубе поднимается вверх и, переливаясь через

края тиг­

ля 8, заполняет его до замыкания

контактов / и //, кото­

рые дают

сигнал на прекращение подачи азота в каме­

ру и сброс давления.

Затем

азот под давлением

пода­

ется одновременно в камеру и трубу 9. Порция

жидкого

металла

из

тигля поднимается

по трубе 7 и желобу 5,

а затем сливается в кокиль литейной машины или в ка­

меру

прессования

машины

литья под давлением.

Уро­

вень

металла

в тигле,

опускаясь,

размыкает

контакты

(II и / / / ) , по сигналу

которых

сбрасывается

давление.

В табл. 44 приведены

основные

характеристики

разда­

точных электропечей

с автоматическими

дозаторами.

 

 

 

 

Т а б л и ц а 44

Основные характеристики раздаточных электропечей

 

с

автоматическими дозаторами

 

 

 

 

 

 

Габаритные

размеры, м

Тип печн

Мощность, Емкость,

 

 

 

 

кет

кг

ширина

длина

высота

 

 

 

САТ-0.16Р

30

160

1,805

2,375

4,080

САТ-0.16Р

29

200

1,800

2,385

1,835

САТ-0.4Р

 

 

 

 

 

 

(ОКБ-1002А)

60

400

2,200

2,600

4,080

Дозаторы

Дозатор Д-63, выпускаемый Тираспольским заводом литейных машин им. С. М. Кирова, предназначен для автоматизации процесса заливки жидких алюминиевых сплавов мелкими дозами в машины для литья под давлением, в кокильные одно- и многопозиционные установки. Конструкция дозатора проста и обеспечива­ ет довольно высокую точность дозирования металла.

125


Дозатор снабжен электронагревателями для поддер­ жания необходимой температуры жидкого металла в герметично закрытой футерованной ванне. Контроль максимального и минимального уровней металла осу­ ществляется двумя уровнемерами. Ванна дозатора по­ полняется жидким металлом через люк ковшом или другими средствами. Остатки металла сливаются из ван­ ны через наполнительный люк при наклоне дозатора.

Дозатор может работать как автономно, так и в еди­ ном цикле с машинами для литья под давлением или кокильными машинами. Техническая характеристика дозатора Д-63 приведена ниже:

Доза, кг:

 

 

 

 

 

 

 

 

минимальная

 

 

 

 

 

 

0,2

максимальная

 

 

 

 

 

2,0

Время

выдачи

дозы,

сек

 

 

3—5

Точность

дозирования,

%

 

 

± 5

Максимальное давление в печи, кГ/мм2

.

0,35

Емкость

ванны

по алюминию,

кг . .

.

70

Интервал

регулирования

температуры,

°С

0+800

Средний

расход

сжатого воздуха на до­

 

зу, м3

 

 

 

 

 

 

 

0,3

Время

разогрева

печи,

ч

 

 

8,0

Габаритные размеры

дозатора,

мм .

.2030ХІ505Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХІ285

Угол

наклона дозатора,

град

 

 

25

Масса (с аппаратурой управления), кг

 

2000

Установленная

мощность

обогрева, кет

 

12,5

Необходимо отметить, что пневматические заливоч­ ные устройства подают в форму очищенный от шлака металл, однако при этом способе заливки повышается его газонасыщенность, а необходимость герметизации раздаточной печи существенно усложняет условия эксп­ луатации таких установок.

Электромагнитные

устройства

лишены

перечислен­

ных недостатков. Отсутствие движущихся

механизмов,

воздействующих на перемещающийся металл,

одно из

главных преимуществ

электромагнитных установок.

Магнитогидродинамический

дозатор

[49],

показан­

ный на рис. 45, представляет

собой

раздаточную элект­

ропечь, закрепленную

по центру тяжести

на

цапфах.

Червячный привод

одной

из

цапф

позволяет

плавно и

легко поворачивать печь маховиком для слива

металла

из металлопровода

после

окончания

работы.

Основа­

ние— тележка 2 представляет

собой

прочную легкую

126


платформу с четырьмя винтовыми

домкратами

3 для

регулирования положения

дозатора

по высоте

в

преде­

лах + 110 жиг. Каждый домкрат

опирается на

 

ролик;

два из них — поворотные.

Такая

конструкция

тележки

в сочетании с насадкой на выходном конце трубы 4 поз­ воляет использовать дозатор для работы с любой ма­ шиной для литья под давлением и кокилем. Тигель 5 прочно закреплен фланцем в металлической крышке пе­ чи; приемный конец трубы 6 входит 'через дно в тигель на 80—110 мм для выдачи чистого металла. Тигель и труба 6 сварены. Под днищем печи труба 6 соединяется

 

 

 

7

8

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 45.

Магнитодинампческий

дозатор:

 

 

/ — и н д у к ц и о н н ы й

насос;

2 — о с н о в а н и е

(тележка); 3 — винто­

вой

домкрат;

4 — труба - насадка;

5 — т и г е л ь ;

5 — приемный

ко­

нец

входной

трубы; 7 — ось; S —- пружина;

9 —

капсула

с

ис­

точником

радиоактивного

излучения; 10 —

счетчики; А

к

Б—

 

 

 

 

 

уровни

металла

 

 

 

 

 

с входным фланцем щелевого канала

индукционного

насоса

1.

Рабочая

часть

канала — плоская

(щель

4X90 мм),

длиной

270

мм, через диффузоры

переходит

в 25 мм круг; толщина

стенок канала в рабочей

части

2,5 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разъемный корпус насоса отлит из чугуна. В каж­ дой его половине закреплен электромагнит из наборного железного пакета, в пазы которого помещена обмотка

127


из никелированной

медной

шины.

Обмотки насоса пи­

таются трехфазным

переменным

током

450—500

а и

напряжением

около 8 в. Канал

насоса снаружи

снабжен

герметизированным

электрическим

нагревателем.

Для

насоса не требуется

специального

охлаждения;

габари­

ты его минимальны

и при малом

потреблении

энергии

он развивает

давление более

0,5 ат. Выходящие из пе­

чи части труб

6 и 4 снабжены

электронагревателями и

термопарами;

такие же термопары

контролируют

тем­

пературу канала насоса.

Насос

может

поворачиваться

около оси 7.

Металлопровод

дозатора

разогревается

одновременно

по всем участкам

до

температуры

раз­

ливки сплава; температура нагрева автоматически регу­ лируется многопозиционной следящей системой. Уровень металла в тигле (А и Б) регулируется с помощью капсу­ лы 9 с источником радиоактивного излучения и счетчи­ ков 10. Шкала грубой настройки дозатора может быть разбита на интервалы 0,4—0,8—1,2 и т. д. до 4 кг по алюминию.

Таким образом, работа дозатора полностью автома­ тизирована, но управление им требует, на наш взгляд, упрощения. Кроме того, применение магнитодинамического дозатора в условиях литья алюминиевых сплавов связано с серьезными затруднениями, вызываемыми прежде всего высокой химической активностью жидкого

алюминия. Так, необходимо изготовление

огнеупорного

керамического

канала

(стойкого

в среде

движущегося

алюминиевого

расплава)

длиной

около метра со стен­

кой толщиной 3—5 мм. В настоящее время это техничес­ ки трудновыполнимая задача. Не менее серьезной явля­ ется проблема стойкости изоляции обмоток индуктора насоса при заливке такого высокотемпературного рас­ плава, как алюминий. Вероятно, этими причинами и можно объяснить то, что до сих пор эти насосы не при­ меняются в литейных цехах при заливке алюминиевых сплавов в машины для литья под давлением и кокили.

Наиболее перспективна для применения в литейном производстве разработанная и изготовленная в Инсти­ туте проблем литья АН УССР новая магнитодинамическая заливочная установка МДН-6А, которая позво­ ляет полностью автоматизировать регулируемую закрытуютранспортировку металла из плавильной печи к ли­ тейной форме [50]. Работа установки основана на

128


взаимодействии тока, протекающего в жидком металле, с внешним магнитным полем. На жидкий металл, по ко­ торому протекает ток, действуют электромагнитные силы, вызывающие движение металла в направлении, опреде­ ляемом правилом левой руки.

На рис. 46 представлена схема конструкции установ­ ки. С тиглем / сообщаются каналы 2. Каналы охвачены

индукторами,

представляющими

собой

замкнутые маг-

нитопроводы 3

с обмотками

питания 4.

Место соедине-

нения каналов

— активная

зона

насоса — находится в

зазоре электромагнита, представляющего собой разомк­

нутый С-образный магнито-

 

 

 

 

провод

5

с обмотками пи­

 

 

 

 

тания.

Установка

снабжена

 

 

 

 

съемной

 

крышкой

 

тигля

8,

 

 

 

 

а также сливным металло-

 

 

 

 

проводом 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

При

включении

 

обмоток

 

 

 

 

4 индуктора в сеть промыш­

 

 

 

 

ленной частоты в каналах 2,

 

 

 

 

как во

вторичных

обмотках

 

 

 

 

трансформатора,

индуктиру­

 

 

 

 

ется

электрический

ток,

а

 

 

 

 

при

включении

обмоток

6

 

 

 

 

электромагнита

в

 

активной

 

 

 

 

зоне

возникает

 

магнитное

 

 

 

 

поле,

направленное

под пря­

 

 

 

 

мым углом к току, протека­

 

 

 

 

ющему в металле.

 

Электро­

 

 

 

 

магнитные силы,

 

действую­

Рис. 46.

Схема

установки

щие на

металл

в

 

активной

 

МДН-6А:

 

зоне,

вызывают

 

движение

/ — тигель;

2 — к а н а л ы ;

3 — м а г н и -

 

топровод; 4, 6 —

обмотки питания;

металла из тигля побоковым

5 — С-образный

магнитопровод;

каналам

через центральный

7 — сливной

металлопровод; 8 —

съемная

крышка

канал

и

сливной

 

металло-

 

 

 

 

провод 7 в форму. Такое движение металла

осуществля­

ется только при одновременном включении обеих элект­ ромагнитных систем, т. е. для прекращения процесса заливки достаточно выключить одну из систем. При этом электромагнит выключается тогда, когда необходи­ мо перегреть очередную порцию заливаемого металла при неизменной температуре всего металла, находящего­ ся в тигле, для предохранения его от повышенного га­ зонасыщения. При необходимости заливки массивных

5 Зак . 610

129