RU65196U1

RU65196U1 - ELECTRIC FUSION FURNACE

Info

Publication number: RU65196U1
Application number: RU2007105530/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Шарабрин; Сергей Павлович Давыдовский; Илья Данилович Плеханов
Original assignee: Виктор Владимирович Шарабрин; Сергей Павлович Давыдовский; Илья Данилович Плеханов
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2007-07-27

Abstract

Предлагаемое решение относится к области металлургии, в частности к плавильным печам, с использованием вакуума при получении слитков и изделий в виде украшений из драгоценного металла. Технической задачей предлагаемого решения является повышение производительности труда, снижение потерь драгоценного металла при заливке расплава в форму и увеличение стойкости уплотнения на опоке. Указанная техническая задача достигается тем, что печь дополнительно снабжена устройством для выравнивания давления в момент отсоединения опоки от тигля выполненной в виде раздельной электрической цепи с двухпозиционным тумблером, устройство для контроля температуры внутри тигля выполнено на подвижном электроде с термодатчиком, соединенным с комбинацией приборов. Использование предлагаемого технического решения позволит снизить потери драгоценных металлов, увеличить выход металла в годную продукцию и в разы увеличить срок службы уплотнения опоки по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.The proposed solution relates to the field of metallurgy, in particular to smelting furnaces, using vacuum to obtain ingots and products in the form of jewelry made of precious metal. The technical task of the proposed solution is to increase labor productivity, reduce the loss of precious metal when pouring the melt into the mold and increase the strength of the seal on the flask. The specified technical problem is achieved in that the furnace is additionally equipped with a device for equalizing the pressure at the time of detachment of the flask from the crucible made in the form of a separate electric circuit with a two-position toggle switch, the device for controlling the temperature inside the crucible is made on a movable electrode with a temperature sensor connected to a combination of devices. Using the proposed technical solution will reduce the loss of precious metals, increase the metal yield, and significantly increase the service life of the flask seal in comparison with known devices of a similar purpose.

Description

Предлагаемое устройство относится к области металлургии, в частности к плавильным печам с использованием вакуума для получения изделий из драгоценных металлов в виде украшений.The proposed device relates to the field of metallurgy, in particular to melting furnaces using vacuum to obtain products from precious metals in the form of jewelry.

Известна вакуумно-дуговая плавильно-заливочная установка, содержащая вакуумную рабочую камеру с системой водоохлаждения, гарнисажный тигель, размещенный в рабочей камере, механизм подачи расходуемого электрода, установленный над гарнисажным тиглем на одной с ним вертикальной оси и поворотной опоки в виде бокового центробежного стола, с воронкой подачи расплава внутрь опоки, расположенной непосредственно после гарнисажного тигля, и вакуумно-компрессорную установку с комбинацией приборов, расположенных на панели (см., например, патент РФ на ИЗ №2239757, по кл. F27В 14/04, за 2003 г.).Known vacuum arc melting and casting installation containing a vacuum working chamber with a water cooling system, a skull crucible placed in the working chamber, a consumable electrode feed mechanism mounted above the skull crucible on one vertical axis and a rotary flask in the form of a side centrifugal table, with a funnel for supplying the melt inside the flask, located immediately after the skull crucible, and a vacuum compressor unit with a combination of devices located on the panel (see, for example, patent RF on IZ No. 2239757, according to class F27В 14/04, for 2003).

Недостатком этой печи является то, что она может быть использована для получения отливок большой массы (до 600 кг) и не может быть использована в изготовлении ювелирных изделий, т.к. плавление металла осуществляется непосредственно в камере разлива, а плавка металла осуществляется электро-дуговым способом.The disadvantage of this furnace is that it can be used to produce large mass castings (up to 600 kg) and cannot be used in the manufacture of jewelry, because metal is melted directly in the spill chamber, and metal is melted by an electric arc method.

Также известен агрегат для подготовки жидкого металла к разливке. Агрегат содержит вакуумно-индукционный тигельной печью и крышкой с технологическими отверстиями, перекрываемыми заслонками. Крышка выполнена с возможностью перекрытия камеры под расплав и дополнительной камеры. В кольцевом магнито-гидродинамическом устройстве выполнен дополнительный проем, через который к корпусу An assembly for preparing molten metal for casting is also known. The unit contains a vacuum induction crucible furnace and a lid with technological openings blocked by dampers. The cover is made with the possibility of overlapping the chamber under the melt and an additional chamber. An additional aperture is made in the ring magneto-hydrodynamic device through which to the housing

камеры под расплав присоединен блок подвода расплава в камеру. В подводящем и отводящем устройствах установлены блоки с металлопроводами, соединенные с тиглем печи и дополнительной камерой (см., например, патент РФ на ИЗ №2184327, по кл. F27В 14/06, за 2001 г.).chambers for the melt attached block supply of the melt in the chamber. Blocks with metal wires connected to the crucible of the furnace and an additional chamber are installed in the inlet and outlet devices (see, for example, RF patent for IZ No. 2184327, according to class F27В 14/06, 2001).

Недостатком этих печей является то, что в них отсутствует устройство для выравнивания давления между тиглем и опокой, а само устройство для регулировки температуры расположено на самой печи и не удобно для оператора.The disadvantage of these furnaces is that they do not have a device for equalizing the pressure between the crucible and the flask, and the device for adjusting the temperature is located on the furnace itself and is not convenient for the operator.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение производительности труда, снижение потери драгоценного металла при заливке форм из печи на охлаждение, кристаллизацию металла и увеличение стойкости уплотнения на опоке.The technical task of the proposed solution is to increase labor productivity, reduce the loss of precious metal when pouring molds from the furnace for cooling, crystallization of metal and increase the durability of compaction on the flask.

Указанная техническая задача достигается тем, что в электрической плавильной печи, включающей корпус, в котором расположены индуктор с тиглем, устройство для защиты металла от окисления и устройство для регулировки температуры в тигле, устройство для охлаждения тигля, съемная опока с магистралью для удаления из нее воздуха, вакуумный насос, в верхней части которой расположено уплотнение с воронкой для расплавленного металла и панель управления работой печи с комбинацией приборов, она дополнительно снабжена устройством для выравнивания давления в момент отсоединения опоки от тигля, выполненным в виде раздельной электрической цепи, которая предварительно отключает вакуумный насос, с последующим выравниванием давления внутри опоки, а устройство для регулировки температуры внутри тигля выполнено в виде подвижного электрода с термодатчиком, соединенным с комбинацией приборов.The specified technical problem is achieved in that in an electric melting furnace including a housing in which an inductor with a crucible is located, a device for protecting the metal from oxidation and a device for adjusting the temperature in the crucible, a device for cooling the crucible, a removable flask with a line for removing air from it , a vacuum pump, in the upper part of which there is a seal with a funnel for molten metal and a control panel for the operation of the furnace with a combination of instruments, it is additionally equipped with a leveling device Pressure at the time of disconnection from the flask crucible made as a separate electric circuit which disables pre-vacuum pump, followed by pressure equalization inside the flask, and the device for temperature adjustment inside the crucible is in the form of the movable electrode with a thermal sensor coupled to the instrument cluster.

Еще одним отличием является то, что рабочий орган дополнительного устройства установлен на панели управления и выполнен в виде электрических выключателей, соединенных с вакуумным насосом и электромагнитным клапаном, вакуумный насос дополнительно снабжен электромагнитным клапаном, соединенным с выключателем электрической цепи, а выключатели электрической цепи выполнены в виде двухпозиционных.Another difference is that the working body of the additional device is installed on the control panel and is made in the form of electric switches connected to a vacuum pump and an electromagnetic valve, the vacuum pump is additionally equipped with an electromagnetic valve connected to a circuit breaker, and the circuit breakers are made in the form on-off.

На фиг.1 - изображена схема электрической плавильной печи, выполненной в соответствии с предлагаемым решением.Figure 1 - shows a diagram of an electric melting furnace, made in accordance with the proposed solution.

Как показано на фиг.1 предлагаемая электрическая плавильная печь содержит корпус 1, внутри которого на плите 2 установлен тигель 3. Внутри тигля 3 установлен подвижный электрод 4 с термодатчиком 5. В плите 2 и тигле 3 выполнены сквозные отверстия 6 и 7. Тигель 3 установлен в индуктор 8 с водяным охладителем. Внутри тигля 3 расположен расплав металла 9, а над его верхней кромкой 10 расположен защитный газ (аргон), который подается из магистрали 11. Под плитой 2 расположена сьемная опока 12, с полостью 13, в форме изделий, которая контачит с ее поверхностью через уплотнение 14. Полость 13 через канал 15 соединен с вакуумным насосом 16, а насос соединен с электромагнитным клапаном 17. В верхней части полости 13 имеется питающая воронка 18, через которую подается расплав 9. В верхней части корпуса 1 над тиглем 3 расположена панель управления 19 с комбинацией приборов 20. Электрическая цепь 21 снабжена выключателем 22, соединенным раздельно с электромагнитным клапаном 17 и вакуумным насосом 16.As shown in figure 1, the proposed electric melting furnace contains a housing 1, inside of which a crucible 3 is mounted on the plate 2. Inside the crucible 3, a movable electrode 4 with a temperature sensor 5 is installed. Through holes 6 and 7 are made in the plate 2 and the crucible 3. The crucible 3 is installed into inductor 8 with a water cooler. Inside the crucible 3 there is a molten metal 9, and over its upper edge 10 is a protective gas (argon), which is supplied from the line 11. Under the plate 2 is a removable flask 12, with a cavity 13, in the form of products, which contacts its surface through a seal 14. The cavity 13 through the channel 15 is connected to the vacuum pump 16, and the pump is connected to the solenoid valve 17. In the upper part of the cavity 13 there is a feed funnel 18 through which the melt 9 is fed. In the upper part of the housing 1 above the crucible 3 there is a control panel 19 s instrument cluster 20. The electric circuit 21 is equipped with a switch 22 connected separately to the electromagnetic valve 17 and the vacuum pump 16.

Работа предлагаемой печи осуществляется следующим образом. Внутрь тигля 3 закладывается твердый металл. Затем на индуктор 8 подается переменный электрический ток определенной частоты (самый лучший источник тепловой энергии для плавки драгоценных металлов), The work of the proposed furnace is as follows. Inside the crucible 3, solid metal is laid. Then, an alternating electric current of a certain frequency (the best source of thermal energy for melting precious metals) is supplied to the inductor 8,

под воздействием которого происходит нагрев и плавление металла 9. Одновременно через магистраль 11 подается защитный газ, который защищает расплав 9 от окисления, а снаружи тигель 3 охлаждается, например, водой, которая циркулирует вокруг индуктора 8 (не показано). Температура внутри тигля 3 регулируется с помощью термодатчика 5, который установлен на электроде 4. Электрод 4 выполнен с возможностью осевого перемещения и в момент плавления металла 9 своей нижней конусной частью перекрывает отверстие 7 тигля 3. После плавления металла 9 с нижней стороны плиты 2 устанавливается опока 12 и с помощью специального устройства прижимается к нижней стороне плиты 2 и герметизируется с помощью уплотнения 14. После прижима и фиксации опоки 12 включается насос 16, который через канал 15 откачивает воздух из полости 13 и воронки 18. После создания определенного разряжения в полости 13 приподнимается электрод 4 и расплав металла через отверстия 6 и 7 подается в воронку 18, а из нее в полость 13 и заполняет ее. После заполнения полости 13 металлом 9 электрод 4 перемещают вниз, закрывают отверстие 6 и прекращают подачу металла в воронку 18. После этого с помощью выключателя 22 сначала выключают вакуумный насос 16, а после его остановки включают электромагнитный клапан 17, который из окружающей среды подает воздух в полость 13 и давление в ней выравнивается до атмосферного. После этого опоку 12 перемещают вниз и удаляют из печи, на ее место устанавливают новую опоку и процесс повторяется.under the influence of which metal 9 is heated and melted. At the same time, protective gas is supplied through the line 11, which protects the melt 9 from oxidation, and outside the crucible 3 is cooled, for example, by water that circulates around the inductor 8 (not shown). The temperature inside the crucible 3 is controlled using a temperature sensor 5, which is mounted on the electrode 4. The electrode 4 is made with the possibility of axial movement and, at the time of melting the metal 9, closes the opening 7 of the crucible 3 with its lower conical part. After melting the metal 9, a flask is installed 12 and using a special device is pressed against the bottom side of the plate 2 and sealed with a seal 14. After pressing and fixing the flask 12, the pump 16 is turned on, which pumps air through the channel 15 from the cavity 13 and into Onka 18. After creating a certain underpressure in the cavity 13 of the electrode 4 is raised and the molten metal through the openings 6 and 7 are fed into hopper 18 and thence into the cavity 13 and fills it. After filling the cavity 13 with metal 9, the electrode 4 is moved down, the hole 6 is closed and the supply of metal to the funnel 18 is stopped. After that, using the switch 22, first turn off the vacuum pump 16, and after stopping it, turn on the electromagnetic valve 17, which supplies air to the environment cavity 13 and the pressure in it is equalized to atmospheric. After that, the flask 12 is moved down and removed from the furnace, a new flask is installed in its place and the process is repeated.

Снабдив печь дополнительной электрической цепью и электромагнитным клапаном и разделив время отключения вакуумного насоса при снятии опоки позволяет выравнивать давления в полости и приемной воронке. Это не создает резкого вхождения воздуха в полость воронки, а происходит плавное его выравнивание. В результате снижаются нагрузки Equipping the furnace with an additional electric circuit and an electromagnetic valve and dividing the time for switching off the vacuum pump when removing the flask makes it possible to equalize the pressure in the cavity and the receiving funnel. This does not create a sharp entry of air into the cavity of the funnel, but smoothly aligns it. As a result, loads are reduced.

на насос и не происходит взрывного воздействия на жидкий расплав металла в воронке и препятствует разбрызгиванию металла по всем внутренним полостям отверстий плиты и тигля. Кроме того, исключение попадания металла на торцевую поверхность уплотнения в верхней части опоки позволяет увеличить его срок службы, а не менять уплотнение при каждой установке опоки под заливку.on the pump and there is no explosive effect on the liquid molten metal in the funnel and prevents metal from spraying on all the internal cavities of the openings of the plate and the crucible. In addition, the exclusion of metal on the end surface of the seal in the upper part of the flask allows you to increase its service life, and not to change the seal with each installation of the flask under the fill.

Применение предлагаемого технического решения в плавильных печах для изготовления изделий из драгоценных металлов позволит снизить потери металла, увеличить выход металла в годную продукцию и увеличить срок службы уплотнения опоки в десятки раз по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.The application of the proposed technical solution in smelting furnaces for the manufacture of precious metal products will reduce metal loss, increase metal yield in useful products and increase the life of the flask seal by a factor of ten compared to known devices of a similar purpose.

Claims

1. An electric melting furnace, including a housing in which an inductor with a crucible is located, a device for protecting the metal from oxidation, a device for adjusting the temperature in the crucible, a device for cooling the crucible, a removable flask, in the upper part of which there is a seal, a funnel for molten metal, a line for removing air from the flask with a vacuum pump and a control panel for the operation of the furnace with a combination of devices, characterized in that it is additionally equipped with a device for equalizing the pressure at the time of disconnection I flask from the crucible made as a separate circuit, which disconnects the first vacuum pump, and then aligns the pressure inside the flask, and the device for temperature adjustment inside the crucible is in the form of the movable electrode with a thermal sensor coupled to the instrument cluster.

2. The electric melting furnace according to claim 1, characterized in that the working body of the additional device is installed on the control panel and is made in the form of electric switches connected to a vacuum pump and an electromagnetic valve.

3. The electric melting furnace according to claim 1, characterized in that the vacuum pump is additionally equipped with an electromagnetic valve connected to a circuit breaker.

4. The electric melting furnace according to claim 1, characterized in that the circuit breakers are made in the form of on / off toggle switches.