Установка для обработки жидкого расплава

Установка для обработки жидкого расплава

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО РАСПЛАВА, содержащая емкость из немагнитного материала и расположенный под днищем емкости первый электромагнит постоянного тока, отличающаяся тем, что, с целью улучшения усвоения реагентов, повышения скорости протекания химических процессов, увеличения производительности труда и повышения надежности установки, она снабжена вибростолом с дебалансным вибровозбудителем вертикальных направленных колебаний , регулятором, переключателем, установленным на вибростоле на уровне донной футеровки емкости, вторым кольцевым электромагнитом, расположенным симметрично первому электромагниту под днищем емкости, коммутатором, источником импульсного тока, датчиком частоты и фазы возбуждаемых колебаний, соединенным с входом регулятора, выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с источником импульсного тока, выход коммутатора через переключатель соединен с первым электромагнитом и источником постоянного тока, выход которого соединен с вторым электромагнитом, а на корпусе вибровоз (Л будителя установлен датчик частоты и фазы возбуждаемых колебаний. да J/ со СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ш 4 F 27 D 23 04

OIlHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3748780/22-02 (22) 01.06.84 (46) 30.11.85. Бюл. № 44 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) В. Г. Горенко, П. В. Русаков, О. И. Шинский и Т. М. Евтушик (53) 621.746.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 937519, кл. С 21 С 1/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 840128, кл. С 21 С 1/00, 1979. (54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО РАСПЛАВА, содержащая емкость из немагнитного материала и расположенный под днищем емкости первый электромагнит постоянного тока, отличающаяся тем, что, с целью улучшения усвоения реагентов, повышения скорости протекания химических процессов, увеличения производительности труда и повыше„„SU„„1195170 A ния надежности установки, она снабжена вибростолом с дебалансным вибровозбудителем вертикальных направленных колебаний, регулятором, переключателем, установленным на вибростоле на уровне донной футеровки емкости, вторым кольцевым электромагнитом, расположенным симметрично первому электромагниту под днищем емкости, коммутатором, источником импульсного тока, датчиком частоты и фазы возбуждаемых колебаний, соединенным с входом регулятора, выход которого соединен с первы м входом ком мутатора, второй вход которого соединен с источником импульсного тока, выход коммутатора через переключатель соединен с первым электромагнитом и источником постоянного тока, выход которого соединен с вторым Е электромагнитом, а на корпусе вибровозбудителя установлен датчик частоты и фа- Ц ф зы возбуждаемых колебаний.

1195170

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью создания принудительной циркуляции жидкого металла, первый электромагнит постоянного тока, расположенный под днищем емкости, выполнен как магнитно-импульсный индуктор.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью гашения поверхностных колебаний жидкого металла, она дополнительно содержит связанный с откидной системой гидропривода узел успокоения поверхности зеркала металла, выполненный в виде крышки емкости со встроенным магнитно-импульсным индуктором, регулятор, коммутатор, источник импульсного тока, причем вход регулятора соединен с датчиком частоты и фазы возбуждаемых колебани й, а выход через коммутатор соединен с магнитно-импульсным индуктором, второй вход коммутатора

Изобретение относится к металлургическому и литейному производству, в частности к конструкции установок для обработки расплавов различными реагентами.

Целью изобретения является улучшение усвоения реагентов, повышение скорости протекания химических процессов, увеличение производительности труда и повышение надежности установки.

На фиг. 1 схематично изображена установка; на фиг. 2 — узел автоматической фиксации емкости.

Установка состоит из емкости 1 выполненной из жаропрочной нержавеющей стали

2, не обладающей магнитными свойствами. Внутри емкость футерована огнеупорным материалом 3.

Для облегчения прохождения импульсного магнитного поля через донную часть емкости 1 дно емкости 1 выполнено в виде круглой плиты 4, изготовленной из жаропрочного бетона. Плита 4 для повышения прочностных характеристик армирована металлическими прутьями из немагнитной нержавеющей стали (условно не показаны) . Для устранения наводки токов в прутьях они уложены в плите таким образом, что между ними отсутствует электрический контакт и не образуется зам кнутый контур.

Для удобства установки емкости 1 на вибростоле 5 емкость имеет приваренную к днищу кольцевую юбку 6, которая при установке емкости попадает в кольцевое посадочное гнездо 7 подвижной платформы 8. Для автоматического

1О

30 соединен с источником импульсного тока.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью автоматической фиксации емкости на вибростоле и создания направленного действия магнитного поля донного индуктора, к донной части емкости прикреплена . ферромагнитная юбка с наружной кольцевой проточкой, а на подвижной платформе вибростола выполнено круглое посадочное гнездо, радиально которому расположены три или четыре гидроцилиндра, шток-пальцы которых входят в зазоры кольцевой проточки.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью облегчения прохождения импульсного магнитного поля через дно емкости, последнее выполнено в виде плиты из жаропрочного бетона, армированного прутьями из немагнитной жаропрочной стали.

2 закрепления емкости 1 к подвижной платформе 8 снаружи кольцевого посадочного гнезда 7 на подвижной платформе установлено 3 — 4 гидроцилиндра 9, шток-пальцы 10 которого входят в наружную кольцевую проточку 11 юбки 6.

В центре подвижной платформы 8 в кольцевом посадочном гнезде 7 установлен донный электромагнит 12, выполняющий роль электромагнита постоянного тока и индуктора импульсного магнитного поля, для чего он выполнен в виде бетонного кольца, армированного медной катушкой, намотанной плоской медной шиной 13. Для создания направленного магнитного действия, создаваемого электромагнитом 12, он посажен на ферромагнитный сердечник 14 подвижной платформы

8 и вместе с ней, а также ферромагнитной юбкой 6 образуют магнитопровод для подвода потока в область расположения ферромагнитного реагента (фодификатора) 15 на дно емкости 1.

Соосно с электромагнитом 12 на уровне донной футеровки емкости 1 поверх гидроцилиндров 9 расположен кольцевой электромагнит 16 с магнитопроводом 17. Конструктивно он выполнен как и донный электромагнит 12 и в сочетании с ним позволяет получить более однородное магнитное поле по всей периферии дна.

Электрическое питание донный и боковой электромагниты 12 и 16 получают от источника 18 постоянного тока и источника 19 импульсного тока, причем донный электромагнит 12 имеет переключа1195170 тель 20 рода тока и управляемый коммутатор 21 для коммутации импульсов тока с определенной частотой.

Для управления коммутатором 21 на корпусе 22 вибровозбудителя 23 направленных вертикальных колебаний установлен бесконтактный датчик 24, электрический выход которого через регулятор 25 фазы подает разрешающие импульсы на коммутатор 21. Вибровозбудитель 23 конструктивно связан с подвижной платформой 8, в корпусе вибровозбудителя установлены по горизонтальной оси два кинематически связанных дебалансных груза 26, вращающихся в противоположные стороны в результате создающих вертикальные направленные колебания подвижной платформы 8, установленной посредством пружинных виброопор 27 на станине 28.

Внутри станины 28 установлен двигатель переменной скорости вращения 29, связанный для развязки от механических колебаний через ременную передачу с вибровозбудителем 23. Для защиты поверхности зеркала металла при вибрации с большими ускорениями от отрыва отдельных частиц жидкого металла над емкостью 1 установлена крышка 30 со встроенным магнитно-импульсным индуктором 31. Для возможности отвода крышка

30 через двуплечий рычаг 32 связана с гидроцилиндром 33. Питание индуктора 33 осуществляется от собственного источника импульсного тока 34 через коммутатор 35.

Управление коммутатором 35 осуществляется также от датчика 24 через собственный регулятор фазы 36.

Установка работает следующим образом.

На дно емкости 1 загружают необходимое количество ферромагнитного реагента 15, и емкость 1 с реагентом 15 устанавливается на платформу 8. Центровка и закрепление емкости 1 на платформе 8 производится автоматически за счет попадания юбки 6 емкости 1 в посадочное гнездо 7 и срабатыванием гидроцилиндров 9, шток-пальцы 10 которых, попадая в проточку 11 юбки 6, автоматически прижимают юбку 6 и связанную с ней емкость 1 к платформе 8.

Также автоматически производится и расфиксация емкости 1 по окончании процесса обработки расплава.

Для удержания ферромагнитного реагента 15 на дне емкости 1 от источника 18 постоянного тока подают питание на боковой электромагнит 17 и донный электромагнит 12 через переключатель

20 рода тока. Созданное таким образом постоянное магнитное поле с потоком Ф удерживает ферромагнитный реа гент 15 вплоть до заполнения емкости 1 жидким металлом 37. При нагревании реагента 15 последний теряет ферромагнитные свойства, испаряется и вступает в реакцию с жидким

10 !

25 зо

SO

55 металлом. Постоянное магнитное поле отключают, а с помощью переключателя 20 донный электромагнит подключают к источнику импул ьсно го тока 19 и вкл юча ют электродвигатель 29 вибровозбудителя 23.

Создающиеся направленные вертикальные колебания с амплитудой А и соответствующим амплитуде ускорением ввиду различной плотности металла и реагента создают различные по величине силы, действующие на реагент 15 и жидкий металл 37, что приводит к быстрому и равномерному усвоению реагента 15 жидким металлом.

Для предотвращения спекания реагента и создания принудительной гидродинамической циркуляции реагента 15 параллельно с положением вертикальных направленных колебаний донным электромагнитом-индуктором 12 возбуждают сильные магнитноимпульсные толчки в течение каждого полупериода виброколебаний. Дно емкости 1, выполненное в виде круглой плиты 4 из жаропрочного бетона, позволяет беспрепятственно проходить импульсному магнитному полю вглубь донной части емкости 1, не нанося при этом вреда футеровке, а возникающие при этом электродинамические импульсные силы в донной части жидкого металла приводят к разрушению образующихся комков и способствуют хорошему перемешиванию жидкого металла с реагенто м по в ыс оте ем кости 1.

Созданию циркуляции жидкого металла способствует импульсная подача питания синхронно с наложением виброколебаний. Импульсное питание на донный индуктор подается строго в определенные полупериоды виброколебаний от источника 19 через коммутатор 21, который в свою очередь через регулятор фазы 25 управляется с помощью датчика 24.

Вращаясь, дебалансные грузы 26 проходят мимо датчика 24, вырабатывают импульс разрешения на включение коммутатора 21 и подачи питания на индуктор 12.

Регулятором 25 фазы подбирают время включения индуктора в течение периода механических колебаний, выбирая таким образом оптимальное во времени сочетание действия магнитного импульса и вектора виброколебания.

Таким образом, сочетание в установке кольцевых электромагнитов-индукторов и системы управления ими с применением коммутатора, управляемого от датчика частоты через регулятор фазы, позволяет повысить производительность процесса обработки и надежность установки.

В процессе наложения виброколебаний на поверхности жидкого металла в емкости 1 при ускорениях, превышающих q-ускорение свободного падения, образуется отрыв частиц жидкого металла и взаимодействие с окружающей средой. Этот эффект используется при десульфурации жидкого

1195170

7 о fg д g4

@юг. Г

Составитель Г. Демин

Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Гулько

Заказ 7405/44 чугуна, обеспечивая высокие скорости взаимодействия металла с десульфуратором, однако он не всегда желателен, например, при модифицировании чугуна.

Для гашения поверхностных колебаний зеркала жидкого металла емкость 1 во время обработки закрывается крышкой 30 со встроенным магнитно-импульсным индуктором 31, на который подают питание от импульсного источника тока 34 через коммутатор 35, синхронно с наложением виброколебайий в полупериоды, когда амплитуда виброколебаний металла направлена вниз. Управление коммутатором 35 осуществля ют от датчика 24. Создающееся в строго определенные моменты давление на поверхности жидкого металла устраняет эффект отрыва жидкого металла, что позволяет поднять режимы обработки и тем сам ым позволяет увеличить амплитуду и виброускорение направленных вертикальных виброколебаний жидкого расплава, что еще в большей степени ускоряет процесс обработки жидкого металла реагентом.

После окончания процесса обработки жидкого металла отключается питание индукторов и вибровозбудителя, крышка 30

10 с помощью гидроцилиндра 33 автоматически отводится в сторону, гидроцилиндрами

9 производят расфиксацию емкости 1, которую убирают на позицию разливки, а на платформу 8 устанавливают следующую

Цикл повторяется.