Способ заливки расплава

 

СПОСОБ ЗАЛИВКИ РАСПЛАВА, ВК1ВОЧШ1ЩИЙ возбуждение электромагиитного поля в расплаве, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат, на расплав воздействуют виброколебаниями, а электромагнитное поле возбуждают циклически и синхронно с частотЬЙ вибрации, с длительностью импульса, равной полупериоду виброколебаний.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NUI

РЕСПУБЛИК.(19> SU (1!) 4(51) В 22 D 37 00

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ н сстстснсмн ссндстспьстсн

ГОСУД, СТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 36899!6/22-02 (22) 13.01.84 (46) 15.07.85. Бюл. У 26 (72) В.Г. Горенко, П.В. Русаков, Б.С. Дндык, Э.E. Яишкарев, В.K. Е4имчук и E.Г. Чугунный (71) Институт проблем литья АН УССР (53) 621.746.043 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 141998в кл В 22 D 39 00 ° 1961 °

"Литейное производство", 1983, Ф 10, с. 20. (54) (57) СПОСОБ ЗАЛИВКИ РАСПЛАВА, включающий возбуждение электромагнитного поля s расплаве, о т л ич а ю щ н и с я тем, что, с целью сокращения энергозатрат, на расплав воздействуют внброколебаниями, а электромагнитное поле возбуждают циклически и синхронно с частотой вибрации, с длительностью импульса, равной полупериоду виброколебаний.

3 166892

V=Аf>

А f — Vp м

Подобная сила возникает и при вибрации электропроводящей среды в магнитном поле. Воздействуя в данном случае на жидкий металл, совершающий периодическое сжатие и растяжение, она будет играть роль силы сопротивления, стремясь зафиксировать металл в неподвижном состоянии.

При наложении электромагнитного поля циклически и синхронно с частотой вибрации и с длительностью импульса наложения электромагнитного поля в пределах половины периода

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для подъема жидкого металла на определенную высоту, при его перекачке и дозировании, а также при разливке металла в литейные формы, при непрерывном литье заготовок и при перекачке и транспортировке электропроводящих жидкостей.

Цель изобретения - сокращение энергозатрат.

Сущность способа заключается в следующем.

Заливку жидкого металла в литейную форму осуществляют при комбинированном взаимодействии электромагнитного поля и вибрации. Электромагнитное поле, воздействующее на металл, создают с помощью индукторов, установленных возле заполняемых полостей. Динамическое воздействие вибрации на расплав вызывает в нем периодические колебания с амплитудой > и, как следствие, в результате наложения виброколебаний происходит периодическое сжатие и растяжение расплава.

Одновременно с наложением виброколебаний на подаваемую порцию злектропроводящей жидкости воздействуют электромагнитным полем с напряженностью Н.

На перемещающуюся электропроводящую среду, находящуюся в магнитном поле, действует сила на единицу объема где p — магнитная проницаемость электропроводящей среды; д — плотность наведенного тока в электропроводящей среде, — напряженность магнитного моля. виброколебаний электромагнитное поле вызывает силу сопротивления перемещению только строго в одну половину периода виброколебаний, формируя

5 в жидкости таким образом импульсы давления, которые и вызывают направленное движение подаваемых объемов.

Скорость подачи при этом зависит от амплитуды виброперемещения и частоты вибрации.

Скорость подъема, металла определяется

15 где V — скорость подъема;

" f — частота вибрации металлопровода

А — амплитуда виброперемещения металлопровода вдоль своей

20 оси.

Реальная скорость перемещения металла тем выше, чем меньше скольжение, которое в свою очередь зависит от величины напряженности электромагнитного поля

V = А"Е(1-S)

Р

У где S — скольжение;

U — реальная скорость жидкого

1 металла, 35 Иэ приведенного выше видно, что эффективность подачи расплава предлагаемым способом значительно выше, чем способами, где используется для этого только одна эпектродинамичес40 кая сила. Даже при наложении незначительного электромагнитного поля по предлагаемому способу можно добиться подъема металла за счет наложения вибрации.

45 1

Повышение эффективности указанно.го способа при подаче жидких металлов обеспечивается значительно меньшей потерей энергии на нагрев

50 из-за непосредственной передачи механической энергии. При этом уменьшается влияние таких факторов, как электропроводность, температура плавления, что в целом повышает надежность подачи жидких металлов.

Непосредственная передача.механичес-, кой энергии в жидкий металл за счет вибрации, минуя ее преобразование

1166892

Режим подачи

По примеру

ПокаЗа тели

Предлагаемый

48 76

80

920

1150

95 150

130 из электрической, повышает надежность способа.

Пример. Отливали в корковые формы цилиндрические гильзы диаметром 130 мм, высотой 320 мм и преобладающей толщиной стенки 8 мм.

В качестве материала был использован чугун.

Подачу металла в форму осуществляли по двум способам — прототипу и предлагаемому. По прототипу металл в форму подавали с помощью напорной трубы,от магнитодинамической установки, по предлагаемому— заливаемые формы устанавливали иа вибростоле и охватывали соленоидным индуктором. Полученные при проведении исследований данные приведены в таблице.

При подаче жидкого металла по предлагаемому способу виброколебания, налагаемые на жидкий металл, должны содержать составляющую виброколебаний, действующую по линии, совпадающей с направлением подачи жидкого металла. Если осуществляется подача по вертикальному каналу, налагаются вертикальные колебания, при горизонтальной принудительной подаче на жидкий металл налагают горизонтальные виброколебания. Поэтому в любом случае для подачи жидкого металла в требуемом направлении амплитуда виброколебаний, налагаемых на передаваемую жидкость, должна иметь составляющую, дейст"вующую вдоль линии, совпадающей с вектором направления подачи.

Наложение электромагнитного поля по предлагаемому способу осуществляют .строго в определенную половину периода виброколебаний в зависимо сти от того, прямое или обратное

Частота возбуждаемого электромагнитного поля,Гц 50

Напряженность возбуждаемого электромагнитного ,поля, А/м движение металла мы хотим получить, или в положительный полупериод:, амплитуды виброколебаний или, наоборот, в отрицательный. Налагаемое электромагнитное поле на жидкий металл может быть как переменным, так и постоянным, но в отличие от известных способов оно не является бегущим, т.е. суммирующим от

10 нескольких источников поля, имеющих временный сдвиг по фазе. По предлагаемому способу электромагнитное поле, действующее в определенном месте на жидкий металл, 15 создается от одного источника поля соленоида или индуктора.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ принудительной пода20 чн позволяет.при значительно меньших энергоэатратах добиться более высокого качества отливок. Применение

его в металлургических процессах значительно повысит эффективность

25 и надежность подъема и подачи жидких . .металлов, их дозирования и заливки в литейные формы. При разливке жидкого металла по формам уменьшается брак на 2-5Х за счет улучшения

Зо пропитываемости и заполняемости в тонких местах. При этом благодаря и улучшению условий пропитываемостн и заполняемости жидкого металла возможно конструктивное утоньшение толщин стенок и уменьшение веса отливок, а за счет комбинированного воздействия электромагнитного и вибрационного полей происходит экономия энергетических затрат и повышение

КПД по сравнению с известными способами. Для осуществления способа используются конструктивно гростые и надежные устройства.

1166892

Продолжение таблицы

Режим подачи

По примеру

Показатели

Предлагаемый

0,5 т 0,5 т

0,3 т т т

48 76

Амплитуда .налагаемых виброколебаний, мм

1,2 0,9

0,8

Усадочная пористость

Усадочная Нет Нет пористость в средней части

Нет

Имеются газовые включения и пористость

16,5

Структурная неоднородность сечению

Нет Нет

Нет

Есть по Есть на всей длине торцах

Наличие отбела

Относительная жидкотекучесть,X

85 100

37

Относительная скорость подачи, м/с

3,36

3,1 5,2

0,5

0,3

Составитель Е. Ноткин

Техред Т.Маточка Корректор А. Тяско .

Редактор К. Волощук

Заказ 4360/11

Тираж 747 Подписное

3НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ю

Филиал mI "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Длительность импульсов электромагнитного ,поля, пер., Частота налагаемых вибро колебаний на жидкость,Гц

Предел прочности образцов из отливок на растяжение, кг/мм

Различие в структурной неоднородности и механических свойствах по сечению по сечению и вы соте

Структурная неоднородность по

16,2 18,2 15,8

Структура однородна