Пневматический дозатор для алюминиевого расплава

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (я)5 В 22 D 39/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4896932/02 (22) 25.09.90 (46) 23,03,93. Бюл. hh 11 (71) Каширский литейный завод "Центролит" (72) А.И.Скучилов, В.И.Тимошкин, P.M.Ìàöнев и Н.И,Дубовицкий (73) Каширское литейное обьединение "Центролит" (56) Курдюмов А.B. и др. Флюсовая обработка и фильтрование алюминиевых расплавов. — М.: Металлургия, 1980, с.172 — 188.

Белорусов Б.А. и др, Метод фильтрации алюминиевых сплавов с самоочисткой фильтра. — Литейное производство, 1977, М 3, с.9 — 10.,, «Ы,„1804373 А3 (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДОЗАТОР ДЛЯ

АЛЮМИНИЕВОГО РАСПЛАВА (57) Сущность изобретения: пневматический дозатор алюминиевого расплава содержит ванну 1 с расплавом, заключенную в герметичный корпус 2 с крышкой 3 и встроенным сливным металлопроводом 4. В крышке 3 дозатора размещено нагревательное устройство 5, Дозатор имеет размещенный на его подине фильтр 7 и снабжен дополнительным нагревательным устройством 8, встроенным под фильтром 7 в подине

6 дозатора, Фильтр для очистки литейных алюминиевых сплавов состоит из пяти слоев. Размер гранул, мм: 1-й слой — 40-60; 2 и

4-й — 10 — 26; 3-й — 5 — 15 и 5-й слой — 25 — 50.

1804373

20

35

Толщина слоев, мм: 1-й слой — 60-120; 2—

5-й — 40 — 60, Причем третий слой имеет толщину, увеличивающуюся в сторонч металлопровода, что обеспечивается наклоном верхней поверхности слоя под углом, например 3-6 к его нижней поверхности. В процессе фильтрования поток исходного расплава поступает на фильтр, проходит чеИзобретение: относится к литейному производству, а именно к устройствам для фильтрации и дозирования литейных алюминиевых сплавов.

Цель изобретения — повышение качества очистки расплава от неметаллических включений и увеличение срока влужбы фильтра.

На фиг.1 изображен общий вид дозатора; на фиг.2 — схема дозатора.

Пневматический дозатор для алюминиевого расплава содержит ванну I с расплавом, заключенную, в герметичный футерованный корпус 2 с крышкой 3 и встроенным сливным металлопроводом 4. В крышке 3 дозатора размещено нагревательное устройство 5. В подине 6 дозатора под фильтром 7 встроено дополнительное нагревательное устройство 8, предотвращающее возможность "замораживания" расплава в фильтре дозатора, Ванйа дозатора, имеющая объем, соответствующий марке доэатора, ограничена сверху поверхностью; "Макс. уровень расплава", расположенную ниже порога 12 сливного канала 10 на 40-60 мм, а снизу — поверхностью "Мин, уровень расплава", находящуюся выше верхней.поверхности фильтра на 30- .50 мм. В подине 6 под металлопроводом для контроля и регулирования температуры расплава в фильтре 7 выполнено гнездо для размещения термопары 9. На дне сливного канала 10 выполнен горизонтальный участок 11 длиной 100-160 мм для направления струи расплава параллельно поверхности фильтра, что составляет 0,1-0,15 диаметра дозатора, Если длина горизонтального участка сливного канала дозатора менее 0,1 диаметра дозатора, то динамическое воздействие струи расплава на фильтр при сливе в дозатор не ослабевает в достаточной степени.

Если более 0,15, нецелесообразно, и кроме ого частицы А!203)проходя более длинный путь в большей степени окисляются.

1 рез всей его слои сверху вниз под действием пневматического давления над зеркалом расплава в доэаторе, освобождаясь от части содержащихся в нем включений, и очищенный, отбирается из нижнего первого слоя фильтра в металлоприемник и далее в литейную форму, 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Пневматический дозатор работает следующим образом.

В очищенную от шлака ванну 1 дозатора послойно закладывается фильтр 7. Разогрев дозатора с размещенным в нем фильтром производят до температуры слива с moмощью нагревательного устройства 5.в, крышке 3 и нагревательного устройства 8 в . подине 6 дозатора. Контроль температуры производят с помощью термопары 9 в рабочем пространстве доэатора и в подине 6.

Расплав поступает на фильтр, проходит через все его слои сверху вниз под действием пневматического давления над зеркалом расплава в дозаторе. Очищенный расплав . отбирается иэ нижнего первого слоя фильтра в металлоприемник и далее в литейную форму.

Фильтр имеет площадь, равную площади поперечного сечения корпуса, и состоит из пяти слоев I — V,òîëùèíà первого иэ которых, начиная от подины, составляет 60-120 мм и каждого последующего 40-60 мм, а размер гранул первого слоя 40 — 60 мм, второго и четвертого — 10 — 25 мм, третьего—

5-15 мм, пятого 25-50 мм, причем минимальный размер гранул первого слоя фильтра больше диаметра канала сливного металлопровода, а верхняя граница этого слоя расположена выше входного отверстия металлопровода.

Слой II поддерживает рабочий слой III (см. фиг.2). Последний имеет толщину, увеличивающуюся в сторону металлопровода,. что обеспечивается наклоном верхней поверхности слоя III под углом, например, 36О к, горизонтальной поверхности, Благодаря переменной толщине слоя III вы40 равниваются скорости потока расплава по наиболее длинному пути а и кратчайшему пути б, а значит, и по асей площади фильтра, что способствует увеличению срока службы фильтра, .1804373

Слой IV является фильтром предварительной очистки расплава от крупных включений. При этом меньше засоряется рабочий слой! И и следовательно увеличивается продолжительность работы фильтра.

Слой V уплотняет нижележащие слои фильтра и предохраняет их от размывания струей расплава при сливе новых порций металла в дозатор. Уменьшение размера гранул и увеличение толщины слоев приводит к нежелательному повышению гидравлического сопротивления фильтра, а увеличение размера гранул и уменьшение толщины слоев — к снижению способности фильтра очищать расплав рт включений.

Площадь фильтра (м ) принимают равной (0,2 — 0,5)W, где Ф/ — средняя массовая скорость потока расплава через фильтр, кг/с. При меньшей площади фильтра велика вероятность вымывания включений из фильтра и попадания их в отливки, а большая площадь фильтра экономически нецелесообразна, так как при этом возрастает расход материалов фильтра и возникают трудности с его размещением в дозаторе.

В процессе фильтрации поток исходного расплава поступает на фильтр, проходит через все его слои сверху вниз под действием пневматического давления над зеркалом расплава, освобождаясь от части содержащихся в нем включений, и очищенный отбирается из нижнего первого слоя фильтра в металлоприемник и далее в литейную форму. Температура расплава в каналах фильтра поддерживается равной температуре расплава над фильтром с помощью электронагревателей, размещенных в подине дозатора. Уровень расплава в дозаторе всегда поддерживают выше фильтра на 30 — 50 мм так, чтобы фильтр никогда не соприкасался с атмосферой дозатора. В противном случае фильтр быстро зашлаковывается и становится непригодным к дальнейшему использованию. Положение гранул в фильтре поддерживают постоянным, что обеспечивается следующими свойствами фильтра, Во-первых, плотность гранул плавленного . корунда на 55 превышает плотность расплава; во-вторых, нижняя и боковая повер. хности фильтра опираются на футеровку дозатора; в-третьих, отношение площади фильтра к площади металлопровода больше

100, поэтому обратное движение расплава при сбросе давления и дозатора не может оказать сколько-нибудь заметного дестабилизирующего воздействия на фильтр. Разрыхление фильтра потоком расплава из

4.Дозаторпоп.1,отличающийся

45 тем, что, с целью повышения надежности

40 металлопровода возможно лишь при отношении площади фильтра к площади металлопровода меньше 10: струя расплава при сливе в дозатор направляется горизонтально, что ослабляет ее динамическое воздействие на фильтр, Формула изобретения

1. Пневматический дозатор для алюминиевого расплава, содержащий герметичный футерованный корпус с заливочным каналом и сливным металлопроводом, нагревательное устройство, расположенное в верхней части корпуса, и фильтр, размещенный на подине перед входным отверстием металлопровода и выполненный из гранул огнеупорного материала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества очистки расплава от неметаллических включений и увеличения срока службы фильтра, фильтр имеет площадь, равную площади поперечного сечения корпуса, и выполнен из пяти слоев, толщина первого из которых, начиная от подины, составляет 60 — 120 мм, а каждого последующего 40-60 мм, размер гранул первого слоя — 40 — 60 мм, второго и четвертого — 10 — 25 мм, третьего — 5 — 15 мм и пятого — 25 — 50 мм, причем минимальный размер гранул первого слоя фильтра больше диаметра канала сливного металлопровода, а верхняя граница этого слоя расположена выше входного отверстия металлопровода, 2. Дозатор по п.1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения замораживания металла в нижней части фильтра и металлопроводе, он снабжен дополнительным нагревательным устройством, встроенным в подине, 3. Дозатор по п.1, отличающийся тем, что, с целью контроля и регулирования температуры расплава в фильтре, в подине под металлопроводом выполнено гнездо для размещения термопары фильтра за счет снижения динамического воздействия струи расплава на фильтр при заливке металла в дозатор, дно заливочного канала имеет горизонтальный участок длиной, составляющей 0.1 — 0,15 диаметра внутренней полости футерованного корпуса.

5, Дозатор по п,1, отличающийся тем, что третий слой фильтра выполнен увеличивающимся по толщине B сторону металлопривода, при этом верхняя поверхность слоя расположена под углом 3 — 6 к горизонтальной поверхности.

1804373 у 0

В.

Составитель И.Суздалев

Редактор А.Купрякова Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1066 Тираж Подписное

В; 1ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб,. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101