ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ

Предлагаемое устройство относится к области металлургии, в частности к плавильным печам с использованием вакуума для получения изделий из драгоценных металлов в виде украшений.
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.).
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.
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
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.).
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.
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.
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.
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.
На фиг.1 - изображена схема электрической плавильной печи, выполненной в соответствии с предлагаемым решением.
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.
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),
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.
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
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.
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.