Машина для формирования металлических болванок - RU2016117758A
Код документа: RU2016117758A
Формула
1. Машина для формирования металлических болванок, в частности подходящих для плавления и последующего непрерывного затвердевания драгоценного металла, такого как золото, серебро, сплавы драгоценных металлов, а также других чистых металлов или разных сплавов, в форме порошка, крошки или стружки разных размеров для производства слитков, имеющих массу, варьирующуюся от 50 г до 50 кг, отличающаяся тем, что она имеет шесть рабочих мест, расположенных последовательно, при этом:
на первом рабочем месте (101), определенном как «область загрузки», предусмотрено насыпающее устройство «А», которое помещает твердый металл в изложницу, дозирующее устройство «B», выполненное с возможностью обеспечения добавления определенной химической добавки, которая взаимодействует с кристаллической структурой материала, толкающее устройство (3) для перемещения всех изложниц вперед в течение всего рабочего цикла, крышка (4) для закрытия заполненной изложницы и разделители (2), выполненные из огнеупорного материала, которые имеют функцию поддержания заданного расстояния между одной изложницей или между группами изложниц;
на втором рабочем месте (102), в общем определенном как «плавильная печь», происходит расплавление металла, содержащегося в изложнице, в соответствии с заданными параметрами температуры/времени;
на третьем рабочем месте (103), определенном как «дополнительная добавка», предусмотрено дозирующее устройство «С», которое обеспечивает помещение химической добавки во все еще жидкий металл;
на четвертом рабочем месте (104), определенном как «область затвердевания», предусмотрен желоб или охладительная ванна, посредством которой происходит затвердевание металла в изложнице, в соответствии с заданными параметрами температуры/времени;
на пятом рабочем месте (105), определенном как «область охлаждения», предусмотрены дополнительные средства, выполненные с возможностью определения охлаждения твердого слитка, а также когда требуется быстрое охлаждение, ванна, содержащая охлаждающую жидкость, при этом дополнительно предусмотрены средства, подходящие для сбора слитка, когда он окончательно охлажден;
на шестом рабочем месте (106), определенном как «область выгрузки», предусмотрены средства, которые обеспечивают выгрузку изложниц, подходящие для удерживания слитков в случае нормального охлаждения, или являются пустыми в случае быстрого охлаждения, и в котором охлажденные слитки извлекаются отдельно.
2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что на первом рабочем месте (101) на загрузочной поверхности расположены пустые изложницы (1), между изложницей и такой же последующей или между группами из двух или более смежных изложниц расположены разделители (2), выполненные из графита или любого другого огнеупорного материала, которые имеют функцию поддержания заданного расстояния между единственными изложницами или между группами изложниц таким образом, чтобы изложницы (1), образуя «состав из изложниц», располагались во время движения вперед всегда правильно на последующих рабочих местах, при этом упомянутая рабочая поверхность также снабжена толкающим устройством (3), приводимым в действие различным образом, в частности, червячным винтом, пневматическим средством, гидравлическим средством или любым другим средством, которое обеспечивает подталкивание с заданным «шагом» вышеупомянутого состава вперед, а затем возвращение и, таким образом, освобождение пространства на вышеупомянутой загрузочной поверхности для того, чтобы позволить помещать дополнительные пустые изложницы.
3. Машина по п. 2, отличающаяся тем, что на первом рабочем месте (101) предусмотрены средства, выполненные с возможностью засыпания в каждую отдельную изложницу (1) точного количества металла в виде порошка, крошки или стружки различных размеров, причем также добавляется химическая добавка, которая вызывает химическую реакцию с примесями, содержащимися в металле, и которая состоит из борной кислоты, буры, нитрата калия, аммония, натрия, лития, калия и хлорида натрия, используемых отдельно или смешанно, а затем устанавливается крышка (4) для закрытия заполненной изложницы.
4. Машина по п. 2, отличающаяся тем, что изложница (1) имеет такой размер по высоте, что, когда она наполнена точным весом металла, ее крышка (4) может находиться на металле, но оставаться приподнятой относительно упора края изложницы, позволяя нижней части крышки сжимать и, таким образом, равномерно уплотнять порошки, крошку или стружку так, что в ходе последующего этапа плавления, когда объем, занимаемый массой металла, постепенно уменьшается вплоть до одной трети исходного твердого объема, крышка опускается постепенно по мере того, как плавится металл, пока она не расположится на вышеупомянутом упоре, тем самым герметично закрывая изложницу, при этом упомянутая изложница (1), имеющая внутреннее пространство, состоит из двух отдельных объемов, и именно меньший объем (1.1) представляет собой фактический «слиток», в котором определены форма и размеры слитка, в соответствии с международным стандартом LMBA или другими конкретными требованиями заказчика, и второй верхний объем (1.2), который может быть скомпонован по-разному, с целью облегчения помещения металла во время этапа загрузки.
5. Машина по любому из пп. 2-4, отличающаяся тем, что на рабочем месте (102) плавления предусмотрена нагревательная печь (5), в которой изложницы (1) и разделители (2) перемещаются на огнеупорную поверхность в отсутствие контролируемой атмосферы.
6. Машина по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что на рабочем месте (102) плавления предусмотрен туннель (6), нагреваемый по-разному, предпочтительно использующий индукционное тепло, при этом возникает повышение температуры нагрева по меньшей мере в двух диапазонах, быстром диапазоне (а), достигающем по меньшей мере 90% заданного значения, и одном или более диапазоне (b, c) с менее отклоняющимся профилем, причем присутствует вдуваемый инертный газ, такой как азот, азотно-водородная смесь с максимум 4,5% водорода (Н) для того, чтобы создать «инертную» окружающую среду, при этом на боковых отверстиях для входа и выхода «состава» предусмотрены мобильные перегородки (7) предпочтительно с гильотинной технологией.
7. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что на рабочем месте (104) затвердевания охлаждающая пластина (10) имеет скользящую поверхность, на которой изложницы останавливаются на этапе затвердевания, при этом прохождение охлаждающей жидкости осуществляется в продольном направлении и/или в поперечном направлении движения «составов» изложниц.
8. Машина по п. 7, отличающаяся тем, что на рабочем месте (104) затвердевания между охлаждающей поверхностью (10) и изложницей (1) предусмотрены другие нагревательные пластины для замедления охлаждения (21), выполненные из графита, металла или огнеупорных или изоляционных материалов, которые могут быть выполнены с соответствующим фрезерованным рельефом или углублениями.
9. Машина по п. 8, отличающаяся тем, что на рабочем месте (104) затвердевания предусмотрены охлаждающие или термоизоляционные пластины (11), выполненные с выемками для определения локальных областей температуры, которые расположены вблизи или в контакте с одной или более сторонами изложницы и крышки, при этом дополнительно предусмотрено, как только требуется тщательный контроль за термодинамическими перепадами затвердевания, с целью получения слитка с наиболее подходящей структурой затвердевшего металла, добавление нагревательных панелей (12) электрического резистивного типа, газового типа или нагреваемых другими способами, также размещенных вокруг изложницы и на крышке.
10. Способ работы машины для формирования металлических болванок по пп. 2 или 6, отличающийся тем, что, как только истекает время плавления, толкающее устройство (3) передвигает «состав» вперед так, что изложницы, присутствующие на загрузочной поверхности, проталкиваются в печь/туннель (5/6), и они в свою очередь проталкивают изложницы, присутствующие в печи/туннеле (5/6) к выходу, затем проходя в рабочее место (103) «дополнительная добавка», где в каждую единственную изложницу (1) к расплавленному металлу добавляют химическую добавку, которая вызывает химическую реакцию с примесями, содержащимися в расплавленном металле, и которая состоит из борной кислоты, буры, нитрата натрия, аммония, натрия, лития и калия и хлорида натрия, используемых отдельно или смешанно.
11. Способ работы машины для формирования металлических болванок по любому из пп. 2-6, отличающийся тем, что на рабочем месте (104) затвердевания изложницы с температурой накаливания, содержащие расплавленный металл и закрытые крышкой, перемещают до тех пор, пока не они остановятся на охлаждающей поверхности (10), охлаждаемой водой посредством проходных отверстий, предусмотренных внутри, и изготовленной с использованием меди, алюминия или его сплавов или с использованием других материалов, пригодных для контролируемого рассеивания тепла, на которой они остаются в течение заданного периода времени, в среднем от 1 до 5 мин, в зависимости от количества материала, подлежащего затвердеванию, вплоть до полного затвердевания всей массы, и на которой создана «инертная» окружающая среда с введением потока инертного газа, такого как азот, аргон или азотно-водородная смесь, которая предотвращает окисление изложниц и крышек и защищает уже затвердевший металл от кислорода.
12. Способ работы машины для формирования металлических болванок по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что операции, осуществляемые на третьем и четвертом рабочем месте (103/104), осуществляют на единственном рабочем месте.
13. Способ работы машины для формирования металлических болванок по любому из пп. 2-6, отличающийся тем, что на рабочем месте (105) охлаждения изложницы со все еще горячими слитками подвергают контролируемому охлаждению в свободной среде, а затем отправляют на рабочее место (106) выгрузки.
14. Способ работы машины для формирования металлических болванок по любому из пп. 2-6, отличающийся тем, что на рабочем месте (105) охлаждения достигают быстрого охлаждения, которое позволяет изложницам со все еще горячими твердыми слитками, когда они располагаются в области охлаждения, опустошаться, и слитки падают в ванну (13) с охлаждающей водой, в то время как пустые изложницы отправляют на рабочее место (106) выгрузки.
15. Способ работы машины для формирования металлических болванок по п. 11, отличающийся тем, что быстрое охлаждение обеспечивают поднятием крышки (4) изложницы (1) посредством захватов механического типа, пневматического типа или любого другого типа, при этом приводы механического типа, пневматического типа или любого другого типа удерживают вышеупомянутую изложницу, затем указанные приводы вращают и наклоняют изложницу, и под действием силы тяжести горячий слиток выпадает в ковш (14), который погружен в охлаждающую ванну (13).
16. Способ работы машины для формирования металлических болванок по п. 12, отличающийся тем, что после надлежащего времени охлаждения посредством поступательного движения ковш (14) выводят из ванны (13), чтобы обеспечить сбор охлажденного слитка (20), а затем осуществляют изменение положения пустого ковша (14), изменение положения пустых изложниц и опускание крышек, и еще впоследствии головное толкающее устройство (2) перемещает «состав» вперед так, чтобы пустая изложница, передвигаясь, оказалась расположенной на рабочем месте (106) выгрузки, откуда она подбирается вместе со слитком (20).
