CS203965B2 - Facility for liquefaction of the powder slag under assistance of non-melting electrodes - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro zkapalňování práškovité strusky za pomoci neodtavných elektrod pro výrobu kovových předmětů velkého rozměru, zejména dutých těles, elektrostruskovým přetavováním za současného přetavování několika kovových elektrod v kovové formě.

Vynález je zejména dobře použitelný pro výrobu předmětů značných rozměrů, které mají velké průměry nebo velkou tloušťku stěny, elektrostruskovým přetavováním. kovového materiálu a uvedením roztavených kovů do pevného stavu v kovových formách, kde je zapotřebí lázně s velkým množstím roztavené strusky.

Dosud byla lázeň roztavené strusky vytvářena tak, že napříč hrotů elektrod se vytvořily elektrické oblouky a jejich horkem se tavilo práškové struskotvorné činidlo, jak je to' prováděno při elektrostruskovém svařování. Když se však tohoto postupu vytváření lázně roztavené strusky použije pro výrobu předmětů elektrostruskovým přetavováním, vzniká nebezpečí, že mezi elektrodami a . kovovou formou budou přeskakovat jiskry, které vyvolají vznik elektrických oblouků mezi elektrodami a kovovou formou, čímž se tato kovová forma poškodí. Je zde také nebezpečí, že roztavený kov vytvořený tavením kovové elektrody ztuhne

В na kovové formě a pevně k ní přilne, když se touto kovovou formou ochladí, jelikož teplota struskové lázně je . nedostatečná. Toto nebezpečí je zvlášť velké, když vyráběný předmět má velký rozměr v příčném průřezu a v kovové formě o velkém průřezu vznikají elektrické oblouky. Proto dosavadní zařízení není vhodné pro vytváření kovových předmětů elektrostruskovým přetavováním.

Dosud bylo proto užíváno hlavně zařízení, při kterém se roztavená struska, vytvořená v odděleném přístroji pro vytváření roztavené strusky, lila do kovové formy. To však vyžaduje velkého přístroje pro vytvoření velkého množství roztavené strusky, zejména při výrobě předmětů o velkém příčném průřezu. Kromě toho má roztavená struska tendenci k ochlazení a ztuhnutí během licího děje, který trvá delší čas.

Dále je známo používání pomocných elektrod a také je známo připojovat elektrody na zdroj trojfázové energie. Při tom však je zapotřebí držáků jak pro hlavní, tak i pomocné elektrody, jakož i oddělených zdrojů energie.

Vynález proto vytváří zařízení pro. zkapalňování práškovité strusky za pomoci neodtavných elektrod pro výrobu kovových předmětů elektrostruskovým přetavováním za . současného přetavování několika kovových elektrod v kovové formě, přičemž podle . vynálezu jsou -neodtavné elektrody elektricky vodivě upevněny na dolních koncích kovových . elektrod, zasahují do vzhůru '-se otevírající části formovacího prostoru - . formy - a . jsou . připojeny na zdroj třífázového elektrického proudu pro vytvoření elektrického oblouku vždy mezi dvěma sousedními neodtavnými elektrodami.

Podle výhodného provedení vynálezu jsou neodtavné elektrody . společně - vratně natáčivé kolem středu přetavovací oblasti formy.

V důsledku úpravy - podle vynálezu není zapotřebí, aby kromě držáků pro odtavné elektrody bylo použito ještě držáků pro neodtavné elektrody; dále není zapotřebí oddělených zdrojů energie pro odtavné -elektrody, popřípadě pro neodtavné elektrody, neboť .při - úpravě - - jediného - energetického zdroje není zapotřebí přepínacího zařízení pro přepínání - mezi odtavnými elektrodami. Zásluhou vynálezu se tedy celé zařízení značně zjednoduší.

Zařízení podle vynálezu je zvlášť výhodné pro výrobu kovových předmětů s velkým příčným průřezem. Nedochází přitom prakticky k žádnému odpadu roztavené strusky ani - - ke ztrátě tepla ve srovnání se zařízením, při kterém lázeň roztavené strusky se vytváří litím roztavené strusky, - vytvořené odděleným -přístrojem, do kovové formy. Dále není zapotřebí zvláštního velkého přístroje pro vytváření roztavené strusky a odlévání může být zahájeno pohotově i když je požadováno velké množství strusky. - Vynález má - také- tu přednost, - že lze -vyloučit nebezpečí .-spočívající ve výskytu jisker nebo poškození kovové formy, na rozdíl od běžného zařízení, - ' při kterém - roztavená - strusková lázeň - -se ' - vytváří roztavením práškového struskového - taviva v . - kovové formě kovovými- elektrodami.

Další - výhodou zařízení podle vynálezu je to, že při přerušení . formování z jakéhokoliv důvodu (například v důsledku přerušení přívodu .energie), - je snadné . celý postup znovu zahájit - a jelikož . teplota lázně roztavené strusky - může být při ' - opětném - zahájení práce - zvýšena na -žádanou úroveň, může - být ta část kovové formy, kde se zahajuje přetavování předem ztuhlého kovu, dostatečně předběžně zahřáta, takže . není nebezpečí, že by takto- přetavený kov a roztavený kov vytvořený po opětném zahájení práce se neuspokojivě - spojily, čímž lze dostat jakostní výrobky.

Vynález bude nyní vysvětlen v souvislosti s připojenými výkresy na jednom příkladu provedení.

Obr. 1 je - v částečném řezu - nárys jednoho provedení přístroje k provádění postupu podle - vynálezu.

Obr. 2 -znázorňuje, jak se neodtavná elektroda - připojuje - ke kovové elektrodě.

Obr. - 3 znázorňuje uspořádání kovových elektrod . a neodtavných elektrod vůči -kovové formě, - - elektrická spojení mezi kovovými elektrodami, neodtavnými elektrodami a startovacím dílem, a mezi zdrojem energie.

Jak je .znázorněno v obr. 1, je v podlaze 1 vytvořena poměrně mělká jáma 2 . a na jejím dnu přibližně ve středu jámy 2 je základní blok 3. Ozubený věnec 5 opatřený na vnitřním povrchu vnitřními závity a na vnějším povrchu -ozubením, je otočně uložen . na základním bloku 3 ložiskem 4. V jámě - 2 je také hnací motor 7.

Na konci hnacího hřídele hnacího . motoru 7 je umístěno ozubené kolo 6, které zabírá s ozubením ozubeného věnce 5. Ozubený věnec 5 .je tedy hnacím motorem 7 poháněn v jednom nebo -v druhém směru kolem své vlastní osy, přičemž zůstává na svém místě. Ozubeným věncem 5 prochází vřeteno 8, které je na své vnější ploše opatřeno vnějším závitem, který zabírá s vnitřním závitem na ozubeném věnci 5. Horní konec vřetena 8 je připojen ke středu spodní desky prstencové konzoly 9a, která vyčnívá nad podlahu 1 prstencovým - výřezem lb vytvořeným - v podlahové desce la. Kotoučový stůl 9 opatřený středovým vývrtem 9b je připevněn k hornímu okraji prstencové konzoly 9a, je uložen vodorovně a vývrt 9b leží v osovém - prodloužení vřetena 8. Startovací díl 10 sestávající z krátké trubky, je pevně uložen na stole 9 soustředně, s tímto stolem, přičemž tvar startovacího dílu 7 - v příčném řezu je stejný . jako tvar trubkového tělesa, které má být vyrobeno. Uspořádání přístroje podle vynálezu je takové, že když kovová forma M, která je chlazena vodou a bude popsána níže, je na dolním konci svého zdvihu, vniká horní - konec startovacího dílu 19 do středové části tvarovacího prostoru kovové formy M s rovnoběžnými stěnami, takže - horní strana startovacího -dílu 10 uzavírá formovací prostor na rozmezí mezi středovou částí s rovnoběžnými stěnami a mezi rozšířenou, směrem vzhůru se otvírající částí formovacího prostoru. Jelikož startovací díl 10 je spojen se vřetenem 8 přes stůl 9 a -prstencovou konzolu 9a, jak bylo· popsáno shora, pak při pohonu hnacího motoru 7 v jednom nebo v druhém směru se startovací díl - 10 pohybuje nahoru nebo dolů ve svislém směru v rozmezí účinného . zdvihu vřetepa 8, přičemž se otáčí v jednom nebo v druhém směru se vřetenem 8. Zdroj 11 třífázového střídavého proudu je umístěn na podlaze 1, přičemž jeho pól - N je spojen se startovacím dílem 10 přes stůl 9 a jeho póly U, V a W jsou spojeny s neodtavnými elektrodami 35, z nichž jedna je umístěna na každé kovové elektrodě 18, jak bude popsáno -níže, pres kotouč 15, (obr. 1 a. 3). Nad podlažní deskou la je umístěna stropní deska 12, přičemž mezi středy stropní desky 12 a podlažní desky la prochází svislé závitové vřeteno 24, které leží v - osovém prodloužení vřetena 8 a je otočně neseno - uvedenými deskami za pomoci ložisek 24a a 24b. Horní

283965 konec vřetena 24 prochází stropní deskou 12 vzhůru a Je spojen s hnacím hřídelem motoru 30, který je umístěn na konzole 12a umístěné na horní ploše stropní desky 12. Prstencový kotouč 15 je na vnějším obvodu opatřen zuby a je nesen ložiskem 14 na konzole 13, která vybíhá dolů od dolní plochy stropní desky 12. Tento kotouč 15 tvoří nosič pro větší počet kovových elektrod 18, které drží v předem určených polohách, a je na své spodní ploše opatřen několika ( ve znázorněném provedení šesti) držáky, které jsou rozestaveny po obvodu ve stejné vzdálenosti a uspořádány podél kruhu předem určeného průměru; к těmto držákům jsou na svých horních koncích připevněny kovové elektrody 17, které jsou drženy ve svislé poloze. Každá kovová elektroda má takovou délku, že když kovová forma M chlazená vodou, je na dolním konci svého zdvihu, pak dolní konec každé kovové elektrody je umístěn přibližně uprostřed rozšířené, nahoru se otvírající části formovacího prostoru kovové formy. Při pohledu na vodorovnou rovinu je uspořádání těchto kovových elektrod 18 takové, jak je znázorněno v obr.

3.

Na stropní desce 12 je ve vhodné poloze pomocí konzoly 12b umístěn motor 16. Ozubené kolo 17, upevněné na hnacím hřídeli motoru 16, zabírá se zuby umístěnými na vnější obvodové ploše prstencového kotouče 15.

Uspořádání je takové, že při spuštění motoru 16 se kovové elektrody 18 periodicky pohybují kolem osy kotouče 15 žádanou rychlostí, a to v jednom celku s kotoučem 15, v jednom nebo v druhém směru, aniž by se pohybovaly ve svislém směru. Každá z kovových elektrod 18 je kontaktní botkou 19 a kotoučem 15 elektricky spojena se zdrojem 11 střídavého proudu.

Kovová forma M sestává z vodou chlazené středové formy 20 a z vodou chlazené vnější formy 21. Středová forma 21 a vnější forma 22 vymezují mezi sebou formovací prostor, který ve svislém průřezu má rozšířenou vzhůru se otvírající část v podobě násypky, válcovou část s rovnoběžnými stěnami a dolů se rozšiřující kuželovitou část, jak je patrno v obr. 1.

Jak středová forma 20 tak i vnější forma 21 jsou chlazeny obíhající vodou. Tvar střední části formy s rovnoběžnými stěnami je v příčném průřezu stejný jako tvar vyráběného kovového předmětu. Středová forma 20 má na své střední části ramena 22, ke každému z nich je připevněna matice 23, jsou v záběru se vřetenem 24 opatřeným svislým závitem. Tímto způsobem se středová forma 20 pohybuje nahoru nebo dolů ve svislém směru předem určenou rychlostí podle otáčení vřetena 24. Protáhlé šneky 25 a 25⁴ probíhají vztyčené mezi podlažní deskou 10 a stropní deskou 12, ve kterých jsou otočně uloženy v ložiskách 26, 27 a 26⁴, 27‘, jak znázorněno v obr. 1. Horní konce těchto pro táhlých šneků 25 a 25' vybíhají stropní deskou 12 směrem vzhůru a na jejich vyčnívajících koncích jsou upevněny řemenice 28, popřípadě 28^l. Na tom konci vřetena 24, který vyčnívá vzhůru, Jsou upevněny řemenice 29 a 29‘ a přes řemenice 28, 29 popřípadě 28‘, 29‘ jsou opásány řemeny. Protáhlé šneky 25 a 25‘ jsou tedy současně poháněny motorem 30 přes uvedené řemenice a řemeny v jednom nebo druhém směru, a to ve stejném směru otáčení a se stejnou rychlostí jako vřeteno 24. Prstencová vnější forma 21 je opatřena nosnými rameny 31 а ЗГ, к jejichž vnějším koncům jsou připevněny matice 32 popřípadě 32\ které jsou udržovány v záběru se šneky 25 a 25‘. Vnější forma 21 se tedy pohybuje nahoru a dolů podle otáčení šneků 25 a 25’ v jednom nebo druhém směru působením motoru 30, a to synchronně s pohybem středové formy 20. Vztyčené závitové vřetene 24, protáhlé šneky 25, 25‘ a motor 30 pohánějící vřeteno a šneky tvoří dohromady zvedací ústrojí pro pohyb kovové formy M nahoru nebo dolů ve svislém směru předem určenou rychlostí. Násypky 33 a 33’, přivádějící .struskovité tavivo, jsou neseny nosnými rameny a jejich dolní otvory jsou umístěny nad vzhůru otevřenou částí formovacího prostoru kovové formy M. Nosná ramena jsou opatřena maticemi 34 a 34\ které jsou závitově nasazeny na šnekách 25 a 25\ Tyto násypky 33 a 33’ se také pohybují nahoru a dolů podle otáčení šneků 25 a 25’ v jednom nebo druhém směru synchronně s pohybem kovové formy M.

Neodtavné elektrody 25 jsou odnímatelně spojeny s dolním koncem každé kovové elektrody 18 křídlovými maticemi 37 objímkou 36, jak je znázorněno v obr. 2. Tyto elektrody jsou například uhlíkové elektrody a jsou elektricky spojeny s póly U, V, W třífázového zdroje 11 střídavého proudu, jak je znázorněno v obr. 3. Tyto uhlíkové elektrody 35 jsou dále upraveny tak, že sousední elektrody jsou od sebe oddáleny o vzdálenost dostatečně malou, aby mezi nimi vznikl elektrický oblouk při napětí dodávaném ze zdroje 11.

V té části kovové formy M, která se otvírá směrem vzhůru, je umístěno práškové struskotvorné tavivo 38. Tato vzhůru se otvírající část se naplní práškovým tavivem 38, načež se kovová forma zvedne do polohy, ve které jsou neodtavné elektrody 35 ponořeny do taviva a pak se vede neodtavnými elektrodami 35, čímž se mezi sousedními elektrodami vytvoří oblouk skrze práškové tavivo 38, které se roztaví teplem oblouků a vytvoří v kovové formě lázeň roztavené strusky.

Při vytváření lázně roztavené strusky v kovové formě M způsobem podle vynálezu se neodtavné elektrody (například uhlíkové elektrody) 35 připojí po jedné к dolnímu konci každé kovové elektrody 18 a pak kovové elektrody do přístroje zamontují po snížení kovové formy M к dolnímu konci je203965 jího zdvihu takovým způsobem, že uhlíkové elektrody 35 jsou umístěny uvnitř vzhůru se otvírající části formovacího prostoru kovové formy. Potom se práškové struskotvorné tavivo 38 zavede do vzhůru se otvírající části kovové formy až do úrovně, na které jsou v něm ponořeny uhlíkové elektrody 35.

Když se spojí obvod třífázového zdroje 11 střídavého proudu a sousední uhlíkové elektrody 35 přijdou do styku s neznázorněným uhlíkovým členem, vznikne mezi uhlíkovými elektrodami oblouk skrze práškové struskotvorné tavivo 38. Jelikož práškové tavivo 38 obsahuje CaFe a jiné materiály mající poměrně vysoké elektrické vodivosti, a jelikož uhlíkové elektrody 35 jsou u sebe dostatečně blízko v poměru к napětí к nim přiváděnému se v tomto případě elektrické oblouky udržují a jejich teplem se postupně roztaví práškové struskotvorné tavivo 38.

V části kovové formy M, otvírající se směrem vzhůru, se tak vytvoří lázeň roztavené strusky. V tomto období se uvede v činnost motor 16, který otáčí kotoučem 15 pomalu v jednom nebo v druhém směru a tím otáčí uhlíkovými elektrodami 35 jako jeden celek v jednom nebo v druhém směru kolem středu kovové formy M. Tím se ještě dále podpoří roztavování práškového struskotvorného taviva 38 a lázeň roztavené strusky se může vytvořit rychleji.

Když byla lázeň roztavené strusky takto vytvořena v kovové formě M rozpojí se obvod proudového zdroje 11 a uhlíkové elektrody 35 se sejmou s příslušných kovových elektrod 18, načež se kovová forma M a startovací díl 10 poněkud zvednou do polohy, ve které jsou dolní konce příslušných kovových elektrod 18 ponořeny do lázně roztavené strusky. Potom se obvod proudového zdroje 11 opět spojí a provádí se elektrostruskové přetavování kovových elektrod 18, přičemž jsou tyto elektrody jako jeden celek kolem kovové formy otáčeny motorem 16, aby se vytvořila vrstva roztaveného kovu v kovové formě. Roztavený kov je plynule ochlazován kovovou formou M, aby se dostal žádaný kovový předmět jako při obvyklých postupech.

Užije-li se třífázového proudového zdroje ve spojení do hvězdy jako proudového zdroje a spojí-li se s uhlíkovými elektrodami 35 a startovacím dílem 10 kovové elektrody 18, jejichž počet je násobkem tří, jak je to znázorněno v obr. 3, je vytvoření elektrických oblouků mezi sousedními uhlíkovými elektrodami snadné a práškové struskotvorné tavivo 38 v podobě roztavené strusky je pouze přítomno mezi sousedními uhlíkovými elektrodami 35, což vyvolá vedení proudu nikoliv oblouky, nýbrž odporem v roztavené strusce, takže teplota roztavené strusky může být zvýšena na žádanou úroveň. Tak tomu je nejen při vytváření roztavené strusky, nýbrž také při tavení kovových elektrod 18 a hodí se pro zvýšení taviči účinnosti kovových elektrod 18 se stejným energetickým zdrojem, zejména když vyráběný předmět má velký příčný průřez.

I když způsob podle vynálezu byl shora posán a znázorněn při provedení na přístroji, kde se kovový výrobek vytváří přetavováním kovových elektrod v kovové formě elektrostruskovým tavením, přičemž se kovová forma zvedá, je zřejmé, že postupu lze užít také u přístroje, u kterého je kovová forma nepohyblivá a kovový předmět se dostane odvedením roztaveného kovu dolů z nepohyblivé kovové formy. Je také možné pozměnit prostředky, kterými jsou uhlíkové elektrody 35 spojeny s dolními konci kovových elektrod 18, jakož i polohu a úhel uhlíkových elektrod.

Claims (2)

1. Zařízení pro zkapalňování práškovité strusky za pomoci neodtavných elektrod pro výrobu kovových předmětů velkého rozměru, zejména dutých těles, elektrostruskovým přetavováním za současného přetavování několika kovových elektrod v kovové formě, vyznačující se tím, že neodtavné elektrody (35) jsou elektricky vodivě upevněny na dolních koncích kovových elektrod (18), zasahují do vzhůru se otevírající části formo

VYNÁL1ZU vacího prostoru formy (M) a jsou připojeny na zdroj třífázového elektrického proudu pro vytvoření elektrického oblouku vždy mezi dvěma sousedními neodtavnými elektrodami (35).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že neodtavné elektrody (11) jsou společně vratně natáčivé kolem středu přetavovací oblasti formy (M).