DE2304955A1

DE2304955A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines rohrkoerpers

Info

Publication number: DE2304955A1
Application number: DE2304955A
Authority: DE
Inventors: Akira Ujiie
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1972-02-04
Filing date: 1973-02-01
Publication date: 1973-08-16
Also published as: AU446076B2; FR2170205B1; FR2170205A1; NL150026B; NO135774B; DE2304955B2; DK140745B; AU5124873A; IT978767B; GB1413627A; CA989136A; NO135774C; CS202533B2; SE397281B; US3834443A; CH545666A; BE794346A; JPS4881727A; JPS518747B2; DK140745C

Description

PATEN TAN WALTE HENKEL— KERN — FEILER — HÄNZEL — MÜLLER

DR. PHIL. DIPL.-ING, DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPL.-ING.

telex: os 29 802 HNKL D EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 bayerische Hypotheken- und

TELEFON: (08 11) 66 31 97, 66 30 91-92 onnn uftxirncv nn WECHSELBANKMUNCJHENNR-SIS-SSIII

TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN U-öUÜU MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MCHN 162147 —

Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha 2304955

Tokio, Japan

-1. FEB. 1973

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Rohrkörpers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohrkörpern, wie Metallrohren, durch Elektroschlackeumschmelzen von Metall-Elektroden.

Bei der Herstellung von Rohrkörpern durch Umschmelzen von Metall-Elektroden in einer Metall-Gießform nach dem Elektroschlackeumscnmelzveri'ahren werden die Elektroden über einer ortsfesten Metall-Gießform angeordnet und durch eine Vorschubeinrichtung kontinuierlich in die Gießform vorgeschoben. Die Elektroden ν; erden beim Vorgang des Elektroschlackeumschraelzens kontinuierlich in der Gießform abgeschmolzen und bilden sine Schmelziaetallache, die sich abkühlt und kontinuierlich in Form eines Rohrkörpers erstarrt, der durch eine Abzieheinrichtung kontinuierlich nach unten aus der Gießform abgezogen wird, wodurch der fertige Rohrkörper erhalten wird. Die "Höhe der vorrichtung zur Bildung eines Rohrkörper-s der LeeonriebeKön Art muß daher mindestens der Gesamtlänge des herzustellenden Rohrkörpers plus der Gesamtlänge der Metall-Elektroden entsprechen. Die Gesamtlänge der Elektroden entspricht in den meisten Fällen praktisch der Gesamtlänge des gebildeten Rohrkörpers, so daß die Fertigungsvorrichtung außerordentlich hoch ist, d.h. ihre Höhe entspricht praktisch der doppelten Länge des her-

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zustellenden Rohrkörpers. Zur Verkleinerung der Höhe dieser Vorrichtung kann ein Verfahren angewandt werden, bei welchem jede Metall-Elektrode in kurze Stücke zerschnitten wird und diese kurzen Stücke nacheinander in die Gießform eingeführt werden, nachdem sie durch Schweißen miteinander verbunden worden sind. Dieses Verfahren erfordert aber eine Einrichtung zum Zusammenschweißen der Elektrodenstücke, wodurch die Konstruktion der Vorrichtung äußerst kompliziert wird. Darüber hinaus bringt der Schweißvorgang einige Schwierigkeiten mit sich, speziell wenn der herzustellende Rohrkörper* erhebliche Größe und Dicke besitzt, da in diesem Fall die Dicke der benötigten Elektroden ebenfalls groß ist. Dieses Verfahren ist daher vom praktischen Standpunkt nicht optimal. Wenn der herzustellende Rohrkörper geringe Größe und Dicke besitzt, kann die Höhe der Fertigungsvorrichtung dadurch verringert werden, daß eine Metall-Elektrode in Form eines auf eine Spule aufgerollten Drahts benutzt wird. Die Verwendung derartiger Elektroden ist aber vom wirtschaftlichen Standpunkt unannelimbar, da solche Elektroden sehr teuer sind und die Herstellungskosten auf einen wirtschaftlich untragbaren Wert erhöhen.

Bisher war es üblich, die Höhe der Halle zu vergrößern oder eine tiefe Grube im Hallenboden vorzusehen, welche die Vorrichtung aufnimmt. Dies machte nicht nur beträchtliche Bauarbeiten erforderlich, sondern erforderte auch ein Hebewerk erheblicher Höhe zum Anheben der Metall-Elektroden, wodurch wiederum zusätzliche Bauarbeiten für das Hebewerk nötig wurden. Außerdem besitzt die vorstehend beschriebene Vorrichtung den Nachteil, daß sie, weil die Gießform ortsfest ist, mit zusätzlichen Einrichtungen, wie Elektroden-Vorschubeinrichtungen und Abzieheinrichtungen zum Abziehen des fertigen Metallrohrs aus der Gießform, versehen sein muß, wodurch sich die Kosten weiter erhöhen. Dieser Nachteil tritt

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in verstärktem Maß dann zutage, wenn das herzustellende Rohr groß und dick ist, weil dann die Vorschub- und Abzieheinrichtungen ebenfalls groß sein müssen.

Aufgabe der Erfindung ist daher in erster Linie die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung zur Herstellung von Rohrkörpern, bei denen insbesondere die genannten Nachteile und Schwierigkeiten vermieden werden,

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines Rohrkörpers erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die unteren Enden mehrerer Metall-Elektroden kontinuferlich in einem Elektroschlacke-Umschmelzverfahren abgeschmolzen werden und dabei eine Schmelzmetallache in einer Gießform gebildet wird, in welcher der herzustellende Rohrkörper aus der Metallschmelze gebildet wird, und daß die Gießform beim Abschmelzen der Elektroden kontinuierlich angehoben wird, wobei die Schmelzmetallache beim Abschmelzen der Elektroden mit deren unteren Enden in Kontakt gehalten wird.

In weiterer Ausgestaltung wird mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen, die gekennzeichnet ist durch eine Gießform, die einen ringförmigen Formraum umschließt, ein Tragglied zur Halterung mehrerer Metall-Elektroden in der Weise, daß ihre unteren Enden in den Formraum hineinragen, eine Steuereinrichtung zum Anheben der Gießform mit kontrollierter Geschwindigkeit von einer unteren Stellung in eine obere Stellung und eine Einrichtung zur Zufuhr eines elektrischen Stroms zu den Metall-Elektroden, um deren untere Enden abzuschmelzen, wobei eine Anordnung vorgesehen ist, bei der die unteren Enden der Elektroden im Betrieb unter Bildung einer Lache der Metallschmelze im ringförmigen Formraum abgeschmolzen werden und

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der herzustellende Rohrkörper aus dieser Lache gebildet wird, während die Gießform beim Abschmelzen der unteren Enden der Elektroden angehoben wird, so daß die Schmelzmetalllache beim Abschmelzen der Elektroden mit deren unteren Enden in Kontakt gehalten wird.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise im. lotrechten Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung und

Fig. 2 und 3 Schnitte längs der Linie A-A in Fig. 1, die jeweils unterschiedliche Anordnungen der Metall-Elektroden darstellen.

Gemäß Fig. 1 ist in einem Hallenboden 1 eine vergleichsweise flache Grube 2 vorgesehen, auf deren Boden praktisch in ihrer Mitte ein Fundament-Block 3 angeordnet ist. Ein Ringrad 5, das an seiner Innenfläche ein Innengewinde und an seiner Außenfläche eine Verzahnung trägt, ist mittels eines Lagers 4 drehbar auf dem Block 3 montiert. Außerdem ist in der Grube 2 ein Antriebsmotor 7 angeordnet, auf dessen Antriebswelle ein Zahnrad 6 befestigt ist, das mit der Verzahnung des Ringrads 5 kämmt. Das Ringrad 5 wird somit durch den Motor 7 um seine Achse herum in die eine oder die andere Richtung angetrieben, dabei jedoch in seiner Position gehalten. Eine mit Außengewinde versehene Spindel 8 durchsetzt das Ringrad 5, wobei ihr Außengewinde mit dem Innengewinde des Ringrads 5 zusammengreift. Das obere Ende dieser Spindel 8 ist in der Mitte einer Bodenplatte einer ringförmigen Halterung 9a befestigt, die durch einen in einer Hallenboden-Platte 1a vorgesehenen Ringspalt 1b über den Hallenbo-

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den 1 hinausragt. An der Oberkante der ringförmigen Halterung 9a ist ein scheibenartiger Tisch 9 mit einer Zentral-Bohrung 9b befestigt, der waagerecht angeordnet ist, während die Bohrung 9b axial mit der Spindel 8 fluchtet. Am Tisch 9 ist konzentrisch zu ihm ein Anfangsstück 10 befestigt, das aus einem kurzen Rohrstück besteht, dessen Querschnittsform derjenigen des herzustellenden Rohrkörpers entspricht. Die Vorrichtung ist so angeordnet, daß dann, wenn sich eine noch näher zu beschreibende Metall-Gießform M am unteren Ende ihres Hubs befindet, das obere Ende des Anfangsstücks 10 von einem parallelwandigen Mittelteil eines ringförmigen Formraums der Metall-Gießform aufgenommen wird, wobei seine Oberseite den Ringspalt am Übergang zwischen dem parallelwandigen Mittelteil des Formraums und einem sich aufwärts öffnenden, erweiterten Abschnitt des Formraums verschließt. Da das Anfangsstück 10 auf beschriebene Weise über den Tisch 9 und die Halterung 9a mit der Spindel 8 verbunden ist, bewegt es sich bei in die eine oder andere Richtung laufendem Motor 7 innerhalb des Effektivhubs der Spindel 8 lotrecht aufwärts oder abwärts, während es sich zusammen mit der Spindel 8 in die eine oder andere Richtung dreht. In der Grube 2 ist außerdem ein Steuerkasten 11 vorgesehen, der elektrisch mit dem Motor 7 verbunden ist. Der Motor 7 wird auf ein ihm vom Steuerkasten 11 eingespeistes Signal hin mit beliebiger Drehzahl in die eine oder andere Richtung angetrieben. Der Steuerkasten 11 ist elektrisch mit einem Geigerzähler 27 verbunden, der einen Teil einer noch näher zu erläuternden Meßeinrichtung bildet, welche zur Feststellung des Spiegels einer in der Gießform M gebildeten Schmelzmetallache dient. Der Steuerkasten 11 überträgt in Abhängigkeit von der Intensität einer durch den Geigerzähler 27 festgestellten Strahlung ein Signal zum Motor 7, um dessen Arbeitsx-reise zu steuern. Der Motor 7, dieSpindel 8, der Tisch 9, das Anfangsstück 10 und der Steuerkasten 11 stel-

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len zusammen eine noch näher zu erläuternde Steuereinrichtung dar, welche die Oberfläche der Schmelzmetallache in der Gießform auf einem vorbestimmten konstanten Pegel hält. Am Hallenboden 1 ist eine Wechselstromquelle 12 vorgesehen, die elektrisch mit dem Tisch 9 und einer noch zu beschreibenden ringförmigen Scheibe 16 über Leitungen a und b verbunden ist, welche derart angeordnet sind, daß sie die Drehung oder die lotrechte Bewegung des Tisches 9 und der Scheibe 16 nicht behindern. Eine Deckenplatte 13 ist parallel über der Hallenboden-Platte 1a angeordnet, wobei sich eine lotrechte Gewindespindel 30 zwischen den Mittelpunkten der Deckenplatte 13 und der Platte 1a erstreckt. Die Spindel 30 fluchtet axial mit der Spindel 8 und ist in den Platten 13 und 1a mittels Lagern 32 und 31 drehbar montiert. Das obere Ende der Spindel 30 erstreckt sich aufwärts durch die Deckenplatte 13 und ist mit der Antriebswelle eines Motors 33 verbunden, der an einer an der Oberseite der Dekkenplatte 13 vorgesehenen Halterung 13a montiert ist. Der Motor 33 ist elektrisch mit dem Steuerkasten 11 verbunden und wird mit beliebiger Drehzahl angetrieben oder durch ein vom Steuerkasten 11 geliefertes Signal angehalten. Die ringförmige Scheibe 16 ist an ihrer Außenumfangsflache mit Zähnen versehen und mittels eines Lagers 15 drehbar an einer Halterung 14 montiert, welche von der Unterseite der Deckenplatte 13 nach unten ragt. Die Scheibe 16 dient als Tragglied zur Halterung einer Anzahl von Metall-Elektroden 19 in ihren jeweils vorbestimmten Positionen. Sie ist an ihrer Unterseite mit einer Anzahl von auf gleiche Abstände verteilten Spanneinrichtungen versehen _r die um den Umfang eines Kreises vorbestimmten Durchmessers herum angeordnet sind und in denen die oberen Enden der Elektroden 19 derart verspannt werden, daß letztere praktisch lotrecht angeordnet sind. Jede Elektrode 19 besitzt solche Länge, daß dann, wenn sich die noch zu beschreibende Gießform M am unteren

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Ende ihres Hubs befindet, das untere Ende der betreffenden Elektrode ungefähr in der Mitte des erweiterten, sich aufwärts öffnenden Abschnitts des ringförmigen Formraums der Gießform liegt. Die Anordnung der Elektroden 19 in einer waagerechten Ebene ist in Fig. 2 oder 3 dargestellt.

Ein weiterer Motor 17 ist mittels einer Halterung 13b an einer passenden Stelle an der Deckenplatte 13 montiert. Ein an der Antriebswelle des Motors 17 befestigtes Zahnrad 18 kämmt mit den Zähnen am Außenumfang der ringförmigen Scheibe 16. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß sich bei eingeschaltetem Motor 17 die Metall-Elektroden periodisch als Ganzes mit wahlfreier Geschwindigkeit um die Achse der Scheibe 16 und gemeinsam mit der Scheibe 16 in die eine oder andere Richtung bewegen, ohne sich in lotrechter Richtung zu bewegen. Jede Elektrode 19 ist über einen Kontaktschuh 20 und die Scheibe 16 mit der genannten Wechselstromquelle 12 verbunden und wird von dieser mit einem Strom beschickt. Die Metall-Gießform M besteht aus einem wassergekühlten Formkern 21 und einer vras sergekühlten Außenform 22, die beide mittels sie durchströmenden Wassers gekühlt werden. Das Kühlwasser wird von einem nicht dargestellten Behälter mittels einer Pumpe und eines Verteilers, die ebenfalls nicht dargestellt sind, geliefert und über einen Einlaß 23 in jeden Formteil eingeleitet. Nach dem Durchströmen der Gießform wird das Wasser über einen Auslaß 24 abgeleitet und zum Wasserbehälter zurückgeführt. Der Formkern 21 und die Außenform 22 legen zwischen sich einen ringförmigen Formraum fest, der im lotrechten Schnitt einen erweiterten, sich aufwärts öffnenden Abschnitt in Form eines Fülloder Zwischentrichters, einen zylindrischen, parallelwandigen Mittelteil und einen sich in Abwärtsrichtung erweiternden konischen Abschnitt (Fig. 1) aufweist. Die Querschnittsform des parallelwandigen Mittelteils entspricht derjenigen

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des herzustellenden Rohrkörpers. Der Formkern 21 ist an einer zweckmäßigen Stelle mit einer Strahlungsquelle in Form eines Isotopenmaterials 26 versehen, das Gammastrahlung in waagerechter Richtung von einer etwas tiefer als die Gren2e zwischen dem parallelwandigen Mittelteil und dem sich aufwärts öffnenden Abschnitt des ringförmigen Formraums der Gießform M liegenden Stelle her ausstrahlt. Die durch das Isotopenmaterial 26 ausgestrahlten Gammastrahlen durchdringen den parallelwandigen Mittelteil des Formraums und beaufschlagen einen Strahlungsdetektor in Form eines Geigerzählers 27, der in der Außenform 22 in der gleichen Höhe angeordnet ist wie das Isotopenmaterial 26. Bei Empfang der Gammastrahlung erzeugt der Geigerzähler 27 ein der Intensität der Gammastrahlung entsprechendes Signal, das zum Steuerkasten 11 übertragen wird und diesen betätigt. Das Isotopenmaterial 26 und der Geigerzähler 27 bilden zusammen die Detektoreinrichtung zur Feststellung des Spiegels bzw. Füllstands der ,noch zu beschreibenden Schmelzmetallache Der ringförmige Formkern 21 weist in seinem Mittelteil Arme 28 auf, an denen jeweils ein Gewindesegment 29 befestigt ist, wobei diese Gewindesegmente 29 mit der lotrechten Schraubspindel 30 in Schraubeingriff stehen. Der Formkern 21 ist mithin in Abhängigkeit von der Drehzahl der Schraubspindel 30 mit vorbestimmter Geschwindigkeit lotrecht aufwärts und abwärts bewegbar.

Zwischen dem Hallenboden 1 und der Deckenplatte 13 erstrekken sich Gewindespindeln 38 und 38' aufwärts, die gemäß Fig. 1 an Hallenboden und Deckenplatte mit Hilfe von Lagern 39, 40 bzw. 39', 40* drehbar gelagert sind. Die oberen En-. den dieser Gewindespindeln 38, 38' ragen aufwärts über die Deckenplatte 13 hinaus und tragen an den freien Enden Riemen-Scheiben 35 bzw. 35^!· An dem nach oben ragenden Ende der Schraubspindel 30 sind Riemen-Scheiben 34, 34· befestigt,

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und um die Scheiben 34, 35 und 34', 35* sind Riemen herumgelegt. Die Gewindespindeln 38, 38' werden somit über diese Scheiben und Riemen gleichzeitig durch den Motor 33 in der einen oder der anderen Richtung im gleichen Drehsinn und mit der gleichen Drehzahl wie die Schraubspindel 30 angetrieben. Die ringförmige Außenform 22 ist mit Tragarmen 36, 36^! versehen, an deren Enden Muttern 37, 37' befestigt sind, •welche in Schraubeingriff mit den Gewinde spindeln 38 bzw. 38' gehalten v/erden. Die Außenform 22 bewegt sich daher entsprechend der Drehung der Gewindespindeln 38, 38' in die eine oder andere Richtung im Gleichlauf mit der Bewegung des Formkerns 21 aufwärts oder abwärts« Die lotrechte Schraubspindel 30, die Gewindespindeln38 und 38' sowie der Motor für den Antrieb von Schraubspindel und Gewindespindeln bilden gemeinsam eine Hebeeinrichtung, um die Gießform M in lotrechter Richtung mit vorbestimmter Geschwindigkeit aufwärts oder abwärts zu bewegen. An Tragarmen 42a, 42a¹ sind Flußmittel zuführende Trichter 42, 42» gehaltert, deren untere Öffnungen sich über dem sich aufwärts öffnenden Abschnitt des ringförmigen Formraums der Metallform M befinden. Die Tragarme 42a, 42'a tragen Muttern 41 bzw. 41', welche auf die Gewindespindeln 38 bzw, 38* aufgeschraubt sind. Diese Trichter 42, 42' bewegen sich ebenfalls entsprechend der Drehung der Gewindespindeln 38, 38* in die eine oder andere Richtung im Gleichlauf mit der Bewegung der Gießform M aufwärts oder abwärts.

Bei der Herstellung eines Rohrkörpers 25 unter Verwendung. der vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung wird zunächst der Motor 33 in Betrieb gesetzt, um die Gießform M zum.unteren Ende ihres Hubs zu verfahren. Das obere Ende des Anfangsstücks 10 wird in den parallelwandigen Mittelteil des ringförmigen Formraums in der Gießform M eingeführt, so daß der Formraum durch das An-

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fangsstück am Übergang zwischen seinem oberen offenen Abschnitt und dem parallelwandigen Mittelteil verschlossen ist. Sodann werden mehrere Metall-Elektroden 19 mit Hilfe entsprechender Einrichtungen an der Unterseite der ringförmigen Scheibe 16 in der Anordnung gemäß Fig. 2 und 3 und in solcher Weise befestigt, daß sich das* untere Ende jeder Elektrode 19 in der oberen Öffnung des ringförmigen Formraums der Gießform M befindet. Hierauf wird geschmolzene Schlacke, die im voraus durch Schmelzen eines Flußmittels zubereitet worden ist, in die obere Öffnung der Gießform M eingefüllt, um eine Schlackenlache 43 zu bilden, in \ielche die unteren Enden der Elektroden 19 eintauchen. Wenn der Stromkreis der Wechselstromquelle 12 geschlossen wird, fließt der Strom über die Leitung a, den Kontaktschuh 20, die Scheibe 16, die Elektroden 19, die Lache 43, das Anfangsstück und die Leitung b, so daß das Elektroschlacke-umschmelzen der Elektroden 19 in der Schlackenlache 43 stattfindet. Jede Metall-Elektrode 19 wird dabei von ihrem unteren Ende her abgeschmolzen, wobei die entstehenden Tropfen 44 der Metallschmelze durch die Schlackenlache 43 hindurchfallen und sich auf der Oberseite des Anfangsstücks 10 ansammeln, wo sie. eine Schmelzmetallache 45 bilden. Die Gießform M wird durch den Motor 33 kontinuierlich mit vorbestimmter Geschwindigkeit angehoben, so daß sich das Anfangsstück 10 relativ zum parallelwandigen Mittelteil des ringförmigen Formraums -abwärts verschiebt, wobei die sich kontinuierlich am Anfangsstück ansammelnde Metallschmelze durch den Mittelteil des Formraums hindurchgezogen wird. Während dieses Vorgangs wird die Metallschmelze zu einem Rohrkörper vergossen, welcher die gleiche Querschnittsform besitzt wie der parallelwandige Mittelteil des ringförmigen Formraums. Innen- und Außenflächen des Rohrkörpers werden dabei durch die wassergekühlten Formteile 21 und 22 der Gießform M abgekühlt, so daß. sie erstarren. Der Rohrkörper 25 wird somit strang-

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mäßig kontinuierlich gebildet. Infolge der Aufwärtsbewegung der Gießform M wird das untere Ende ^eder Metall-Elektrode in der Schlackenlache 43 gehalten und kontinuierlich abgeschmolzen. Dies dauert so lange an, bis sich die Gießform dem oberen Ende ihres Hubs nähert, d.h. bis jede Elektrode 19 durch den Elektroschlacke-Umschmelzvorgang praktisch vollständig abgeschmolzen ist und der Rohrkörper 25 mit einer praktisch der Anfangslänge der Elektroden 19 entsprechenden Länge auf dem Anfangsstück 10 gebildet worden ist. Nach Beendigung des Gießvorgangs des Rohrkörpers 25 auf die beschriebene Weise wird die Gießform M zum oberen Ende ihres Hubs angehoben, damit der Rohrkörper aus ihr entnommen werden kann, worauf der Rohrkörper 25 vom Anfangsstück 10 abgetrennt und durch eine entsprechende Fördereinrichtung aus der Vorrichtung entnommen wird. Hierauf ist ein vollständiger Fertigungszyklus des Rohrkörpers 25 beendet.

Bei der vorstehend beschriebenen Herstellung des Rohrkörpers fließt die die Lache 43 bildende Schlacke durch die schmalen Spalte zwischen der Innenfläche des Rohrkörpers 25 und dem Formkern 21 sowie zwischen der Außenfläche des Rohrkörpers und der Außenform 22 abwärts und erstarrt auf Innen- und Außenflächen des Rohrkörpers, so daß sie einen dünnen Schlakkefilm 46 auf ihm bildet. Dieser Schlackefilm 46 gewährleistet eine Schmierung zwischen dem Rohrkörper 25 und dem Formkern 21 sowie der Außenform 22 und hindert außerdem die Metallschmelze an einem Anhaften an Formkern 21 und Außeniorm 22, wodurch das gleichmäßige Anheben der Gießform M ermöglicht und der verfügbare Prozentsatz des Werkstoffs, aus dem der Rohrkörper 25 gebildet wird, vergrößert wird. Die auf diese Weise verbrauchte Schlackenmenge wird durch eine gleich große Menge des durch die Trichter 42 zugeführten körnigen Flußmittels ersetzt, so daß das Volumen der Schlakkenlache 43 stets konstant gehalten wird.

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Die von dem im Formkern 21 angeordneten Isotopenmaterial 26 ausgesandten Gammastrahlen treten in einer Höhe aus, die dicht an der Grenze zwischen dem oberen Öffnungsabschnitt und dem parallelwandigen Mittelteil des ringförmigen Formraums der Gießform M liegt. Wenn der Füllstand der Schmelzmetallache 43 schwankt und über die Höhe dieser Grenze hinaus ansteigt, variiert die Intensität der vom Geigerzähler empfangenen Strahlung infolge des Durchgangs der Gammastrahlen durch die Schmelzmetallache, Der Geigerzähler überträgt zum Steuerkasten 11 ein Signal, welches der Strahlungsdosis-Schwankung entspricht, und betätigt auf diese Weise den Steuerkasten 11. Bei Betätigung des Steuerkastens 11 wird der Motor 7 in Normalrichtung angetrieben, um das Anfangsstück 10 über die Zahnräder 6 und 5, die Gewindespindel 8 und den Tisch 9 nach unten zu verfahren und dabei den Oberflächenspiegel der Schmelzmetallache 45 wieder in die vorbestimmte Stellung zurückzubringen. ¥ejm dagegen der Oberflächenspiegel der Schmelzmetallache 45 zu stark abfällt, weicht die vom Geigerzähler durch die geschmolzene Schlacke 43 hindurch gemessene Intensität der Strahlung vom vorher gemessenen Wert ab, so daß die vorstehend beschriebenen Teile auf umgekehrte Weise arbeiten, d.h. das Anfangsstück 10 anheben und dabei den Spiegel der Schmelzmetallache in die vorbestimmte Position zurückbringen. Auf die beschriebene Weise wird der Spiegel der Schmelzmetallache 45 ständig in der vorbestimmten Position gehalten, so daß eine gleichmäßige Bildung des Rohrkörpers 25 gewährleistet ist.

Die Anordnung der Elektroden 19 ist in waagerechter Aufsicht in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Eine gleichmäßige Bildung, des Rohrkörpers 25 wird speziell dann begünstigt, wenn die Elektroden praktisch gleichmäßig Über die gesamte Querschnittsfläche des Rohrkörpers hinweg verteilt sind, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, Falls jedoch der Abstand zwischen den Elektroden 19, wie in Fig. 3 gezeigt, zu groß

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ist, kaiin sich die Schwierigkeit ergeben, daß eine Wärmekonzentration an einem Abschnitt unter jeder Elektrode auftritt oder die Ansammlung der Metallschmelze ungleichmäßig wird. Diese Schwierigkeit läßt sich dadurch vermeiden, daß die Scheibe mittels eines Motors 17 periodisch mit zweckmäßiger Geschwindigkeit gedreht oder hin- und herbewegt wird, wie dies durch die Pfeile 47 und 48 in Fig. 3 angedeutet ist. Die betreffenden Metall-Elektroden werden als Ganzes zusammen mit der Scheibe 16 gedreht.

Die vorstehend dargestellte und beschriebene erfindungsge-. mäße Vorrichtung bietet die folgenden praktischen Vorteile:

1) Da das Elektroschlackeumschmelzen der Metall-Elektroden durch kontinuierliches Hochfahren der Gießform mit kontrollierter Geschwindigkeit erfolgt, bleiben die Elektroden ortsfest in ihren voreingestellten Positionen, so daß die Bauhöhe zur Aufnahme der Vorrichtung auf etwa die Länge der Elektroden 19 zuzüglich der Höhe des Anfangsstücks 10 und anderer Zusatzteile reduziert werden kann. Die Bauhöhe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist daher erheblich niedriger als bei den bisher benutzten Vorrichtungen dieser Art. Dies ist insofern vorteilhaft, als hierdurch nicht nur die umfangreichen Bauarbeiten entfallen, die bisher für die Vergrößerung der Höhe eines Gebäudes, in welches die Vorrichtung eingebaut werden soll, oder für die Herstellung einer tiefen Grube zur Verringerung der Höhe des Gebäudes nötig waren, sondern auch die Anordnung einer hohen Hebeeinrichtung wegfällt.

2) Die Baukosten für die Vorrichtung können reduziert werden, da solche Einrichtungen, wie Elektroden-Vorschubvorrichtung und Produkt-Abziehvorrichtung, nicht benötigt werden.

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3) Da die Gießform bei der Ansammlung der Metallschmelze im parallelwandigen Mittelteil des ringförmigen Formraums kontinuierlich angehoben wird, füllt die Metallschmelze diesen Teil des Fonnraums vollständiger aus, weshalb der gebildete Schlackeform 46 dünner ist als bei den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art, bei denen ein Rohrkörper mittels einer Abzieheinrichtung abgezogen wird. Aus diesem Grund wird ein Produkt besserer Qualität und mit glatteren Innen- und Außenflächen als bei der bekannten Vorrichtung erhalten.

4) Da der Füllstand bzw. Spiegel der Schmelzmetallache 45 durch eine aus dem Isotopenmaterial 26 und dem Geigerzähler 27 bestehende Detektoreinrichtung und eine durch ein Signal von dieser betätigte Steuereinrichtung stets in vorbestimmten Position gehalten wird, kann ein hochqualitativer Rohrkörper 25 gleichmäßig hergestellt werden.

Außerdem ist zu beachten, daß bei der vorstehend beschriebenen Erfindung die Elektroden 19 als Ganzes mit der durch den Motor 17 gedrehten Scheibe 16 verdreht werden, so daß die Temperatur in der ganzen Schlackenlache 43 gleichmäßig gehalten wird, da diese Lache durch die Elektroden gerührt wird. Außerdem werden die durch das kontinuierliche Abschmelzen der Elektroden gebildeten Tropfen 44 gleichmäßig in der Schmelzmetallache 45 verteilt. Dies bietet den Vorteil einer weiteren Verbesserung der Produktqualität.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Rohrkörpern nach einem Elektroschlacke-Umschmelzverfahren geschaffen. Dabei sind Metall-Elektroden lotrecht aufgehängt, so daß ihre unteren Enden in eine Gießform hineinragen. Die unteren Enden der Elektroden werden abgeschmolzen und bilden eine Schmelzmetalllache, aus welcher der gewünschte Rohrkörper gebildet wird.

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Beim Abschmelzen der unteren Enden der Elektroden wird die Gießform angehoben, so daß der Kontakt zwischen den unteren Elektroden-Enden und der Lache der Metallsclimelze aufrechterhalten bleibt.

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Claims

Patentansprüche

Ί . Verfahren zur Herstellung eines Rohrkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden mehrerer Metall-Elektroden kontinuierlich in einem Elektroschlacke-Umschmelzverfahren abgeschmolzen werden und dabei eine Schmelzmetallache in einer Gießform gebildet wird, in welcher der herzustellende Rohrkörper aus der Metallschmelze gebildet wird, und daß die Gießform beim Abschmelzen der Elektroden kontinuierlich angehoben wird, wobei die Schmelzmetallache beim Abschmelzen der Elektroden mit deren unteren Enden in Kontakt gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche bzw. der Spiegel der in der Gießform befindlichen Schmelzmetallache geregelt überwacht und die Geschwindigkeit, mit der die Gießform angehoben wird, derart gesteuert wird, daß ein konstanter Füllstand der Metallschmelze in der Gießform aufrechterhalten bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß lotrecht unter der Gießform ein Anfangsstück angeordnet wird, das angehoben oder abgesenkt v/erden kann, um die Aufrechterhaltung eines konstanten Füllstands der Hetallschmelze in der Gießform zu unterstützen.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d_adurch gekennzeichnet, daß für die Gießform ein wassergekühlter Formkern und eine wassergekühlte Außenform verwendet werden, die einen kreisförmigen Formraum begrenzen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden der Metall-Elektroden um den kreisförmigen Formraum herum auf gleiche Abstände verteilt und

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um den kreisförmigen Formraum herum bewegt werden, um eine gleichmäßige ¥ärmeverteilung in der Schmelzmetalllaclie su erzeugen.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Gießform (H), die einen ringförmigen Formraum umschließt, ein Tragglied (16) zur Halterung mehrerer Metall-Elektroden (12) in der ¥eise, daß ihre unteren Enden in den Forinraum hineinragen, eine Steuereinrichtung (11) zum Anheben der Gießform (M) mit kontrollierter Geschwindigkeit von einer unteren Stellung in eine obere Stellung und eine Einrichtung (12) zur Zufuhr eines elektrischen Stroms zu den Metall-Elektroden, um deren untere Enden abzuschmelzen, wobei eine Anordnung vorgesehen ist, bei der die unteren Enden der Elektroden im Betrieb unter Bildung einer Lache der Metallschmelze im ringförmigen Fornraum abgeschmolzen werden und der herzustellende Rohrkörper aus dieser Lache gebildet wird, während die Gießform beim Abschmelzen der unteren Enden der Elektroden angehoben wird, so daß die Schmelzmetallache beim Abschmelzen der Elektroden mit deren unteren Enden in Kontakt gehalten wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (Ii) einen Formkern (21) und eine Außenform (22) aufweist, die beide wassergekühlt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (26, 27) zur Überwachung des Füllstands der Schmelzmetallache (45) im ringförmigen Formraum und zur Betätigung der Steuereinrichtung (11) vorgesehen ist, um die Gießform (M) mit einer Geschwindigkeit anzuheben, bei welcher der Füllstand der Schmelzmetalle.clic (^liö) im Fornirauni konstant gehalten wird.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung eine Strahlungsquelle (Isotopenmaterial 26) und einen Strahlungsdetektor (27) aufweist, von denen die eine am Formkern (21) '"und der andere an der Außenform (22) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tisch (9) zur Halterung eines Anfangsstücks (10) vorgesehen ist, das sich von unten her in den ringförmigen Formraum erstreckt, wenn sich die Gießform (W) in ihrer unteren Stellung befindet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (9) anheb- und absenkbar ist, um das Anfangsstück (1O) anzuheben oder abzusenken und die Aufrechterhaltung eines konstanten Füllstands der Schmelz-

• metallache zu unterstützen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Bewegen des Tragglieds (16) vorgesehen ist, um die unteren Enden der Metall-Elektroden (19) um den ringförmigen Formraum herum zu bewegen und in der Schmelzmetallache eine
gleichmäßige Wärmeverteilung zu gewährleisten.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Trichter (42, 42¹) zur Zufuhr von Flußmittel zum ringförmigen Formraum vorgesehen sind, welche zusammen mit der Gießform (ί·Ι) anhebbar sind.

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