DE2310571A1

DE2310571A1 - Kokille zum elektroschlacke-erschmelzen eines erzeugnisses mit rohransatz

Info

Publication number: DE2310571A1
Application number: DE19732310571
Authority: DE
Inventors: Georgij A Bojko; Jurij N Kriger; Ilja I Kumysch; Georgij S Marinskij; Boris I Medowar; Wolf L Rabinowitsch; Alexandr I Saposchnikow
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1972-03-07
Filing date: 1973-03-02
Publication date: 1973-09-13
Also published as: GB1420822A; FR2175077A1; YU58373A; FR2175077B1; YU35786B; DE2310571C3; IT984263B; SE377060B; CS165114B1; BE796334A; SU381250A1; US3892271A; DE2310571B2

Description

Institut Elektrosvarki imeni E.O.Patona P 4-7 547/2 Akademii Nauk Ukrainskoj SSR 2. März 1973

BK/Br Kiew/UdSSR

KOKILLE ZUM ELEKTROSCHLACKE-ERSCHMELZEN ERZEUGNISSES MXT ROHRANSATZ

Die vorliegende Erfindung betrifft Kokillen zum Elektroschlacke-Erschmelzen von Erzeugnissen mit Rohransatz, beispielsweise von Gehäusen der Hochdruckgefäße und der Absperrarmatur (Schieber).

Der Bedarf an einer solchen Armatur ist

wicklung/
durch die schnelle Ent- der Energiewirtschaft, durch die Inbetriebsetzung einer großen Anzahl von Großblock-Energieaggregaten sowie durch die notwendige Qualitätsverbesserung

von/ der Energieausrüstungen und Herabsetzung deren Kosten bedingt.

Es ist eine Kokille zum Elektroschlacke-Erschmelzen

einem/
eines Erzeugnisses mit Rohransatz bekannt, die ein Gehäuse

und den Rohransatz formende Teile enthält, in deren Wänden

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Kanäle ausgeführt sind, welche Stutzen für die Zu- und Ableitung des Kühlmittels aufweisen, das durch den Kanal von unten nach oben in ScJnnelzriciitung des Gußblockes

fließt (siehe das Buch

"Spezielle Elektrometallurgie", UdSSR, Verlag "Naukowa dumka", Vortrage des Internationalen Symposiums für spezielle Elektrometallurgie, Kiew, Juni 1972, Teil 1, S. 173-174-. Abb. 1 und 2).

In diesen Kokillen w/'rd das Gehäuse mit dem Rohransatz gleichzeitig erschmolzen oder während der Erschmelzung des Gehäuses werden an dieses vorgefertigte gegossene oder geschmiedete .Rohlinge der Rohransätze angeschmolzen.

Jedoch können in solchen Kokillen gleichzeitig mit dem Gehäuse Rohransätze mit einer Länge von nur IOO-I5O mm erschmolzen werden. In der Praxis und zwar bei der Montage der Erzeugnisse mit Rohransätzen ist es wünschenswert, über Erzeugnisse mit verlängerten Rohransätzen zu verfügen.

Es wurden Versuche gemacht, Erzeugnisse mit verlängertem Rohransatz durch Verlängern des den Rohransatz . des Erzeugnisses formenden Teils der Kokille herzustellen. Sie ergaben jedoch keine gewünschten Resultate, da auf der Oberfläche des Rohransatzes Fehler von der Art der Wellen entstanden.

Diese Fehler vermindern die Gestaltfestigkeit des Rohransatzes des Erzeugnisses, weshalb die Rohransätze dicker hergestellt und dann die Fehler aufweisenden Ab-

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schnitte entfernt werden müssen. Das Entfernen der Fehler von der Rohransatzoberfläche der Erzeugnisse auf mechanischem Wege führt zu Metallverlusten, zur Verwendung zusätzlicher Ausrüstung und zum Arbeitskraftaufwand.

Die Entstehung der Fehler erklären die Erfinder dadurch, daß bei der Kokille der bekannten Bauart die Zu- und Ableitung des Kühlmittels durch Kanäle, die in den Wänden des den Rohransatz des Erzeugnisses formenden Teils ausgeführt sind, ohne Berücksichtigung des Temperaturgefalles im geschmolzenen Schlacken- und Metallbad nach der Länge des zu formenden Rohransatzes dej Erzeugnisses erfolgt.

Außerdem wird der den Rohransatz des Erzeugnisses formende Teil der Kokille mit Wänden gleicher Dicke auf der gesamten Länge des Rohransatzes ausgeführt, in welchem ein geschlossener Ringspalt (Kanal) vorhanden ist, der eine gleichmäßige Wärmeabfuhr auf der ganzen Länge des zu formenden Rohransatzes des Erzeugnisses gewährleistet, während der Abschnitt dieses Rohransatzes, der an die Schmelzzone der Umschmelz- Elektrode (An.die-Wärmeentwicklungszone) angrenzt, mehr Wärme bekommt als der von der Umschmelz-Elektrode entfernte Abschnitt dieses Rohransatzes. Deshalb nimmt die Temperatur des. Metall- und des Schlackenbad es in Richtung von der Wärmequelle derUmschmelz-Elektrode zum freien Ende dea Rohransatzes hin ab* Folglich ist zur Verbesserung der Kristallisationsbedingungen des

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Rohransatzes des Erzeugnisses eine ungleiche Wärmeableitung erforderlich, und zwar ist mehr Wärme in der Wärmeentwicklungszone und weniger in dem von dieser entfernt-~en Teil des Rohransatzes abzuführen.

Die Hichteinhaltung dieser Bedingungen bereitet Schwierigkeiten, die es nicht gestatten, Rohransätze mit vor-

einer/

gegebener Länge und mit Oberfläche guter Qualität herzustellen.

Der Erfindung liegt aie Aufgabe zugrunde, eine Kokille zum Elektroschlache-Erschmelzen eines Erzeugnisses mit Rohransatz zu schaffen, die einen den Rohransatz formenden Teil mit einer solchen Wärmeabfuhr besitzt, welche es erlaubt _; den Rohransatz einer vorgegebenen Länge zu erhalten und die Entstehung der Fehler vom Typ der Wellen auszuschließen sowie den Metallaufwand zu vermindern und Zusatzarbeiten auszuschalten, welche mit der mechanischen Bearbeitung der Oberfläche des Rohransatzes (Beseitigung der Fehler) verbunden sind.

Diese Aufgabe wird bei _w einer Kokille zum

einem/ Elektroschlacke-Erschmelzen eines Erzeugnisses mit RohransatZy die ein Gehäuse und den Rohransatz des Erzeugnisses formende Teile enthält, in deren Wänden Kanäle ausgeführt sind, welche Stutzen für die Zu- und Ableitung

( dadurch__gelöst,daß j des Kühlmittels aufweisen, erfindungsgemäßTcfer

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Stutzen für die Zuleitung des Kühlmittels zu den Kanälen in dem den Rohransatz des !Erzeugnisses formenden Teil auf dessen Abschnitt, welcher an dem das Gehäuse des Erzeugnisses formenden Teil anliegt, in der Zone angeordnet ist, wo sich die Umschmelz- Elektrode befindet, während der Stutzen für die Ableitung des Kühlmittels aus den Kanälen an dem abgelegenen Ende des den Rohransatz des Erzeugnisses formenden Teils angeordnet ist*

Eine solche Konstruktion des Kokillenteils, der den Rohransatz des Erzeugnisses formt, erzeugt einen gerichteten Strom des Kühlmittels von den Abschnitten des Schlacken- und des Metallbades, welche eine höhere Temperatur haben, zu ihren Abschnitten mit einer niedrigeren Temperatur. Hierbei werden die weiter entfernten Abschnitte des Rohransatzes durch das Kühlmittel gekühlt, das im Vergleich mit den an die Wärmeentwicklungszene angrenzenden Abschnitten eine erhöhte Temperatur hat.

Zweckmäßigerweise werden die Wände des den Rohransatz des Erzeugnisses formenden Teils der Kokille sich verdickend in Richtung des abgelegenen Endes dieses Teils ausgeführt.

Hierdurch wird es möglich, die Temperatur der Abschnitte des Schlacken- und des Metallbades zu erhöhen, die sich an dem abgelegenen Ende des Rohransatzes befinden.

Man kann den Kanal für das Kühlmittel in dem den Rohransatz des Erzeugnisses formenden Teil längs einer Spirale ausführen, deren Steigung in Richtung des abgelegenen Endes

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dieses Teils zunimmt.

Hierdurch wird die Wärmeaenge vermindert, die von den Abschnitten des Schlacken- und des Metallbades, welche sich an dem abgelegenen Ende des Rohransatzes befinden, entzogen

Zur Erläuterung der Erfindung werden nachstehend Ausführungsbeispiele der Kokille anhand der Zeichnung beschrieben . Es zeigen:

Fig.1 die erfindungsgemäße Kokille, Schnitt durch die Längsachse der das Gehäuse und den Rohransatz des Erzeugnisses formenden Teile;

Fig.2 den Schnitt II-II der Fig.1;

einem/
Pig.3 eine Kokille mit Teil für die Rohransatzformung,

in dessen Wänden sich ein längs einer Spirale mit veränderlicher Steigung ausgeführter Kanal befindet.

Die Kokille zum Elektroschlacke-Erschmelzen eines Er-

einem/
Zeugnisses mit Rohransatz besitzt Teile 1 und 2 (Fig.1 und 2) zum Formen des Gehäuses bzw. des Rohransatzes des Erzeugnisses. In den Wänden des den Rohransatz des Erzeugnisses formmenden Teils 2 sind Kanäle J> für den Durchtritt des Kühlmittels ausgeführt, welche durch Sammelleitungen 4 und 5 miteinander verbunden sind. Ein Stutzen 6, der zur Zuleitung des Kühlmittels zur Semmelleitung 4 und den Kanälen 3 bestimmt ist, ist auf dem Abschnitt, welcher an den das Gehäuse des Erzeugnisses formenden Teil 1 angrenzt, nahe der Zone angeordnet, wo sich eine Umschmelz- Elektrode 7 be-

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findet. Ki" Stutzen 8, bestimmt für die Ableitung des Kühlmittels aus der Sammelleitung 5, ist an dem abgelegenen freien Ende des den Rohransatz des Erzeugnisses formenden Teils 2 angeordnet. Die Umschmelz- Elektrode 7 befindet sich im Zwischenraum zwischen dem das Gehäuse des Erzeugnisses formenden Teil 1 der Kokille und einem Dorn 9» welcher den Hohlraum des Erzeugnisses bildet. Die Umschmelz- Elektrode 7 1st in ein Bad 10 geschmolzener Schlacke eingetaucht, unter welcher sich ein Bad 11 flüssigen Metalls und das kristallisierte Metall 12 des Erzeugnisses befinden. Die Wände 13 des Teils 2, welcher den Rohransatz des Erzeugnisses formt, sind-sich verdickend mit einem in Richtung des freien Rohransatzends zunehmenden Querschnitt (Oi^ Og) ausgeführt·

In einem anderen Ausführungsbeispiel des den Rohransatz des Erzeugnisses formenden Teils 2 (Fig.3) ist der Kanal 14 für den Durchtritt des Kühlmittels in Form einer Spirale ausgebildet, deren Steigung sich in Richtung des freien Endes des Rohransatzes vergrößert.

maßen/ Die Kokille arbeitet folgender - -.Eine Teilmenge

flüssiger Schlacke wird in den Zwischenraum zwischen dem Dorn 9 (Fig.1) und dem das Gehäuse des Erzeugnisses formenden Teil 1 der Kokille eingegossen. Mit dem fortschreitenden Ansetzen des Erzeugnisses durch Schmelzen steigen das Schlakkenbad 10 und das Metallbad 11 auf und füllen den Hohlraum im Teil 2 der Kokille, der den Rohransatz des Er-

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Zeugnisses formt. Das Kühlmittel gelangt in diesen Teil 2 durch den Eintrittsstutzen 6 und die Sammelleitung 4 zu den Kanälen 3, dann zur Sammelleitung 5 und tritt durch den Stutzen 8 aus.

Auf ähnliche Weise tritt das Kühlmittel im Spiralkanal 14 (Fig.?) von dem Stutzen 6 zum Stutzen 8 durch.

In den beiden Fällen kühlt das Kühlmittel, das eine

niedrigere Temperatur besitzt, in erster Linie die Abschnitte

sich/

des Rohransatzes ab, welche naher an der Schmelzzone der Umschmelz- Elektrode '7 befinden und einer intensiveren Erwärmung unterliegen. Hiernach gelangt das an diesen Abschnitten erhitzte Kühlmittel zu den Abschnitten, welche von der Umschmelz- Elektrode 7 weiter entfernt liegen und eine niedrigere Temperatur des Metall- und des Schlackenbades haben. Diesen entzieht das Kühlmittel die Wärme weniger intensiv und die an ihnen befindlichen Abschnitte des, Metall- und Schlackenbadeywerden nicht unterkühlt, was zum Temperaturausgleich des Metalls beiträgt, das sich zu einem Rohransatz auf dessen gesamter Länge gestaltet.

Versuche haben gezeigt, daß in der beschriebenen Kokille Erzeugnisse mit Rohrstutzen von guter Qualität und mit einer Länge in der Größenordnung von 400 mm erhalten werden können.

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Claims

P 47 2. März 1973 PATENTANSPRÜCHE BK/Br

1· Kokille zum Elektroschlacke-Erschmelzen eines Er-

einem/
Zeugnisses mit Rohransatz, die ein Gehäuse und den

enthält/ Rohransatz des Erzeugnisses formende Teilet in deren Wänden Kanäle ausgeführt sind, welche Stutzen für die Zu- und Ableitung des Kühlmittels aufweisen, dadurch gekennzeichnet , daß der Stutzen (6) für die Zuleitung des Kühlmittels zu den Kanälen (3 und 14) in dem den Rohransatz des Erzeugnisses formenden Teil (2) auf dessen Abschnitt, welcher an dem das Gehäuse des Erzeugnisses formenden Teil (1) anliegt, in der Zone angeordnet ist, wo sich die Umsclimelz- Elektrode (7) befindet, wanrend der Stutzen (8) für die Ableitung des Kühlmittels aus den Kanälen (J und 14) am abgelegenen Ende des den Rohransatz des Erzeugnisses formenden Teils (2) angeordnet ist.
2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wände (13) des den Rohransatz des Erzeugnisses formenden Teils (2) sich verdickend in Richtung des abgelegenden Endes dieses Teils (2) ausgeführt sind.

3. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kanal (14) für das Kühlmittel in dem den Rohransatz des Erzeugnisses formenden Teil (2) längs einer Spirale ausgeführt ist, deren Steigung in Richtung des abgelegenen Endes dieses Teils (2) zunimmt.

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