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ANLAGE ZUM ELEKTROSCHLACKEN-ERSCHWELZEN EINES HOHLEN METALLBLOCKS
Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen zum Elektroschlacken-Erschmelzen von hohlen
Metallblöcken, die ihrer Form nach den Gehäusen für Armatur enteile entsprechen,
welche einen longitudinalen Hohlraum aufweisen, der mit Öffnungen in hinsichtlich
der Längsachse in Querrichtung angeordneten Stutzen in Verbindung steht.
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zielt Die vorliegende Erfindung darauf , dass an die eine maximale
Annäherung der Hohlblockform Form des Fertigerzeugnisses erreicht wird, was eine
Verminderung der Produktionskosten für Formerzeugnisse ermöglicht.
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Derzeit ist bekannt die Herstellung von hohlen Metallbiöcken durch
Elektroschlacken-Erschmelzen in einer
gekühlten Ausrüstung, bestehend
aus einem Untersatz und einer darauf aufgesetzten Einrichtung (Kühlkokille). die
die äussere Seitenfläche des Hohlblocks orzt, mit einer aarin koaxial angeordneten
Vorricntung (Dorn), die die innere Seitenfläche des Hohlblocks formt. Der Dorn wird
in den Schmelzraum der gekühlten Ausrüstung von oben oder von unten hineingeführt.
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Der Dorn, der in den Schmelzraum von oben nineinbeführt wird, wird
mit Teilen versehen, durch welche er sich gegen die obere Stirnwand der Einrichtung
(der Kühlkokille), die die Aussenfläche des Hohlblocks formt, atstützt.
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Die genannten Teile sind in der Richtung angeordnet, die hinsichtlich
der Längsachse der gekühlten Ausrüstung quer verläuft, so dass sie die Einführung
eier selbstverzehrenaen Hohlelektrode in den Schmelzraum verhindern Daher werden
zum Erschmelzen von hohlen Metallblöcken selbstverzehrende Elektroden verwendet,
di einen verhältnismässig geringen Vollquerschnitt aufweisen, der die Einführung
der Elektrode in den Raum zwischen der Kühlkokille und dem Dorn unter Beibehaltung
eines Spielraumes ermöglicht.
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Selbstverzehrende Hohlelektroden werden in Anlagen verwendet, bei
denen der Dorn von unten durch eine Öffnung im Untersatz eingeführt wird. Aber auch
diese Anlagen
stellen das Erschmelzen von Hohlbldcken, die ihrer
Form nach der Form der Erzeugnisse, welche beispielerweise Kanale in Stutzen haben,
maximal nahekommen, nicht sicher.
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Das Erschmelzen von hohlen Metallblöcken mit Öffnungen an der Seitenfläche
ermöglicht es, den Arbeitsumfang der mechanischen Bearbeitung zu vermindern.
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Die Öffnungen an den Seitenflächen eines Hohlblocks könnten mittels
Dorne die in den Schmelzraum der Ausrüstung durch Öffnungen in der Wand der Einrichtung
zum Formen der äusseren Seitenfläche des zu erschmelzenden Hohlblocks eingeführt
werden, ausgebildet werden. Diese seitlichen Dorne, die Bauteile der Auswenn si
rüstung sind, wurden, in d der querverlaufenden Richtung hinsichtlich der Bewegungsrichtung
der selbstverzehrenden Elektrode im Verlaufe ihres Einschmelzens angeordnet werden
jedoch die Einführung der selbstverzehrenden Hohlbe elektrode in den Schmelzraum
hindern.
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Wegen dieser Schwierigkeiten werden Gehäuse für enteile en n Armatur,
die in Atomkraftwerken verwendet werd, aus Eidurch zelteilen, welche xt Freiformschmieden
oder Gesenkschmieden hergestellt werden, zusammengeschweisst, , Dies zber führt
zu r n eine bedeutende Erhöhung der Herstellungskosten für das Fertigerzeugnis.
Ausserdem weist das Ketall bei diesen Erzeugnissen nicht immer eine hinreichende
Festigkeit
und Homogenität auf.
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Angesichts des steigenden Bedarfs an geformten Hohlblöcken für Erzeugnisse,
die auf verschiedenen Industriegebieten verwendung finden, entstand eine Notwendigkeit
in der Behebung der erwähnten Schwierigkeiten und in der Lösung des Problems eines
Elektroschlacken-Erschmelzens von hochwertigen hohlen Metallblöcken, welche ihrer
Form nach der Form der Fertigerzeugnisse, beispielsweise der Gehäuse für Energieanlagen
mit Öffnungen an der Seitenfläche (in Stutzen) maximal nahekommen.
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Die bekannten Anlagen zum lektroschlacken-Erschmelzen von hohlen Metallblöcken
sind für das Erschmelzen von Formhohlblöcken mit oeffnungen an der Seitenfläche
ungeeignet.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der angegebenen
Schwierigkeiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Elektroschlacken-Erschmelzen
von hohlen Metallblöcken mittels einer selbstverzehrenden Hohlelektrode mit eimer
solchen Form zu schaffen, die das Erschmelzen eines Hohlblocks mit einer Form sicherstellt,
die das Erreichen einer maximalen Annäherung an die Form des Fertigerzeugnisses,
das mit Öffdnungen an der Seitenflache versehen ist, ermöglicht.
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Dies wird bei einer Anlage zum Elektroschlacken-Erschmelzen eines
hohlen Metallblocks,
enthaltend eine Tragkonstruktion aus Metall
mit einem darauf in senkrechter Richtung verschiebbaren Wagen, auf welchem ein Elektrodenhalter
mit einer daran befestigten Elektrode angeordnet ist sowie eine Ausrüstung, welche
mindestens ein Teil zu besitzt, das der Bewegungsrichtung der Elektrode während
deren Schmelzprozesses im Hohlraum in Querrichtung angeordnet ist, wobei der Hohlraum
durch einen Untersatz und eine darauf aufgesetzte Einrichtung zum Formen der äußeren
Seitenfläche des Hohlblocks begrenzt ist und sich eine koaxial angeordnete Vorrichtung
zum Formen der inneren Seitenfläche det Hohlblocks in dieser Binrichtung befindet,
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Anlage eine selbstverzehrende Hohlelektrode
verwendet ist, welche mindestens einen in ihrer Längsrichtung orientierten durchgehenden
Schlitz aufweist, dessen Breite und länge zur Unterbringung des in Querrichtung
angeordneten Teiles der Ausrüstung unter Einhaltung eines Spielraumes ausreicht.
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Mit der erfindungsgemäß Anlage, die mit einer selbstverzehrenden Hohlelektrode
von neuer Form ausgerüstet ist, können hohle Metallblöche bei der Eiführung des
Dornes in den Schmelzraum von oben erschmolzen werden, wenn die Elektrodenschlitze
entsprechend an der Seite der Teige der Ausrüstung angeordnet werden. In diesem
Falle we'<den eile, die den Dorn halten und eiIe, die
Öffnungen
an der Seitenfläche des Hohlblocks formen, derart angeordnet, dass sie sleh in dieselben
Schlitze der selbstverzehrenden Hohlelektrode erstrecken.
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Das teil der Ausrüstung, dass die Öffnung an der seitenfläche des
Hohlblocks formt, kann in der Art eines Dornes ausgeführt werden, der in den Schmelzraum
durch eine Öffnung in der Wand der Einrichtung zum Formen der äusseren Seitenfläche
des zu erschmelzenden Hohlblocks eingeführt wird.
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Eine derartige Ausführung des teiles ist in konstruktiver Hinsicht
einfach und gestattet die Prozesse führung trotz einer querverlaufenden Anordnung
im Schmelzraum dank dem Vorhandensein der Schlitze in der selbstverzehrenden Hohlelektrode.
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Die Anlage zum Elektroschlacken-Erschmelzen kann mit einer selbstverzehrenden
Hohlelektrode ausgerüstet werden, die als Rohr, in den der durchgehende Schlitz
ausgeführt ist ausgebildet ist.
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sform Das ist die einfachste Ausführung der selbstverzehrenden Hohlelektrode.
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auch In der erfindungsgemässen Anlage kann eine selbstverzehrende
Hohlelektrode verwendet werden, die aus sich aneinander anschliessenden Metallstäben
gebildet wird, wobei an der Anordnungssteile des obenerwähnten Teiles der Metallstäbe
fortgelassen Ausrüstung sind. In diesem Pall kann aus
Metallstäben
eine selbstverzehrende Elektrode von einem beliebigen vorgegebenen Durchmesser zusammengesetzt
werden.
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Vorteilhaft wird die selbstverzehrende Elektrode, die in der erfindungsgemäßen
Anlage ziun Elektroschlacken-Erschmelzen eines Hohlblocks verwendet wird, aus lietallstäben
mit einem runden Querschnitt zusammengesetzt.
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Stäbe mit rundem Querschnitt sind leicht erhältlich und sind zur Verwendung
als Elektroden besonders geeignet.
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Stattdessen kann in der beschriebenen Anlage auch eine selbstverzehrende
Elektrode verwendet werden, die aus Metallstäben mit rechteckigem Querschnitt gebildet
wird.
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Die selbstverzehrende Elektrode, die aus den Stäben mit rechteckigem
Querschnitt zusammengesetzt wird, ist zum Erschmelzen von Hohlblöcken mit rechteckigem
Querschnitt besser geeignet.
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Die beschriebenen varianten der Anlage zum Elektroschlacken-Erschnelzen
von hohlen Metallblöcken ermöglichen unter Anwendung der erfindungsgemäßen selbstverzehrenden
Elektroden und Ausn'.stung d? Herstellungskosten für die Hohlblöcke, die in ihrer
Form den Fertigerzeugnissen maximal nahekommen, bedeutend zu senken.
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Zur Erläuterung der Erfindung sind nachstehend Ausführungsbeispiele
der Anlage zum Elektroschlacken-Erschmelzen von hohlen Metallblöcken unter Bezugnahme
auf die
beigelegten Zeichnungen beschrieben, Es zeigt Figur 1 eine
Anlage zum Elektroschlacken-Erschreizen von hohlen Metallblöcken unter Anwendung
von Dornen und einer selbstverzehrenden Hohlelektrode, die in die gekuhlte Ausrüstung
zum Hohlblockerschmelzen von unten eingeführt wird; die Ausrüstung, die Dorne und
die selbstverzehrende Elektrode sind im Längsschnitt; Figur 2 eine selbstverzehrende
Elektrode in Seitenansicht von Seiten des durchgehenden Schlitzes teilweise geschnitten;
Figur 3 eine selbstverzehrende Elektrode, zusammengesetzt aus 1jetallstäben mit
einem runden Querschnitt,von denen einige an der Anordnungstelle der Teile der Ausrüstung
(zwei Dorne) fortgelassen sind, in Draufsicht; Figur 4 eine selbstverzehrende Elektrode,
zusammengesetzt aus Metallstäben mit rechteckigem Querschnitt, von denen einige
an der Anordnungsstelle der Deile der Ausrüstung (zwei Dorne) fortgelassen sind,
in Draufsicht.
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Die Anlage zum Elektroschlacken-Erschmelzen von hohlen Metallblöcken
besitzt eine tragende Metallkonstruktion 1 (Figur 1) mit einem darauf verschiebbaren
Wagen 2, auf welchem ein Elektrodenhalter 3 mit einer selbstverzehrenden Hohlelektrode
4 montiert ist.
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Zum Elektroschlacken-Erschmelzen des Hohlblockes dient eine gekuhlte
Ausrüstung, bestehend aus einer Einrichtung 5, die die Außenfläche des
Hohlblocks
formt, einer Vorrichtung 6, die die Innenfläche des Hohlblocks formt und einem Untersatz
7.
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Die obengenannte Ausrüstung ist mit Zeilen, u.z. seitlichen Dornen
8 versehen, welche im Schmelzraum in hinsichtlich der Bewegungsrichtung der selbstverzehrenden
Hohlelektrode 4 vrährend des Schmelzprozesses querverlaufender Richtung angeordnet
sind. In der erwähnten selbstversich zehrenden Hohlelektrode 4 (Fig. 2) ist einen
deren Längerstreckender richtung durchgehender Schlitz 9 ausgebildet.
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Die selbstverzehrende Hohlelektrode 4 kann in n der hnt eines Rohres
10 ausgeführt oder aus Metallstäben 11 (Fig.3) wobei welche sich aneinander anschliessen
und an der Anordnungsfortgelassen stelle der Ausrüstungsteile, d.h. Dorne 6 einige
sind, zusammengesetzt werden.
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Diese Metallstäbe 11 können einen runden Querschnitt einer aufweisen
und längs Kreislinie angeordnet werden.
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Zum Erschmelzen von Hohlblöcken mit rechteckigem Querschnitt werden
zweckmässig Metallstäbe 12 (Fig.4) mit rechteckigem Querschnitt verwendet.
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Wenn die selbstverzehrende Elektrode 4 aus einzelnen Metallstäben
11 (Fig. 3) bzw. 12 (Fig.4) zusammengesetzt ist, werden die letzteren mit ihren
oberen Enden am Elektrodenhalter 3 befestigt.
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vorliegendem In Beispiel wird der dorn 6 durch den Untersatz 7 hineingeführt,
in anderen Fallen kann er auch von oben hineingeführt werden und dabei sich an der
obere Stirnwand der Einrichtung 5 Sif teilen(nicht einer zeichnet9, welche in der
Querrichtung angeordnet sind und in die Schlitze 9 der selbstverzehrenden Elektrode
4 ---neinragen <abstützen> Der Elektroschlackenschmelzvorgang beim Erzeugen
eines Hohlblocks 13 (Fig. 1) mit der erfindungsgemässen Anlage vollzieht sich wie
folgt.
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Die Einrichtung 5 zum Formen der äußeren Seitenfläche aes Hohlblocks
13 wird auf dem Untersatz 7 aufgesetzt. Die Vorrichtung 6 wird in Abhängigkeit von
ihrer konstruktiven Ausführung in den Schmelzraum der Ausrüstung von unten durch
eine Öffnung im Untersatz 7 oder von oben eingeführt urd an der oberen Stirnwand
der Einrichtung 5 befestigt. Durch Öffnungen in der Wand der Einrichtung 5 werden
die Dorne 8 zum Formen der Öffnungen an der Seitenfläche des Hohlblocks 13 in den
Schmelzraum der Ausrüstung eingeführt. Die Dorne 8 werden ein geführt, bis die Stirnflächen
ihrer offenen Enden mit der Seitenfläche des Dornes 6, der den hoklraum formt, welcher
an der Längsachse des Hohlblocks 13 liegt, in Berührung kommt.
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Danach ird die selbstverzehrende Hohlelektrode 4,im den Elektrodenhalter
3 eingespannt, der seinerseits auf dem Wagen 2 montiert wird. Bei der Verschiebung
des Wagens 2 auf
der Metallkonstruktion 1 wird die selbstverzehrende
eorlelektrode 4 in den Schmelzraum zwischen der Einrichtung 5 und der Vorrichtung
6 derart eingeführt, dass sich die zusich durch sätzlichen Ausrüstungsteile, d.h.
die Dorne 8 den durchden gehenden Elektroschlitz 9 unter Einbehaltung eines Spielerstrecken.
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raumes. Es wird im Schmelzraum ein Schlackenbad 14 erzeugt und der
selbstverzehrenden Hohlelektrode 4 sowie dem Untersatz 7 elektrischer Strom zugeführt.
Beim Durchgang des elektrischen Stroms durch das Schlackenbad 14 entwickelt sich
im letzteren Wärme, unter deren 3inwirkung die selbstverzehrende Hohlelektrode 4
zum Schmelzen gebracht und ein schmelzflüssiges Metallbad 15 gebildet wird, das
während der Kühlung zum HohlblDQk 13 erstarrt Je nach dem Schmelzen des in das Schlackenbad
14 getauchten unteren Abschnittes der selbstverzekrender Hohlelektrode 4 nvird die
letztere durch die Verschiebung des Wagens 2 über die Metallkonstruktion 1 nach
unten verschoben. Die selbstverzehrende Hohlelektrode 4 kommt dabei mit den Dornen
8 in Berührung<nicht>, da die genannte Elektrode verlaufende 4 die in Längs
richtung durchgehende Schlitze 9 besitzt. Die genannten Schlitze 9 sind in der Länge
und Breite so ausgelegt, dass eine Verschiebung der selbstverzehrenden Hohlelektrode
4 je nach deren allmählichen Einschmelzen unter Beibehaltung eines Spielraumes Dt;
den
Dornen8 sichergestellt wird.
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Wenn in der erfindungsgemässen einlage selbstdie verzehrende Hohlelektrode4,
zusammengesetzt aus Metallstäben von rundem oder rechteckigem Querschnitt verwendet
werden, wird der Elektroschlackenschmelzvorg2rg bei der Erzeugung des Hohlblocks
13 auf ähnliche Weise durchgeführt.
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mit der Bei Versuchen erfindungsgemässen Anlage zum Elektroschlacken-Erschmelzen
von hohlen Metallblöcken unter Anwendung der beschriebenen Ausrüstung und selbstverzehrenden
Hohlelektroden wurde ein Halbzeug für Gehäuse von Energiearmaturen mit Öffnungen
(Kanälen) in Stutzen erschmolzen, dabei betrug der Durchmesser jedes einer von der
Kanäle 160 mm bei Kanallänge 150 mm.