DE2949776B2 - Process for surface cleaning of metallic workpieces and system for carrying out the process - Google Patents
Process for surface cleaning of metallic workpieces and system for carrying out the processInfo
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Description
die sich darin zeigen, daß die Belastung des Bedienungspersonals durch Geräusche und Lichtstrahlung vermindert und daß eine Rauchentwicklung ausgeschlossen wird.which are shown in the fact that the operator's exposure to noise and light radiation is reduced and that smoke development is excluded.
Es ist zweckmäßig, das zu bearbeitende Werkstück in das flüssige Schlackenbad auf die Tiefe der zu entfernenden Oberflächenschicht langsam, je nach dem Abschmelzen der Oberfläche, einzuführen. In diesem Fall vollzieht sich eine relativ gleichmäßige Erwärmung des gesamten zu bearbeitenden Stückes, was besonders ausschlaggebend bei der Oberflächenreinigung von Blöcken aus zur Rißbildung geneigten Stählen ist. Hierbei vermindert sich der für die Erwärmung des Stückes notwendige Energieverbrauch, da durch eine langsame Einführung des Stückes einer übermäßigen Kühlung des Schlackenbades und folglich der Bildung einer dicken Schlackenansatzschicht am eingetauchten Abschnitt der Stückoberfläche, die den Wärmeübergang erschwert, begegnet wird.It is advisable to place the workpiece to be machined in the liquid slag bath to the depth of the the removing surface layer slowly, depending on the melting of the surface. In this Case takes place a relatively uniform heating of the entire piece to be processed, which is special is crucial when cleaning the surface of blocks made of steels that are prone to cracking. This reduces the energy consumption required for heating the piece, because a slow introduction of the piece of excessive cooling of the slag bath and, consequently, formation a thick layer of slag on the immersed section of the surface of the piece, which allows the heat transfer difficult, is encountered.
Für die Entfernung der Oberflächenschicht an verschiedenen Seiten eines Werkstückes ist es sinnvoll, dieses Werkstück nach Schmelzen dessen einer Seite um die Stärke der zu entfernenden Schicht rotieren zu lassen, bis die nicht bearbeitete Seite der Oberflächenschicht ins Schlackenbad eintaucht.To remove the surface layer on different sides of a workpiece, it makes sense to this workpiece after melting one side to rotate by the thickness of the layer to be removed leave until the unworked side of the surface layer is immersed in the slag bath.
Die Entfernung der Oberflächenschicht von Werkstücken, deren Form die eines Drehkörpers mit einer geradlinigen Mantellinie ist, wird dadurch erreicht, daß beim Abschmelzen das Stück um die sich mit der geometrischen Achse dieses Drehkörpers identische Achse gedreht wird.The removal of the surface layer from workpieces whose shape is that of a rotating body with a rectilinear surface line is achieved by the fact that when melting the piece around the with the geometric axis of this rotating body is rotated identical axis.
Falls das Werkstück die Form eines Drehkörpers mit einer konvexen Mantellinie aufweist, kann der Neigungswinkel seiner Drehachse während des Schmelzens des Werkstückes in einem Bereich geändert werden, der von der Länge der Mantellinie abhängig ist.If the workpiece has the shape of a rotating body with a convex surface line, the angle of inclination can be its axis of rotation can be changed during the melting of the workpiece in a range that depends on the length of the surface line.
Um Metallverluste zu vermeiden und das Metall wiederum verwerten zu können, ist es zweckmäßig, sich das geschmolzene Oberfiächenmetall je nach dem Abschmelzen unter der Schicht der flüssigen Schlacke sammein zu lassen.In order to avoid metal losses and to be able to recycle the metal, it is advisable to yourself the molten surface metal as it melts under the layer of liquid slag to collect.
Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß sie über einen Schmelzbehälter zur Bildung eines Schlackenbades und der Sammlung darin des geschmolzenen Metalls verfügt der einen mit einer Stromquelle elektrisch verbundenen stromleitenden Bodenteil sowie zumindest eine Haltervorrichtung für das Werkstück aufweist, wobei der Halter einen in der Nähe vom Schmelzbehälter angeordneten Auflagepunkt, ein Paar von miteinander verbundenen Konsolen, welche in einem Abstand voneinander im Auflagepunkt um die gemeinsame Achse im Bereich zwischen der Arbeitsstellung, bei welcher sich das Werkstück im Schmelzbehälter befindet, und der Beschickungsstellung, bei der das Werkstück außerhalb des Schmelzbehälters bleibt, drehbar gelagert sind, ein Paar von mit der Stromquelle elektrisch verbundenen stromleitenden Klemmen, die einander gegenüber angeordnet und an den Enden der erwähnten Konsolen um die durch sie durchgehende, parallel zur Drehachse der Konsolen verlaufende Achse drehbar angebracht sind, und eine Einrichtung zur gegenseitigen Annäherung der Klemmen, die kinematisch zumindest mit einer dieser Klemmen verbunden ist, umfaßtA system for carrying out the method according to the invention is characterized in that it has a melting vessel for forming a slag bath and collecting therein the molten metal the one electrically connected to a power source electrically conductive bottom part as well as at least a holder device for the workpiece, the holder having one in the vicinity of the melt container arranged support point, a pair of interconnected consoles which are at a distance from each other at the point of support around the common axis in the area between the working position which the workpiece is in the melting container, and the loading position at which the Workpiece outside of the melting container remains, rotatably mounted, a pair of with the power source electrically connected conductive terminals, which are arranged opposite each other and at the ends of the mentioned consoles about the continuous axis running through them, parallel to the axis of rotation of the consoles are rotatably mounted, and a device for the mutual approach of the clamps, the kinematically is connected to at least one of these terminals, comprises
Diese Anlage sorgt für die Durchführung des Verfahrens zur Oberflächenreinigung von metallischen Werkstücken unterschiedlicher geometrischer GestaltThis system takes care of the implementation of the process for the surface cleaning of metallic Workpieces of different geometrical shapes
Es empfiehlt sich, daß wenigstens eine der Konsolen im Auflagepunkt längs der Drehachse bewegbar ist, um die Anlage bei der Bearbeitung von Werkstücken verschiedener Länge einzusetzen.It is recommended that at least one of the consoles is movable in the support point along the axis of rotation to use the system for machining workpieces of different lengths.
Zwecks Bearbeitung von Werkstücken mit geneigten Flächen bzw. konvexen krummlinigen Mantellinien kann bei der Anlage eine Vorrichtung zur Neigung der Drehachse der Konsolen, welche kinematisch mit dem Auflagepunkt gekoppelt ist, vorgesehen werden.For the processing of workpieces with inclined surfaces or convex curvilinear surface lines can in the system a device for inclining the axis of rotation of the consoles, which kinematically with the Support point is coupled to be provided.
ίο Dadurch können auf der Anlage neben rechtwinkeligen
und zylindrischen Rohstücken auch konische, pyramidenförmige, sphärische und tonnenförmige
Werkstücke behandelt werden.
Die Einrichtung zur Annäherung der Klemmen kann in Form einer Spinde! ausgebildet werden, die in den
Bohrungen der Konsolen parallel zu deren Drehachse angeordnet ist. Dank einer solchen Ausbildung erreicht
man nicht nur das Einspannen des Werkstückes durch die Klemmen, mit denen die Spindel über die Konsolen
in Verbindung steht, welche diese Klemmen tragen, sondern auch die Verstellung der einen bzw. der beiden
Konsolen bei der Einstellung der Anlage auf die Bearbeitung von unterschiedlich langen Werkstücken.
Darüber hinaus sorgt die Spindel für eine starre Verbindung der Konsolen miteinander während der
Bewegung und der Bearbeitung des darin eingespannten Werkstückes. Vom Standpunkt der Verfahrenstechnik
aus ist es sinnvoll, die Konsolen auf einer Welle anzubringen, die in zwei Stützen des Auflagepunktes umίο As a result, in addition to right-angled and cylindrical blanks, conical, pyramid-shaped, spherical and barrel-shaped workpieces can also be treated on the system.
The device for bringing the clamps closer together can be in the form of a locker! are formed, which is arranged in the bores of the consoles parallel to their axis of rotation. Thanks to such a design, you not only achieve the clamping of the workpiece by the clamps with which the spindle is connected via the consoles that carry these clamps, but also the adjustment of one or both consoles when setting the system to the Processing of workpieces of different lengths. In addition, the spindle ensures that the consoles are rigidly connected to one another during the movement and machining of the workpiece clamped therein. From the point of view of process engineering, it makes sense to mount the consoles on a shaft that turns into two supports of the support point
jo die eigene Achse, die sich mit der Drehachse der Konsolen deckt, drehbar gelagert und mit einem Antrieb zum Drehen kinematisch gekoppelt ist.jo its own axis, which coincides with the axis of rotation of the consoles, rotatably mounted and with a Drive is kinematically coupled for turning.
Es ist ratsam, die Vorrichtung zur Neigung der Drehachse der Konsolen als zwei mit den Stützen desIt is advisable to use the device to incline the axis of rotation of the consoles as two with the supports of the
s-i Auflagepunktes kinematisch verbundene Hebezeuge
auszugestalten. Hierbei empfiehlt es sich, daß jedes Hebezeug mit einem separaten Antrieb zur unabhängigen
Verlagerung jedes Wellenendes bestückt ist. Dies bietet die Möglichkeit, ein größeres Gewicht des
Werkstückes und das der Konsolen zwischen zwei dieses Gewicht aufnehmenden Hebczcugcn gleichmäßig
zu verteilen und eine Änderung des Achsenneigungswinkels zu bewirken.
Zumindest eine der stromleitenden Klemmen kann mit dem Antrieb zum Drehen des Werkstückes
kinematisch gekoppelt sein, was unter anderem sich ein Werkstück, dessen Form die eines Drehkörpers ist bei
seinem Eintauchen in Schlackenbad ununterbrochen zu drehen ermöglichtto design kinematically connected hoists si support point. It is recommended that each hoist is equipped with a separate drive for the independent displacement of each shaft end. This offers the possibility of evenly distributing a greater weight of the workpiece and that of the consoles between two lifting units which take up this weight and to effect a change in the axis inclination angle.
At least one of the current-conducting clamps can be kinematically coupled to the drive for rotating the workpiece, which, among other things, enables a workpiece, the shape of which is that of a rotating body, to rotate continuously when it is immersed in the slag bath
Im Einzelfall kann die Anlage mit zwei Haltern zum Halten von Werkstücken bestückt werden, die auf unterschiedlichen Seiten des Schmelzbehälters angeordnet sind, wodurch die Werkstücke nacheinander in den Schmelzbehälter gelangen und die Übereinstimmung der Schmelzzeit der Werkstücke mit der Zeh der Auswechselung eines bereits behandelten Werkstückes in den Klemmen des anderen Halters erzielt wird. Hierbei kann der Antrieb zum Drehen der Werkstücke gemeinsam für die beiden Halter sein und ein Getriebe umfassen, dessen Eingangswelle mit dem Motor kinematisch verbunden ist und einen mechanischen Trieb, bestehend aus einem ersten Zahnrad, das auf der Ausgangswelle des Getriebes sitzt ond einem zweiten, an einer stromleitenden Klemmen jedes Halters angebrachten Zahnrad. Hierbei befindet sich die Ausgangswelle des Getriebes zwischen den Haltern in einem solchen Abstand von jeder Drehachse der Konsolen, daß beim Einnehmen der ArbeitsstellungIn individual cases, the system can be equipped with two holders for holding workpieces that are on different sides of the melting container are arranged, whereby the workpieces one after the other in get to the melting container and the consistency of the melting time of the workpieces with the toe of the Replacement of an already treated workpiece is achieved in the clamps of the other holder. Here, the drive for rotating the workpieces can be common for the two holders and a gear include whose input shaft is kinematically connected to the engine and a mechanical one Drive consisting of a first gear that is on the Output shaft of the transmission sits ond a second, gear attached to a conductive terminal of each holder. Here is the Output shaft of the gearbox between the holders at such a distance from each axis of rotation of the Consoles that when taking the working position
durch Schwenken das erste Zahnrad in Eingriff mit dem zweiten Zahnrad kommt.the first gear comes into engagement with the second gear by pivoting.
Es ist zweckmäßig, daß jede stromleitende Klemme als eine gekühlte drehbare Dornspitze mit einem stromzuführenden Schuh ausgeführt ist.It is convenient that each conductive terminal as a cooled rotatable mandrel tip with a current-carrying shoe is executed.
Im folgenden wird die Erfindung anhand ihrer konkreten Ausführungsbeispiele mit Hinweis auf Zeichnungen erläutert, in denen zeigtIn the following the invention is based on its specific embodiments with reference to Drawings explained in which shows
F i g. 1 ein Konstruktionsschema für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Oberflächenreinigung eines rechtwinkeligen metallischen Rohstückes in einer ortsfesten Kühlkokille,F i g. 1 a construction scheme for the implementation of the method according to the invention for surface cleaning a right-angled metallic blank in a stationary chill mold,
F i g. 2 denselben Vorgang in einer ortsveränderlichen Kühlkokille,F i g. 2 the same process in a movable chill mold,
Fig.3 den. gleichen Vorgang unter Bildung von drei Blöcken aus dem geschmolzenen Metall der Oberflächenschicht in einer ortsfesten Kühlkokille,Fig. 3 the. same process to form three Blocks of the molten metal of the surface layer in a stationary chill mold,
F i g. 4 denselben Vorgang innerhalb eines zugestellten Schmelzbehälters,F i g. 4 the same process within a delivered melting container,
F i g. 5 ein Konstruktionsschema für die Durchführung des Verfahrens zur Oberflächenreinigung eines metallischen Werkstückes am Beispiel der Schopfentfernung eines Blockes,F i g. 5 shows a construction diagram for carrying out the method for surface cleaning of a metallic workpiece using the example of crop removal from a block,
Fig.6 ein Konstruktionsschema für die Durchführung des Verfahrens zur Oberflächenreinigung eines metallischen Werkstückes an dessen verschiedenen Seiten,6 shows a construction scheme for the implementation the method for surface cleaning of a metallic workpiece on its various Pages,
F i g. 7 ein Konstruktionsschema für die Durchführung des Verfahrens zur Oberflächenreinigung eines metallischen zylindrischen Werkstückes,F i g. 7 shows a construction diagram for carrying out the method for surface cleaning of a metallic cylindrical workpiece,
Fig.8 ein Konstruktionsschema für die Durchführung des Verfahrens zur Oberflächenreinigung eines metallischen konischen Werkstückes,8 shows a construction scheme for the implementation the process for surface cleaning of a metallic conical workpiece,
F i g. 9 ein Verfahren zur Oberflächenreinigung eines metallischen Werkstückes in Form eines Drehkörpers, i°> das ins ichlackenbac! um die Tiefe der zu entfernenden Oberflächenschicht eingetaucht und nachfolgend um die geometrische Achse gedreht wird,F i g. 9 a method for cleaning the surface of a metallic workpiece in the form of a rotating body, i °> that in the ichlackenbac! immersed by the depth of the surface layer to be removed and subsequently by the geometric axis is rotated,
Fig. 10 denselben Vorgang, bei dem ein Werkstück ins Schlackenbad langsam um die Tiefe der zu entfernenden Oberflächenschicht eingetaucht und gleichzeitig um die geometrische Achse gedreht wird,Fig. 10 shows the same process in which a workpiece slowly immersed in the slag bath around the depth of the surface layer to be removed and is rotated around the geometric axis at the same time,
F i g. 11 ein Konstruktionsschema für die Durchführung des Verfahrens zur Oberflächenreinigung eines metallischen tonnenförmigen Werkstückes,F i g. 11 a construction scheme for the implementation the process for surface cleaning of a metallic barrel-shaped workpiece,
Fig. 12 die erfindungsgemäße Anlage mit einem zugestellten Schmelzbehälter in Gesamtansicht,12 shows the system according to the invention with a closed melting container in an overall view,
Fig. 13 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage mit einem gekühlten Schmelzbehälter in Gesamtansicht,13 shows an embodiment of the invention System with a cooled melting tank in general view,
Fig. 14 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen, in F i g. 12 abgebildeten Anlage,14 is a top view of the inventive, in F i g. 12 plant shown,
Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie XV-XV in F i g. 12 in einem vergrößerten Maßstab,15 shows a section along the line XV-XV in FIG. 12 on an enlarged scale,
Fig. 16 einen Schnitt nach der Linie XVI-XVI in F i g. 14 in einem vergrößerten Maßstab,16 shows a section along the line XVI-XVI in FIG. 14 on an enlarged scale,
Fig. 17 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage mit einer Vorrichtung zur Neigung der Drehachse der Konsolen in Gesamtansicht,17 shows an embodiment of the invention System with a device for inclining the axis of rotation of the consoles in an overall view,
Fig. 18 einen Schnitt nach der Linie XVHI-XVIII in F i g. 17 in einem vergrößerten Maßstab,18 shows a section along the line XVHI-XVIII in F i g. 17 on an enlarged scale,
Fig. 19 einen Schnitt nach der Linie XIX-XIX m F i g. 18 in einem vergrößerten Maßstab,19 shows a section along the line XIX-XIX m F i g. 18 on an enlarged scale,
F i g. 20 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage mit zwei Paaren von Konsolen in GesamtansichtF i g. 20 an embodiment of the invention System with two pairs of consoles in general view
Fig.21 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen, in F i g. 20 bildlich dargestellten Anlage.Fig.21 is a plan view of the invention, in F i g. 20 depicted plant.
Das erfindungsgemäße Verfahren wirkt wie folgt:The method according to the invention works as follows:
In einem Schmelzbehälter t (F i g. 1 bis 4) wird in einer beliebigen bekannten Weise ein Schlackenbad 2 erzeugt. Als Schmelzbehälter 1 eignet sich ein zugestellter (F i g. 4) oder ein gekühlter Behälter (F i g. 1 bis 3).A slag bath 2 is placed in a melting vessel t (FIGS. 1 to 4) in any known manner generated. A closed container (FIG. 4) or a cooled container (FIG. 1) is suitable as the melting container 1 to 3).
Nachdem die Schlacke die vorgegebene Temperatur erreicht hat, wird ein Werkstück 3 (F i g. 1 bis 4) über dem Schlackenbadspiegel 2 derart angeordnet, daß die zu entfernende Oberflächenschicht 4 parallel zum Schlackenbadspiegel 2 verläuft.After the slag has reached the predetermined temperature, a workpiece 3 (Fig. 1 to 4) is over the slag bath level 2 arranged such that the surface layer 4 to be removed parallel to the Slag bath level 2 runs.
Nachher wird das Werkstück 3 ins Schlackenbad 2 um die Tiefe t, die gleich der Schicht 4 ist, eingetaucht. Das Eintauchen des Werkstückes 3 ins Schlackenbad 2 um die Tiefe der Schicht 4 kann schnell oder langsam erfolgen, indem das Stück 3 sich je nach dem Abschmelzen des Metalls senkt. Anschließend läßt man einen elektrischen Strom durch das Werkstück 3 und das Schlackenbad 2 fließen, so daß ein Elektroschlakkenumschmelzen des Metalls der Oberflächenschicht 4 des Werkstückes 3 stattfindet. Dieser Vorgang spielt sich in ähnlicher Weise wie beim Elektroschlackenumschmelzen einer selbstverzehrenden Elektrode ab, jedoch gilt im Unterschied zum bekannten Verfahren, bei dem als Produkt sich das Metall der praktisch völlig umgeschmolzenen selbstverzehrenden Elektrode ergibt, als Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens das Werkstück 3, das bei dem in Frage kommenden Verfahren als selbstverzehrende Elektrode fungiert und lediglich um die Tiefe der zu entfernenden Oberflächenschicht geschmolzen wird.The workpiece 3 is then immersed in the slag bath 2 by the depth t, which is equal to the layer 4. The immersion of the workpiece 3 in the slag bath 2 to the depth of the layer 4 can be done quickly or slowly, in that the piece 3 is lowered depending on the melting of the metal. An electric current is then allowed to flow through the workpiece 3 and the slag bath 2, so that the metal of the surface layer 4 of the workpiece 3 is remelted with an electric shock. This process takes place in a similar way to the electro-slag remelting of a consumable electrode, but in contrast to the known method, in which the product is the metal of the practically completely remelted self-consumable electrode, the product of the method according to the invention is the workpiece 3, which in the The method in question acts as a consumable electrode and is only melted to the depth of the surface layer to be removed.
Nach dem Abschmelzen des Werkstückes 3 um die Tiefe t der zu entfernenden Oberflächenschicht 4 wird der elektrische Stromkreis, aiso Werkstück 3 —Schlakkenbad 2, geöffnet, und das Schmelzen des Werkstückes 3 hört spontan auf. Das Werkstück 3 wird nachher aus dem Schmelzbehälter 1 entfernt.After the workpiece 3 has melted by the depth t of the surface layer 4 to be removed, the electrical circuit, ie workpiece 3 - slag bath 2, is opened and the melting of workpiece 3 stops spontaneously. The workpiece 3 is then removed from the melting container 1.
Das oben geschilderte Verfahren eignet sich unter anderem für die Entfernung des verlorenen Kopfes 5 eines Blockes 6, wie es in F i g. 5 bildlich dargestellt ist, wo mit den ausgezogenen Linien der Block 6 vor dessen Bearbeitung und mit den punktierten Linien dieser Block nach der Bearbeitung gezeigt ist.The method outlined above is suitable, among other things, for removing the lost head 5 of a block 6, as shown in FIG. 5 is shown where with the solid lines the block 6 in front of it Editing and with the dotted lines this block is shown after editing.
Falls die Oberflächenschicht an verschiedenen Seiten eines rechtwinkeligen Werkstückes abzutragen ist. wird dieses aus dem Schlackenbad 2 herausgenommen, um die der zu behandelnden Fläche parallele Achse (F i g. 6) gedreht und ins Schlackenbad 2 mit der nicht behandelten Seite um die Tiefe f, die gleich der Schicht 4 ist, schnell oder langsam eingetaucht.If the surface layer has to be removed from different sides of a right-angled workpiece. will this is taken out of the slag bath 2 around the axis parallel to the surface to be treated (Fig. 6) rotated and into the slag bath 2 with the untreated side by the depth f, which is equal to the layer 4 is immersed, quickly or slowly.
Falls das zu behandelnde Werkstück 3 zylindrisch oder konisch ist wird es (Fig. 7 bis 10) ebenfalls über dem Schlackenbadspiegel so angeordnet daß die Mantellinie der Oberflächenschicht 4 zum Schlackenbadspiegel parallel verläuft (Fig.7, 8) und dann ins Schlackenbad eingetaucht Das Eintauchen des Werkstückes 3 vollzieht sich im vorliegenden Fall um die Tiefe f der zu entfernenden Oberflächenschicht entweder schnell, wie das in Fig.9 gezeigt ist oder langsam, wie es in F i g. 10 erkennbar ist (in F i g. 9 und 10 ist der Abriß des behandelten Werkstückes mit der punktierten linie eingezeichnet). Um die gleiche Zeit läßt man sich das Werkstück 3 um die sich mit dessen geometrischer Achse identische Achse drehen.If the workpiece 3 to be treated is cylindrical or conical, it will also be over (FIGS. 7 to 10) the slag bath level so arranged that the generatrix of the surface layer 4 to the slag bath level runs parallel (Fig. 7, 8) and then immersed in the slag bath Immersing the workpiece 3 takes place in the present case by the depth f of the surface layer to be removed either quickly, as shown in Fig. 9, or slowly, as shown in Fig. 10 can be seen (in FIGS. 9 and 10 the outline of the treated workpiece is shown with the dotted line). At the same time the workpiece 3 can be rotated about the axis which is identical to its geometric axis.
Das beschriebene Verfahren gestattet es auch, tonnenförmige Werkstücke zu bearbeiten. Zu diesem Zweck wird das Werkstück 3 (Fig. 10) derart angeordnet daß dessen geometrische Achse geneigt istThe method described also allows barrel-shaped workpieces to be machined. To this Purpose, the workpiece 3 (Fig. 10) is arranged such that its geometric axis is inclined
und daß dem Schlackenbadspiegel 2 der Abschnitt 7 des Werkstückes 3, der an der Spitze des durch dessen tonnenförmige und Stirnfläche gebildeten Winkels anliegt, zugewandt ist. In dieser Lage wird das Werkstück 3 ins Schlackenbad 2 eingetaucht und um die sich mit dessen geometrischer Achse deckende Achse gedreht. Nach Vollendung einer Umdrehung des Werkstückes 3 verändert man stufenweise den Neigungswinkel χ der geometrischen Achse des Werkstükkes 3 gegenüber dem Schlackenbadspiegel 2 so lange, bis die gesamte zu behandelnde Oberfläche des Werkstückes 3 um die Tiefe der zu entfernenden Oberflächenschicht 4 geschmolzen ist.and that the slag bath level 2, the section 7 of the workpiece 3, which rests on the tip of the angle formed by its barrel-shaped and end face, faces. In this position, the workpiece 3 is immersed in the slag bath 2 and rotated about the axis that coincides with its geometric axis. After completion of one revolution of the workpiece 3, the angle of inclination χ of the geometric axis of the workpiece 3 relative to the slag bath level 2 is gradually changed until the entire surface of the workpiece 3 to be treated has melted by the depth of the surface layer 4 to be removed.
Die beschriebene Variante des Verfahrens, bei dem erfindungsgemäß die Drehachse des Werkstückes 3 geneigt wird, ist auch bei der Bearbeitung von sphärischen Werkstücken anwendbar.The described variant of the method in which, according to the invention, the axis of rotation of the workpiece 3 is inclined, can also be used when machining spherical workpieces.
Dieses Verfahren bietet die Möglichkeit, das Metall nach dem Abschmelzen der Oberflächenschicht 4 des Werkstückes 3 wieder zu verwenden, weil es, ohne mit der Umgebungsatmosphäre zusammenzuwirken, beim Passieren des Schlackenbades 2 zusätzlich raffiniert wird und sich am Boden des Schmelzbehälters 1 sammelt Je nach der Ansammlung des beim Schmelzen anfallenden Metalls erfolgt dessen Entfernung. Falls als Schmelzbehälter 1 ein zugestellter Behälter (Fig.4) verwendet wird, geschieht die Entfernung des durch Schmelzen anfallenden Metalls derart, daß das flüssige Metall von Zeit zu Zeit oder kontinuierlich in eine Gießform durch das Stichloch abgeführt wird.This method offers the possibility of using the metal again after the surface layer 4 of the workpiece 3 has melted, because it is additionally refined when passing through the slag bath 2 without interacting with the ambient atmosphere and collects at the bottom of the melting container 1, depending on the accumulation the metal produced during melting is removed. If a closed container (FIG. 4) is used as melting container 1, the metal produced by melting is removed in such a way that the liquid metal is discharged from time to time or continuously into a casting mold through the tap hole.
Beim Einsatz eines gekühlten Behälters (F i g. 1 bis 3) läßt man das geschmolzene Metall sich kristallisieren, wobei sich ein oder mehrere Blöcke (F i g. 1,2,3) bilden, welche ja nach der Kristallisation aus dem Behälter gezogen oder nach Abschluß des Vorgangs daraus entfernt werden.When using a cooled container (Figs. 1 to 3), the molten metal is allowed to crystallize, where one or more blocks (F i g. 1,2,3) are formed, which are drawn from the container after crystallization or from it after the process has been completed removed.
Das geschilderte Verfahren ermöglicht nicht nur eine glatte Oberfläche, die genau der Form der Oberfläche des Werkstückes vor dessen Bearbeitung entspricht, zu erhalten, sondern auch nötigenfalls einen Schutz gegen die Oxydation dieser Oberfläche, wenn das Werkstück warm ist, zu gewähren. Zu diesem Zweck läßt man an der abgeschmolzenen Oberfläche des Werkstückes 3 einen Schlackenansatz sich bilden. Man bedient sich dazu unter anderem der flüssigen Schlacke, deren Temperatur über der Liquidustemperatur des zu behandelnden Werkstückes liegt The described method not only makes it possible to obtain a smooth surface that corresponds exactly to the shape of the surface of the workpiece before it is machined , but also, if necessary, to provide protection against oxidation of this surface when the workpiece is warm . For this purpose, a slag deposit is allowed to form on the melted surface of the workpiece 3. One uses, among other things, the liquid slag, the temperature of which is above the liquidus temperature of the workpiece to be treated
Bei der Verwirklichung des vorstehend beschriebenen Verfahrens können bei der Bearbeitung von manchen Werkstücken bekannte Anlagen von Elektroschlackenumschmelzen verwendet werden. Im Elektrodenhalter einer derartigen Anlage wird als selbstverzeh rende Elektrode das zu behandelnde Werkstück befestigt Jedoch bietet sich eine solche Anlage nur für Werkstücke an, welche einer einseitigen Behandlung bedürfen, wie beispielsweise die Entfernung des verlorenen Kopfes. Die mehrseitige Behandlung von polygonalen Werkstücken ist zwar mit der bestehenden Anlage möglich, aber nicht produktiv, weil eine zusätzliche Zeit für die Neuanordnung des Werkstückes benötigt wird. Wenn außerdem die Oberflächenschicht entlang der langen Seite des Werkstückes abzutragen ist, was des öfteren der Fall ist, muß das Werkstück so angeordnet werden, daß diese Seite an der Horizontalen zu liegen kommt Die bestehenden Elektrodenhalter sind so aasgelegt, daß sie eine solche Lage von Elektroden nicht zulassen. Für die Bearbeitung von Werkstücken in Form eines Drehkörpers sind bekannte Anlagen ebenfalls nicht geeignet, weil sie die Drehung von Elektroden während des Abschmelzens um die Achse, die durch sie durchgeht oder horizontal oder nahezu horizontal angeordnet ist, nicht zulassen. In the implementation of the method described above, known facilities for electroslag remelting can be used in the machining of some workpieces. In the electrode holder of such a system, the workpiece to be treated is attached as a self-relieving electrode. However, such a system is only suitable for workpieces that require one-sided treatment, such as the removal of the lost head. The multi-sided treatment of polygonal workpieces is possible with the existing system, but not productive because additional time is required for the rearrangement of the workpiece. In addition, if the surface layer is to be removed along the long side of the workpiece, which is often the case, the workpiece must be arranged so that this side comes to lie on the horizontal not allow. Known systems are also unsuitable for machining workpieces in the form of a rotating body , because they do not allow the electrodes to rotate during melting about the axis that passes through them or is arranged horizontally or almost horizontally.
Die erfindungsgemäße Anlage verfügt über einen Schmelzbehälter I1 (Fig. 12) zur Erzeugung darin eines Schlackenbades und der Sammlung des beim Abschmelzen anfallenden Metalls sowie einen in der Nähe des Schmelzbehälters angeordneten Halter zum Halten desThe system according to the invention has a melting container I 1 (FIG. 12) for generating a slag bath therein and for collecting the metal produced during melting as well as a holder arranged in the vicinity of the melting container for holding the
ίο Werkstückes. Der Schmelzbehälter I1 ist zugestellt. In dessen Bodenteil ist eine oder mehrere Bodenelektroden 8 vorgesehen, die mit einer Stromquelle 9 elektrisch verbunden sind. An der Wand des zugestellten Schmelzbehälters I1 ist ein Stichloch 10 vorhanden.ίο workpiece. The melting container I 1 is delivered. One or more bottom electrodes 8, which are electrically connected to a power source 9, are provided in its bottom part. A tap hole 10 is provided on the wall of the melted container I 1 that has been delivered.
Dessen Höhe über dem Boden des Schmelzbehälters t1 richtet sich nach dem Stand des gesammelten Metalls, der seinerseits von dem Verwendungszweck des beim Schmelzen anfallenden Metalls der Oberflächenschicht des Werkstückes abhängig ist.Its height above the bottom of the melting container t 1 depends on the level of the collected metal, which in turn depends on the intended use of the metal of the surface layer of the workpiece that is produced during melting.
Fernerhin ist eine Ausführungsform der Anlage möglich, bei welcher der Schmelzbehälter gekühlt wird. In Fig. 13 der Zeichnung ist eine Anlage wiedergegeben, deren Schmelzbehälter 1" durch eine Kokille 11 mit einem durchgehenden Hohlraum und einem anliegenden Untersatz 12 gebildet ist. Mittels eines Stromleiters 13 ist der Untersatz 12 an eine Stromquelle 9 angeschlossen. Der Untersatz 12 ist ortsbeweglich und kinematisch mit einer Ziehvorrichtung 14 für das Ziehen des Blockes gekoppelt, die eine mit einem Antrieb 15 in Verbindung stehende Bewegungsschraube 16 enthält. Der Halter zum Halten eines Werkstückes besitzt ein Paar von Konsolen 17 und 18 (Fig. 12, 13, 14), die in einem Aulflagepunkt 19 in einem von der Länge des zu bearbeitenden Werkstückes 3 abhängigen Abstand angebracht sind, ein Paar von stromleitenden Klemmen 20 und 21 (Fig. 14), die an den Enden der Konsolen 17, 18 vorgesehen sind, und eine mit den Klemmen 20, 21 getrieblich verbundene Einrichtung 22 (Fig. 15) zur Annäherung dieser Klemmen (F i g. 14).Furthermore, an embodiment of the system is possible in which the melting container is cooled. In Fig. 13 of the drawing a system is shown, the melting container 1 "by a mold 11 with a continuous cavity and a adjacent base 12 is formed. The base 12 is connected to a power source by means of a current conductor 13 9 connected. The pedestal 12 is movable and kinematic with a pulling device 14 for pulling of the block, which contains a movement screw 16 connected to a drive 15. The holder for holding a workpiece has a pair of brackets 17 and 18 (Fig. 12, 13, 14), which in a starting point 19 at a distance dependent on the length of the workpiece 3 to be machined are attached, a pair of conductive terminals 20 and 21 (Fig. 14) attached to the ends of the brackets 17, 18 are provided, and a device 22 (FIG. 15) connected in a drive manner to the terminals 20, 21 for Approach of these clamps (Fig. 14).
Der Auflagepunkt 19 (Fig. 15) verfügt über ein Paar von Stützen 23 und 24 mit Bohrungen 25, die eine gemeinsame Achse A-A haben und in welchen Lager 26 angeordnet sind.The support point 19 ( Fig. 15) has a pair of supports 23 and 24 with bores 25 which have a common axis AA and in which bearings 26 are arranged.
Die Konsolen 17, 18 sind mit den Stützen 23, 24 des Auflagepunktes 19 mittels einer Welle 27 verbunden, welche in den Lagern 26 gelagert ist und können sich demzufolge um die Achse A-A im Bereich zwischen der Arbeitsstellung I (Fig. 12, 13), bei der sich das Werkstück 3 innerhalb des Schmelzbehälters 1' oder 1''The consoles 17, 18 are connected to the supports 23, 24 of the support point 19 by means of a shaft 27, which is mounted in the bearings 26 and can therefore move around the axis AA in the area between the working position I (Fig. 12, 13), in which the workpiece 3 is within the melting container 1 'or 1''
so befindet und der Beschickungsstellung II, bei welcher das Werkstück 3 außerhalb des genannten Schmelzbehälters bleibt drehen.so is and the loading position II, in which the workpiece 3 is outside of said melting container keeps turning.
Es sei gesagt daß die geschilderte Verbindung der Konsolen 17, 18 mit dem Auflagepunkt 19 nicht die einzig möglich ist Anstelle der Drehwelle 27 kann in den Stützen 23, 24 eine ortsfeste Achse vorgesehen werden, auf der die Konsolen drehbar gelagert werden können. It is said that the described connection of the brackets 17, 18 with the supporting point 19 is not is the only possible place of the rotary shaft 27 may be in the supports 23, a fixed axis 24 is provided on which the consoles can be rotatably mounted.
Kastenkonstruktion (Fi g. 15) dar, an deren einem Ende eine Nabe 28 mit einer Bohrung 29 für das Aufsetzen auf die Welle 27 angeordnet istBox construction (Fi g. 15), at one end a hub 28 with a bore 29 for mounting on the shaft 27 is arranged
Eine der Konsolen 17 ist auf der Welle 27 starr befestigt, während die andere Konsole 18 bewegbarOne of the consoles 17 is rigidly attached to the shaft 27, while the other console 18 is movable längs der Achse A-A angebracht ist Die WeDe 27 ist mit einem Antrieb 30 zum Drehen der Konsolen 17, 18, bestehend aus einem Motor 31 und einem Getriebe 32, getrieblich verbunden.is attached along the axis AA . The WeDe 27 is connected in a geared manner to a drive 30 for rotating the consoles 17, 18, consisting of a motor 31 and a gear 32.
An dem anderen Ende jeder Konsole 17,18 ist jeweils die stromleitende Klemme 20,21 (Fig. 14)befestigt,die ein wassergekühltes Gehäuse 33 (Fig. 16) mit Lagern 34, 35 und einer in diesen Lagern drehbar gelagerten Dornspitze 36 besitzt Die Dornspitze 36 ist ebenfalls wassergekühlt, und der Hohlraum 37 dieser Dornspitze, die für die Wasserzufuhr über einen daran angebrachten Sammler 38 mit einem Zulauf 39 und einem AbleitrohrAt the other end of each bracket 17,18 the current-conducting terminal 20,21 (Fig. 14) is attached, which a water-cooled housing 33 (FIG. 16) with bearings 34, 35 and one rotatably mounted in these bearings The mandrel tip 36 has the mandrel tip 36 is also water-cooled, and the cavity 37 of this mandrel tip, for the water supply via a collector 38 attached to it with an inlet 39 and a discharge pipe
40 dient, ist an eine Kühlwasserversorgungseinrichtung (nicht gezeigt) angeschlossen.40 is used, is connected to a cooling water supply device (not shown).
Zwischen dem Gehäuse 33 und der Dornspitze 36 befindet sich ein stromzuführender Schuh 41, der an die Oberfläche der Dornspitze 36 anliegt. An diesen SchuhBetween the housing 33 and the mandrel tip 36 there is a current-supplying shoe 41, which is connected to the Surface of the mandrel tip 36 rests. To this shoe
41 ist ein elektrisches Kabel 42 angeschlossen, das die stromleitende Klemme 20 oder 21 mit der Stromquelle 9 (Fig. 12) verbindet41, an electrical cable 42 is connected, which connects the current-conducting terminal 20 or 21 to the power source 9 (Fig. 12) connects
Die stromleitenden Klemmen 20, 21 sind an den Konsolen 17,18 gleichachsig angeordnet und mit ihren Endstücken den Dornspitzen 36 einander zugewandt. Die gemeinsame Drehachse B-B dieser Dornspitzen verläuft parallel der Drehachse A-A der Konsolen 17, 18.The current-conducting terminals 20, 21 are arranged coaxially on the brackets 17, 18 and their end pieces face the mandrel tips 36 towards one another. The common axis of rotation BB of these mandrel tips runs parallel to the axis of rotation AA of the consoles 17, 18.
Die Bauart der stromleitenden Klemmen 20, 21 kann von der oben beschriebenen abweichen, so können z. B. an Stelle der rotierenden Dornspitzen Klemmen mit glatten Arbeitsflächen verwendet werden. Bei sämtlichen Ausführungsformen muß jedoch die Verbindung der Klemmen mit den Konsolen so gewählt werden, daß sich die Klemmen um die gemeinsame, durch sie durchgehende Achse B-B drehen können.The design of the current-conducting terminals 20, 21 can differ from that described above. B. instead of the rotating mandrel tips clamps with smooth work surfaces can be used. In all embodiments, however, the connection of the clamps to the consoles must be chosen so that the clamps can rotate about the common axis BB passing through them.
Eine der stromleitenden Klemmen (z. B. 20) ist getrieblich mit dem Antrieb 43 (Fig. 14) zum Drehen des Werkstückes 3 verbunden, der sich aus einem Motor 44, einem Getriebe 45, dessen Eingangswelle mit dem Motor 44 verbunden ist, und einem mechanischen Trieb, bestehend aus einem ersten Zahnrad 46, das auf der Ausgangswelle des Getriebes 45 sitzt, und einem zweiten, am rotierenden Dorn 36 der Klemme 20 angebrachten Zahnrad 47, zusammensetztOne of the conductive terminals (e.g. 20) is geared to the drive 43 (Fig. 14) for rotation of the workpiece 3 connected, which consists of a motor 44, a gear 45, the input shaft with the Motor 44 is connected, and a mechanical drive consisting of a first gear 46, which is on the The output shaft of the gear 45 is seated, and a second, on the rotating mandrel 36 of the clamp 20 attached gear 47, composed
Über die stromleitenden Klemmen 20, 21 tragenden Konsolen 17, 18 sind die Klemmen 20, 21 mit der Einrichtung 22 zur Annäherung dieser Klemmen (F i g. 15) verbunden, die für deren Verstellung zu einem von der Länge des zu bearbeitenden Werkstückes 3 abhängigen Abstand sowie für das Einspannen des letzteren dientAbout the conductive terminals 20, 21 supporting Consoles 17, 18 are the clamps 20, 21 with the device 22 for bringing these clamps closer together (F i g. 15) connected for their adjustment to a on the length of the workpiece to be machined 3 depending distance as well as for clamping the the latter serves
Bei der in Fig. 12 bis 15 veranschaulichten Ausführungsform ist die Einrichtung 22 als Spindel 48 ausgebildet, die in die Bohrungen 49, 50 der Konsolen 17,18 parallel zu der Welle 27 eingeführt istIn the embodiment illustrated in FIGS. 12-15 the device 22 is designed as a spindle 48 which is inserted into the bores 49, 50 of the consoles 17, 18 is inserted parallel to the shaft 27
An der auf der Welle 27 starr befestigten Konsole 17 ist die Spindel 48 so angebracht, daß sie sich drehen und sich nicht in Axialrichtung verlagern kann. Die Bohrung 50 der Konsole 18 ist mit einem Gewinde versehen, welches dem Gewinde der Spindel 48 entsprichtOn the bracket 17 rigidly attached to the shaft 27, the spindle 48 is attached so that they rotate and cannot shift in the axial direction. The bore 50 of the console 18 is threaded, which corresponds to the thread of the spindle 48
Mit ihrem an der Konsole 17 festgemachten Ende steht die Spindel 48 mit dem Antrieb 51 der Einrichtung 22 zur Annäherung der Klemmen 20,21 in Verbindung, der einen Schneckentrieb besitztWith its end fixed to the console 17, the spindle 48 is connected to the drive 51 of the device 22 to bring the terminals 20,21 closer together, which has a worm drive
Es sei darauf hingewiesen, daß die geschilderte Ausführung der Einrichtung 22 zur Annäherung der Klemmen 20,21 nicht die einzig mögliche istIt should be noted that the above Execution of the device 22 for approaching the terminals 20, 21 is not the only possible one
Als eine der Ausführungsformen dieser Einrichtung kann beispielsweise ein elektromechanischer, mit einem Zahnstangentrieb ausgerüsteter Antrieb zur fortschrei- es tenden Bewegung dienen, welcher mit einer der Klemmen 20, 21 unmittelbar verbunden ist, die im voriieeenden Fall an der Konsole 17 bzw. 18 bewegbar an der Achse ß-Sgelagert ist.As one of the embodiments of this device, for example, an electromechanical, with a Rack and pinion drive equipped drive for advancing movement are used, which with one of the Terminals 20, 21 are directly connected, which can be moved in the previous case on the console 17 and 18, respectively is mounted on the axis ß-S.
In Anbetracht dessen, daß der Hub einer derartigen beweglichen Klemme nicht groß sein kann, ist es zweckmäßig, eine so ausgeführte Einrichtung bei Anlagen einzusetzen, die für die Bearbeitung von Werkstücken mit gleicher oder nahezu gleicher Länge ausgelegt sind. Es ist außerdem eine Ausführungsform der Anlage möglich, bei der die beiden beschriebenen Einrichtungen zum Einsatz gelangen, indes der Antrieb zur fortschreitenden Bewegung für das Einspannen des Werkstückes und die Spindel 48 für die Verstellung der Klemmen 20, 21 bei der Einstellung der Anlage auf die Bearbeitung eines Werkstückes mit einer anderen Länge dienen.In view of the fact that the stroke of such a movable clamp cannot be great, it is It is advisable to use a device designed in this way in systems that are used for the processing of Workpieces are designed with the same or almost the same length. It is also an embodiment the system in which the two devices described are used, while the drive for progressive movement for clamping the workpiece and the spindle 48 for adjusting the Terminals 20, 21 when setting up the system for processing one workpiece with another Serve length.
Zur Erleichterung der Abnahme und der Einspannung eines Werkstückes 3 verfügt die in Frage kommende Anlage über ein Untergestell 52, das in der Nähe von den Stützen 23,24 auf der dem Schmelzbehälter I1 bzw. I11 (F ig. 12,13) abgewandten Seite angebracht ist.To facilitate the removal and clamping of a workpiece 3, the system in question has an underframe 52 which, in the vicinity of the supports 23, 24, faces away from the melting container I 1 or I 11 (FIGS. 12, 13) Side is attached.
Mit der oben beschriebenen Ausführung der Anlage ist es möglich, rechtwinkelige und zylindrische Werkstücke sowie Werkstücke, welche keiner Drehung während der Bearbeitung bedürfen, zu behandeln.With the design of the system described above, it is possible to produce right-angled and cylindrical workpieces as well as workpieces that do not require any rotation during machining.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist eine Vorrichtung zur Neigung der Drehachse der Konsolen vorgesehen, die mit dem Auflagepunkt kinematisch verbunden ist wodurch sich diese Anlage für die Bearbeitung von Werkstücken mit schrägen Flächen und krummlinigen Mantellinien (Kegel, Pyramide, Sphäre u. dgl.) anbietet Die besagte Vorrichtung umfaßt zwei Hebezeuge 53, 54 (Fig. 17, 18), die mit den Stützen 55, 56 des Auflagepunktes 19 kinematisch verbunden sind, die im vorliegenden Fall in Form von Gabeln (F i g. 18,19) ausgestaltet sind, die mit Lagern 26 mit der darin gelagerten Welle 27 gelenkig verbunden sind.In the preferred embodiment of the system according to the invention, there is a device for inclination the axis of rotation of the consoles is provided, which is kinematically connected to the support point, which means this system for the processing of workpieces with inclined surfaces and curvilinear surface lines (Cone, pyramid, sphere, etc.) The said device comprises two lifting devices 53, 54 (Fig. 17, 18), which are kinematically connected to the supports 55, 56 of the support point 19, which in the present case are shown in Form of forks (F i g. 18, 19) are designed, which are articulated with bearings 26 with the shaft 27 mounted therein are connected.
Jedes von den Hebezeugen 53, 54 (Fig. 18) verfügt über eine Spindel 57, die kinematisch mit einem Antrieb 58 zum Heben, bestehend aus einem Motor 59 und einem Getriebe 60, gekoppelt ist Die Spindel 57 ist an der Stütze 55 bzw. 56 starr befestigtEach of the hoists 53, 54 (Fig. 18) has a spindle 57 which is kinematically connected to a drive 58 for lifting, consisting of a motor 59 and a gear 60, is coupled. The spindle 57 is on the support 55 and 56 rigidly attached
Damit bei der Neigung der Welle 27 deren Verbindung mit dem Drehantrieb nicht gestört ist ist dieser Antrieb auf einer Platte 61 aufgestellt, die mit dem Körper eines der Lager (Fig. 18, 19) starr verbunden ist. Das Getriebe und der Motor des Drehantriebes des Werkstückes sind hierbei an der Konsole angebracht durch die die mit diesem Antrieb gekoppelte, stromleitende Klemme (nicht abgebildet) getragen wird.So that when the shaft 27 is inclined, its connection to the rotary drive is not disturbed this drive is placed on a plate 61 which is rigid with the body of one of the bearings (Fig. 18, 19) connected is. The gear and the motor of the rotary drive of the workpiece are here on the Console attached by the conductive clamp coupled to this drive (not shown) will be carried.
Die Ausgestaltung der Vorrichtung zur Neigung der Drehachse der Konsolen 17, 18 in Form von zwei Hebezeugen 53, 54 ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der durch das Gewicht des Werkstückes 3 und dessen Unterstützungselemente (Konsolen, Welle, Stützen) hervorgerufenen Belastung. Darüber hinaus läßt sich die Anlage mit Hilfe der Spindeln 57 dieser Hebezeuge auf die Bearbeitung von Werkstücken mit unterschiedlichen Quermaßen leicht einstellen.The design of the device for inclining the axis of rotation of the consoles 17, 18 in the form of two Lifting devices 53, 54 enable an even distribution of the loads caused by the weight of the workpiece 3 and its support elements (consoles, shafts, supports) caused load. Furthermore can the system with the help of the spindles 57 of these hoists to the processing of workpieces with Easily set different cross dimensions.
Bei den für die Bearbeitung von verhältnismäßig kleinen Werkstücken dienenden Anlagen kann die Vorrichtung zur Neigung der Drehachse der Konsolen 17, 18 als ein Drehwerk ausgebildet werden, das eine Drehung der Welle 27 um die horizontale, zur Achse der Welle 27 senkrechte und diese Achse an der nahezu gleich von den Weflenenden (nicht gezeigt) entfernten Stelle durchschneidende Achse bewirkt Als Vorrichtung zur Neigung der Drehachse eignet sich aber auchIn the systems used for processing relatively small workpieces, the Device for inclination of the axis of rotation of the consoles 17, 18 are designed as a rotating mechanism that has a Rotation of the shaft 27 about the horizontal, to the axis of the Shaft 27 perpendicular and this axis at the almost equally distant from the shaft ends (not shown) Point intersecting axis causes a device for inclining the axis of rotation but is also suitable
eine andere bekannte Vorrichtung.another known device.
Um die Arbeitsproduktivität bei der Bearbeitung zu erhöhen, braucht die Anlage nicht nur über einen Halter, wie es in Fig. 12 bis 19 gezeigt ist, sondern über zwei Halter (F i g. 20,21) zu verfügen.In order to increase work productivity during processing, the system not only needs a holder, as shown in Fig. 12 to 19, but to have two holders (F i g. 20, 21).
Die Auflagepunkte 19 solcher Halter befinden sich auf verschiedenen Seiten des Schmelzbehälters, wodurch die Konsolen 17,18 eine Drehung in Gegenrichtungen ausführen und Werkstücke abwechselnd in den Schmelzbehälter 1 bringen können, so daß die Zeit für die Einspannung und die Abnahme eines Werkstückes 3 an den Stationen II (die Anlage verfügt ebenfalls über zwei Untergestelle 52) mit der Schmelzzeit des nachfolgenden Werkstückes vereinigt werden kann. Bei der Anlage mit zwei Haltern, die für die Bearbeitung von rechtwinkeligen und zylindrischen Werkstücken vorgesehen ist, eignet sich auch nur ein Antrieb 43 zum Drehen des Werkstückes mit zwei zweiten Zahnrädern 47, falls die Ausgangswelle des Getriebes 45 und das erste Zahnrad 46 zwischen den Wellen 27 der Konsolen 17,18 in solchen Abständen angeordnet sind, daß beim Schwenken der Konsolen 17,18 in ihre Betriebsstellung das zweite Zahnrad 47 der jeweiligen Klemme 20 bzw. 21 mit dem ersten Zahnrad 46 in Eingriff kommt. Hierbei ist es offenbar, daß bei der Ermittlung dieser Abstände der Abstand zwischen den Dornspitzen des ersten 46 und des zweiten Zahnrades 47 (oder dessen Projektion) in dem einen Fall von dem Abstand zwischen der Drehachse der Konsolen 17, 18 und der Drehachse der Klemmen 20,21 (des in Zeichnung rechts abgebildeten) Werkstückhalters subtrahiert und in dem anderen Fall (links in der Zeichnung) zu dem besagten Abstand zwischen den Dornspitzen addiert werden soll. Es versteht sich von selbst, daß auch eine Ausführungsform der Anlage mit separaten Antrieben zum Drehen von Werkstücken für jeden Halter möglich ist.The support points 19 of such holders are located on different sides of the melting container, whereby the consoles 17,18 perform a rotation in opposite directions and workpieces alternately in the Can bring melting container 1, so that the time for clamping and removing a workpiece 3 at stations II (the system also has two subframes 52) with the melting time of the subsequent workpiece can be combined. In the case of the system with two holders that are used for machining of right-angled and cylindrical workpieces is provided, only one drive 43 is suitable for Rotating the workpiece with two second gears 47, if the output shaft of the gear 45 and the first gear 46 between the shafts 27 of the consoles 17,18 are arranged at such intervals that when Pivoting the consoles 17, 18 into their operating position, the second gear 47 of the respective clamp 20 or 21 comes into engagement with the first gear 46. Here it is evident that in determining this Spacing the distance between the mandrel tips of the first 46 and the second gear 47 (or its Projection) in the one case of the distance between the axis of rotation of the consoles 17, 18 and the The axis of rotation of the clamps 20,21 (of the workpiece holder shown on the right in the drawing) is subtracted and in the in the other case (on the left in the drawing) should be added to the said distance between the mandrel tips. It goes without saying that an embodiment of the system with separate drives for turning of workpieces for each holder is possible.
Der Fachmann ist sich darüber im klaren, daß die weitere Steigerung der Leistung der Anlage sowie die
sinnvolle Ausnutzung der Betriebsfläche durch die Anordnung von mehreren Haltern an jeder Seite des
Schmelzbehälters, die im vorliegenden Fall größere Abmessungen aufweist, erreicht werden kann.
Die geschilderte Anlage wirkt wie folgt:
Das mit Zentrierbohrungen an den Stirnflächen versehene Werkstück 3 wird auf das in der Beschikkungsstellung
11 befindliche Untergestell 52(F i g. 12,13) gelegt. Die Konsolen 17, 18 werden mit Hilfe des
Antriebs 30 ebenfalls in die Stellung II geschwenkt und mittels der Spindel 48 läßt man sich diese zunächst längs
der Welle 27 (Fig. 15) um einen von der Länge des Werkstückes 3 abhängigen Abstand und dann um einen
Abstand, der für das Einspannen des Werkstückes mittels der Klemmen 20 und 21 erforderlich ist, bewegen
(diese beiden Bewegungen können sich bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten vollziehe«). Um die gleiche
Zeit erzeugt man innerhalb des Schmelzbehälters I1
oder I1Mn beliebiger bekannter Weise das Schlackenbad
2. Anschließend betätigt man den Antrieb 30 zum Drehen der Konsolen 17,18, die das Werkstück 3 in die
Arbeitsstellung I bringen und es ins Schlackenbad 2 entweder um die ganze Tiefe t der Schicht 4 oder nur um
einen Teil dieser Tiefe eintauchen. Man schaltet die Stromquelle 9 ein und der Strom, indem er über den
geschlossenen Kreis stromleitende Klemmen 20, 21-Werkstück 3-Schlackenbad 2-Bodenelektroden
8 (bzw. Untersatz 12) fließt, läßt die Schlacke flüssig bleiben, die die Oberfläche des Werkstückes 3
abschmilzt. Falls es erforderlich ist, das Werkstück 3 langsam einzutauchen, sorgen die Konsolen 17, 18 für
die ununterbrochene Drehung unter Zuhilfenahme des Antriebes 30 während des Abschmelzen um einen
Winkel, der mit dem Eintauchen des Werkstückes 3 ins Schlackenbad um die Tiefe ί übereinstimmtThe person skilled in the art is aware of the fact that the further increase in the performance of the system and the sensible use of the operating area can be achieved by arranging several holders on each side of the melting vessel, which in the present case has larger dimensions.
The system described works as follows:
The workpiece 3 provided with centering bores on the end faces is placed on the underframe 52 (FIGS. 12, 13) located in the loading position 11. The consoles 17, 18 are also pivoted into position II with the aid of the drive 30 and by means of the spindle 48 one can initially move them along the shaft 27 (FIG. 15) by a distance dependent on the length of the workpiece 3 and then by one Move the distance required for clamping the workpiece by means of the clamps 20 and 21 (these two movements can take place at different speeds). At the same time, the slag bath 2 is generated within the melting container I 1 or I 1 Mn in any known manner immerse either by the entire depth t of the layer 4 or only by a part of this depth. The power source 9 is switched on and the current, by flowing through the closed circuit current-conducting terminals 20, 21-workpiece 3-slag bath 2-bottom electrodes 8 (or base 12), lets the slag remain liquid, which the surface of the workpiece 3 melts. If it is necessary to slowly immerse the workpiece 3, the consoles 17, 18 ensure uninterrupted rotation with the aid of the drive 30 during the melting by an angle that corresponds to the immersion of the workpiece 3 in the slag bath by the depth ί
Wenn das Werkstück 3 die Form eines Rechtecks bzw. eines Polyeders hat, werden die Konsolen 17, 18 nach dem Schmelzen einer der Seiten des Werkstückes um die Tiefe f der Oberflächenschicht 4 um einen Winkel zurückgeschwenkt, der dafür ausreicht, um das Werkstück 3 über dem Schlackenbad 2 anzuheben und den Eingriff zwischen den Zahnrädern 46, 47 des Antriebs 43 nicht zu stören; anschließend, indem dieser Antrieb eingeschaltet wird, läßt man das Werkstück sich so drehen, daß dem Schlackenbad 2 dessen unbehandelte Seite zugewandt ist und mit Hilfe des Antriebs 30 zum Drehen der Konsolen 17, 18 taucht man wieder das Werkstück 3 (schnell oder langsam) um die Tiefe t der Schicht 4 ein. Man verfährt in dieser Weise so lange, bis die gesamte Oberfläche des Werkstückes 3 um die Dicke r abgeschmolzen ist Danach verfährt man die Stromquelle, und durch das Schwenken der Konsolen 17, 18 wird das behandelte Werkstück 3 zum Untergestell 52 a der Stellung II transportiert Nach der Auswechselung des Werkstückes in den Klemmen 20, 21 wird der Vorgang in der beschriebenen Reihenfolge wiederholtIf the workpiece 3 has the shape of a rectangle or a polyhedron, the consoles 17, 18 are pivoted back after melting one of the sides of the workpiece by the depth f of the surface layer 4 by an angle that is sufficient for the workpiece 3 above the To raise the slag bath 2 and not to disturb the engagement between the gears 46, 47 of the drive 43; then, by switching on this drive, the workpiece is allowed to rotate so that the slag bath 2 is facing its untreated side and with the aid of the drive 30 for rotating the consoles 17, 18 the workpiece 3 is again immersed (quickly or slowly) the depth t of the layer 4. Proceed in this way until the entire surface of the workpiece 3 is melted by the thickness r. Then the power source is moved, and by pivoting the consoles 17, 18 the treated workpiece 3 is transported to the underframe 52 a in position II the replacement of the workpiece in the clamps 20, 21, the process is repeated in the order described
Bei der Bearbeitung eines zylindrischen Werkstückes findet das Drehen der Mittelpunkte 36 der Klemmen 20, 21 bei der in Frage kommenden Anlage während des Abschmelzens des Werkstückes 3 im Schlackenbad 2 statt; das Werkstück 3 wird aus dem Schlackenbad 2 erst nach Abschluß des Vorgangs herausgenommen. Hierbei kann sich das Werkstück 3 intermittierend oder kontinuierlich (nach anfänglicher Haltezeit) drehen. Bei der Oberflächenreinigung eines Werkstückes mit schrägen Flächen oder einer krummlinigen konvexen Mantellinie (Pyramide, Kegel, tonnenförmige Gestalt, Sphäre u.dgl.) bedient man sich der Vorrichtung zur Neigung der Drehachse der Konsolen 17,18 (F i g. 17 bis 19).When machining a cylindrical workpiece, the center points 36 of the clamps 20 are rotated, 21 in the system in question during the melting of the workpiece 3 in the slag bath 2 instead of; the workpiece 3 is only removed from the slag bath 2 after the process has been completed. Here the workpiece 3 can rotate intermittently or continuously (after an initial holding time). at the surface cleaning of a workpiece with inclined surfaces or a curvilinear convex surface Surface line (pyramid, cone, barrel shape, sphere, etc.) one uses the device for Inclination of the axis of rotation of the consoles 17, 18 (F i g. 17 to 19).
Bei der Bearbeitung eines kegel- bzw. pyramidenförmigen Werkstückes läßt man zunächst die Welle 27 um den Winkel, der gleich der Hälfte des Spitzenwinkels des jeweiligen Kegels bzw. der Pyramide ist, sich derart neigen, daß die untere Mantellinie bzw. Fläche der zu behandelnden Oberfläche des Werkstückes (in der Betriebsstellung 1) parallel zum Schlackenbadspiegel verläuft. Dazu betätigt man den Antrieb 58 eines der Hebezeuge, wodurch sich die Spindel 57 samt der damit verbundenen Stütze 55 nach oben um den diesem Winkel entsprechenden Abstand versetzt. Der Vorgang zur Werkstückreinigung wird in ähnlicher Weise wie oben beschrieben durchgeführt.When machining a conical or pyramid-shaped workpiece, the shaft 27 is initially left around the angle, which is equal to half of the apex angle of the respective cone or pyramid, is in such a way tend that the lower surface line or surface of the surface to be treated of the workpiece (in the Operating position 1) runs parallel to the slag bath level. To do this, actuate the drive 58 of one of the Lifting equipment, whereby the spindle 57 together with the support 55 connected therewith upwards around this Angle corresponding distance offset. The workpiece cleaning process is performed in a similar manner to carried out as described above.
Bei der Bearbeitung eines tonnenförmigen Werkstükkes geschieht die Änderung des Neigungswinkels det
Drehachse der Konsolen 17,18 während des Abschmel zens. Am Anfang wird die Welle 27 mittels nur eine;
Hebezeuges, z. B. 53, wie es vorstehend erläutert ist schräg gestellt. Hierbei wird der anfängliche Neigungswinkel
so gewählt, daß parallel zu der Oberfläche dei Schlackenbades 2 derjenige Abschnitt der Mantellink
der tonnenförmigen Oberfläche des in der Betriebsstel
lung befindlichen Werkstückes 3 verläuft, welcher in dei Nähe von der Stirnfläche des Werkstückes 3 liegt
Nachdem nun das in dieser Stellung befindlicht Werkstück 3 um die der Schicht 4 gleiche Tiefe
eingetaucht worden ist, bewirkt man mit Hilfe de:When machining a barrel-shaped workpiece, the change in the angle of inclination of the axis of rotation of the consoles 17, 18 occurs during the melting process. At the beginning, the shaft 27 is only one; Hoist, e.g. B. 53, as explained above, inclined. Here, the initial angle of inclination is chosen so that parallel to the surface of the slag bath 2 that section of the shell link of the barrel-shaped surface of the workpiece 3 located in the operating position runs, which is in the vicinity of the end face of the workpiece 3 Now that this is in this position workpiece 3 is located by the same depth as layer 4
has been immersed, you can do this with the help of:
Antriebs 43 eine volle Umdrehung. Nachher ändert man den Neigungswinkel, indem man dafür die angehobene Stütze 55 mittels des Hebezeuges 53 absenkt, und man läßt erneut das Werkstück 3 eine volle Umdrehung ausführen. Nachdem in dieser Weise der mittlere Bereich der Werkstücksoberfläche (an der Stelle des größten Durchmessers des Werkstückes) bearbeitet worden ist, ändert man den Neigungswinkel der Welle 27 (oder, was das gleiche ist, die Drehachsen der Konsolen 17,18), wozu mittels des Hebezeuges 54 die Stütze 56 gehoben wird. Die Bearbeitung gilt als abgeschlossen nach dem Abschmelzen der gesamten zu entfernenden Schicht 4 des in solcher Stellung befindlichen Werkstückes 3, bei welcher die Welle 27 zur Seite geneigt ist, die der ursprünglichen entgegengesetzt ist Es ist offensichtlich, daß die Änderung des Neigungswinkels der Welle 27 während der Bearbeitung von derartigen Werkstücken kontinuierlich — nach gewisser Haltezeit am Anfang — und gleichzeitig mit deren Drehung um die Achse B-B der Klemmen 20, 21 vorgenommen werden kann.Drive 43 a full turn. The angle of inclination is then changed by lowering the raised support 55 by means of the hoist 53, and the workpiece 3 is again made to perform a full revolution. After the middle area of the workpiece surface (at the point of the largest diameter of the workpiece) has been machined in this way, the angle of inclination of the shaft 27 (or, what is the same, the axes of rotation of the consoles 17, 18) is changed, for which purpose by means of the Lifting gear 54, the support 56 is lifted. The processing is considered to be completed after the melting of the entire layer 4 to be removed of the workpiece 3 located in such a position in which the shaft 27 is inclined to the side which is opposite to the original one. It is evident that the change in the angle of inclination of the shaft 27 during the machining of such workpieces can be carried out continuously - after a certain holding time at the beginning - and simultaneously with their rotation about the axis BB of the clamps 20, 21.
Bei der Anlage mit zwei Werkstückhaltern (F i g. 20, 21) geschieht die Oberflächenreinigung der letzteren im allgemeinen in ähnlicher Weise wie oben beschrieben, mit dem Unterschied, daß um die gleiche Zeit mit der Entfernung aus dem Schlackenbad des vorangegangenen Werkstückes unter Zuhilfenahme der Konsolen 17, 18 das andere Paar der Konsolen das in den Klemmen bereits eingespannte Werkstück aus der Stellung II in die Betriebsstellung I transportiert, so daß die Arbeitsproduktivität verbessert wird. Wenn dagegen die Anlage über mehrere Paare von Konsolen verfügt, die zu verschiedenen Seiten des Schmelzbehälters angeordnet sind, werden mehrere Werkstücke gleichzeitig bearbeitet, während um diese Zeit andere Werkstü :ke in den Beschickungsstellungen II bereitgestellt werden.In the case of the system with two workpiece holders (Figs. 20, 21), the surface of the latter is cleaned in the generally in a similar manner to that described above, with the difference that at the same time with the Removal from the slag bath of the previous workpiece with the aid of the consoles 17, 18 the other pair of consoles move the workpiece already clamped in the clamps from position II in the operating position I transported, so that the labor productivity is improved. If against it the system has several pairs of consoles on different sides of the melting vessel are arranged, several workpieces are machined at the same time, while others Workpieces are provided in the loading positions II.
Beim Abschmelzen des Werkstückes 3 fließt das Metall der Oberflächenschicht 4 zum Boden des Schmelzbehälters 1' oder I11 (Fig. 12, 13) hinab. Innerhalb des zugestellten Behälters 1' (Fig. 12) sammelt sich das beim Abschmelzen anfallende Metall in flüssigem Zustand. Sobald dessen Stand das Stichloch 10 erreicht hat, wird der Behälter geneigt und das Metall in eine Gießform gegossen. Die flüssige Schlacke bleibt im Behälter I1, welcher nun für die weitere Bearbeitung von Werkstücken bereit ist.When the workpiece 3 is melted, the metal of the surface layer 4 flows down to the bottom of the melting container 1 'or I 11 (FIGS. 12, 13). The metal produced during melting collects in a liquid state within the supplied container 1 '(FIG. 12). As soon as its level has reached the tap hole 10, the container is inclined and the metal is poured into a casting mold. The liquid slag remains in the container I 1 , which is now ready for further processing of workpieces.
Im gekühlten Schmelzbehälter 1" (Fig. 13) kristallisiert sich das beim Schmelzen anfallende Metall zu einem Block, der, indem er sich auf dem Untersatz 12 befindet, bezüglich der Kokille 11 mittels der Ziehvorrichtung 14 versetzt wird. Nach dem Erhalten eines Blockes mit der erforderlichen Länge entfernt man die Schlacke, und mit Hilfe derselben Vorrichtung 14 wird der kristallisierte Block aus der Kokille 11 herausgeführt. Crystallized in the cooled melting container 1 ″ (FIG. 13) the metal resulting from the melting turns into a block, which by resting on the base 12 is located, with respect to the mold 11 by means of the pulling device 14 is moved. After obtaining a block of the required length, remove the Slag, and with the aid of the same device 14, the crystallized ingot is carried out of the mold 11.
Zur Wiederaufnahme des Vorganges nach der Entfernung des Blockes rückt man den Untersatz 12 an die Kokille 11 heran und in den auf diese Weise gebildeten Behälter 1" gießt man flüssige Schlacke oder to man erzeugt darin ein Schlackenbad.To resume the process after the block has been removed, the base 12 is moved on approach the mold 11 and pour liquid slag or to into the container 1 "formed in this way a slag bath is created in it.
Das beim Schmelzen der Oberflächenschicht gesammelte Metall (flüssiges im zugestellten Behälter oder als Block im gekühlten Behälter) kann sowohl als Einsatzgut für das Umschmelzen als auch als Metall für tu eine weitere Bearbeitung (in ähnlicher Weise wie das Metall der gereinigten Werkstücke) verwendet werden. Zum besseren Verständnis der Erfindung sind nachstehend konkrete Arbeitsbeispiele in Anlehnung an das vorgeschlagene Verfahren angeführtThe metal collected when the surface layer melts (liquid in the lined container or as Block in the cooled container) can be used both as a charge for remelting and as metal for tu another edit (in a similar way to that Metal of the cleaned workpieces). For a better understanding of the invention are below concrete working examples based on the proposed method are given
Bearbeitet wird ein zylindrisches Werkstück mit einem Durchmesser von 320 mm und einer Länge von 2400 mm aus einer Nickellegierung mit einem Gehalt an 0,05% C, 20% Cr, 24% Ti. 0,6% Al,3% Fe (Fig.7,10). Man verwendet eine Schlacke mit einer Schmelztemperatur von 1350° C.A cylindrical workpiece with a diameter of 320 mm and a length of 2400 mm made of a nickel alloy with a content of 0.05% C, 20% Cr, 24% Ti. 0.6% Al, 3% Fe (Fig. 7,10). A slag with a melting temperature of 1350 ° C is used.
Die Oberflächenreinigung des Werkstückes vollzieht sich wie folgt:The surface cleaning of the workpiece is carried out as follows:
In beliebiger bekannter Weise erzeugt man in einem zugestellten Behälter ein Schlackenbad mit einer Tiefe von 50 mm und man erhitzt es auf 1700° C. Das Werkstück wird derart angeordnet, daß dessen geometrische Achse zu dem Schlackenbadspiegel parallel ist. Dann anschließend führt man das Werkstück ins Schlackenbad um eine Tiefe von 5 mm ein. Man rotiert es um die Achse, die mit der geometrischen Achse des Werkstückes identisch ist mit einer Geschwindigkeit von 0,2 U/min.In any known manner, a slag bath with a depth is created in a lined container of 50 mm and heated to 1700 ° C. The workpiece is arranged in such a way that its geometric Axis is parallel to the slag bath level. Then the workpiece is then inserted Slag bath to a depth of 5 mm. It is rotated around the axis that coincides with the geometrical axis of the Workpiece is identical with a speed of 0.2 rpm.
Die Stromstärke im Stromkreis Block - Schlakke-Bodenelektrode beträgt 12 000 A bei einer Spannung von 47 V. Nach einer vollen Umdrehung wird das Werkstück um weitere 5 mm eingetaucht.The strength of the current in the circuit block - Schlakke floor electrode is 12,000 A at a voltage of 47 V. After a full turn, this will be Workpiece immersed by another 5 mm.
Innerhalb von 15 min führt das Werkstück drei volle Umdrehungen bis drei nacheinander folgenden Eintauchungen aus, wonach es aus dem Schlackenbad herausgenommen wird. Die Oberfläche des bearbeiteten Werkstückes ist glatt und hat keine Risse, ihre Form entspricht der Form der Werkstückes vor der Bearbeitung.Within 15 minutes, the workpiece performs three full revolutions up to three successive immersions from, after which it is taken out of the slag bath. The surface of the machined The workpiece is smooth and has no cracks, its shape corresponds to the shape of the workpiece before Editing.
Bearbeitet wird ein kegelförmiges Werkstück mit einer Länge von 1200 mm, einer Konizität von 3,7% und einem Größtdurchmesser von 300 mm aus an Luft geschmolzenem Stahl mit einem Gehalt an 0,2% C und 13% Cr (F i g. 8). Man bediente sich einer Schlacke mit einer Schmelztemperatur von 1270° C.A conical workpiece with a length of 1200 mm, a conicity of 3.7% and a maximum diameter of 300 mm made of air-melted steel with a content of 0.2% C and 13% Cr (Fig. 8). A slag with a melting temperature of 1270 ° C was used.
Der Vorgang zur Oberflächenreinigung des Werkstückes wurde folgenderweise durchgeführt:
In einem zugestellten Behälter erzeugt man in beliebiger bekannter Weise ein Schlackenbad mit einer
Tiefe von 60 mm, das dann auf 1750° C erwärmt wird.
Anschließend taucht man das Werkstück ins Schlackenbad um eine Tiefe von 1 mm so ein, daß dessen
Mantellinie zu dem Schlackenbadspiegel parallel ist. Man dreht das Werkstück um die Achse, die sich mit der
geometrischen Achse des Kegels deckt, mit einer Geschwindigkeit von 0,6 U/min und taucht es langsam
ins Schlackenbad mit einer Geschwindigkeit von 0,8 mm/min ein. Die Stromstärke im Stromkreis
Werkstück—Schlackenbad—Bodenelektroden beträgt
7500 A bei einer Spannung von 87 V.The process for cleaning the surface of the workpiece was carried out as follows:
A slag bath with a depth of 60 mm, which is then heated to 1750 ° C., is produced in any known manner in a lined container. The workpiece is then immersed in the slag bath to a depth of 1 mm so that its surface line is parallel to the slag bath level. The workpiece is rotated around the axis that coincides with the geometric axis of the cone at a speed of 0.6 rpm and slowly dipped into the slag bath at a speed of 0.8 mm / min. The current intensity in the circuit workpiece - slag bath - bottom electrodes is 7500 A at a voltage of 87 V.
Nach 15 min endete der Vorgang zur Oberflächenreinigung. Die Oberfläche des Werkstückes wurde um eine Tiefe von 12 mm gleichmäßig abgeschmolzen und hatte keine Risse, während ihre Form genau der Form des Rohstückes vor dessen Bearbeitung entsprach.The surface cleaning process ended after 15 minutes. The surface of the workpiece was melted evenly to a depth of 12 mm and had no cracks, while their shape exactly matched the shape of the blank before it was machined.
Man bearbeitet ein tonnenförmiges Werksiück (ein Schmiedestück) mit einem Durchmesser der Grundfläche von 400 mm, einem Durchmesser des mittleren Teils von 500 min und einer Länge von 150 mm aus einer alterungshärtbaren warmfesten Legierung auf Nickel-A barrel-shaped work piece (a forging) with a diameter of the base is machined of 400 mm, a diameter of the middle part of 500 min and a length of 150 mm from a age-hardenable heat-resistant alloy on nickel
grundlage mit einem Gehalt an 0,1% C115% Cr, 2% Ti, 2% Al, 4% Fe und 0,5 V und geringfügigen Zusätzen von Bor und Zer (Fig. 11). Es wird eine Schlacke mit einer Schmelztemperatur von 16000C verwendetBasis with a content of 0.1% C 1 15% Cr, 2% Ti, 2% Al, 4% Fe and 0.5 V and small additions of boron and cerium (Fig. 11). A slag with a melting temperature of 1600 ° C. is used
Die Oberflächenreinigung des Werkstückes wird wie s folgt vorgenommen:The surface cleaning of the workpiece is carried out as s is carried out as follows:
In einem zugestellten Behälter erzeugt man in beliebiger bekannter Weise ein 80 mm tiefes Schlackenbad, das auf 1800° C erwärmt wird. Dann taucht man ins Schlackenbad den an der Winkelspitze an dem kleinen to Durchmesser anliegenden Abschnitt des Werkstückes um eine Tiefe von 15 mm ein, hierbei ist dieser Winkel durch eine Tangente an die tonnenförmige Mantelfläche an deren Rand und die Stirnfläche gebildet Dabei beläuft sich der Winkel (Fig. U) tx, der Neigung der geometrischen Achse des Werkstückes zur Oberfläche des Schlackenbades auf 40°. Man dreht das Werkstück um die Achse, die der geometrischen Achse entspricht mit einer Geschwindigkeit von 1 U/min. Nach jeder Umdrehung ändert man den Neigungswinkel des Werkstückes um 10°. Die Stromstärke im Stromkreis Werkstück-Schlackenbad beträgt 7000A bei einer Spannung von 97 V.An 80 mm deep slag bath, which is heated to 1800 ° C., is created in a lined container in any known manner. Then the section of the workpiece lying at the angle tip on the small to diameter is immersed in the slag bath to a depth of 15 mm, here this angle is formed by a tangent to the barrel-shaped outer surface at its edge and the end face. Fig. U) tx, the inclination of the geometric axis of the workpiece to the surface of the slag bath at 40 °. The workpiece is rotated around the axis that corresponds to the geometric axis at a speed of 1 rpm. After each rotation, the angle of inclination of the workpiece is changed by 10 °. The current intensity in the workpiece-slag bath circuit is 7000A at a voltage of 97 V.
Der Vorgang dauerte 8 min. An der gereinigten Oberfläche war eine Schlackenansatzbildung feststellbar, die bei der Abkühlung des Werkstückes selbsttätig entfernt wurde.The process lasted 8 minutes and a build-up of slag was detectable on the cleaned surface, which occurs automatically as the workpiece cools down was removed.
Man bearbeitete ein Werkstück in Form eines Oktaeders mit einer Länge von 900 mm, einem Größtdurchmesser des Umkreises von 350 mm und einer Konizität von 8% aus rostfreiem, an Luft geschmolzenem Stahl mit einem Gehalt an 0,1% C, 18% Cr, 10% Ni und 1,5% Mn. Verwendet wurde eine Schlacke mit einer Schmelztemperatur von 1600° C.A workpiece was machined in the shape of an octahedron with a length of 900 mm, a Largest diameter of the circumference of 350 mm and a conicity of 8% made of rustproof, in air molten steel containing 0.1% C, 18% Cr, 10% Ni and 1.5% Mn. One was used Slag with a melting temperature of 1600 ° C.
Die Oberflächenreinigung des Werkstückes wird wie folgt vorgenommen:The surface cleaning of the workpiece is like is carried out as follows:
In einem gekühlten SchmelzbehäJter wird in beliebiger bekannter Weise ein 70 mm tiefes Schlackenbad erzeugt, das dann auf 1800° C erwärmt wird. Man ordnet das Werkstück derart an, daß dessen eine Fläche zu dem Schlackenbadspiegel parallel ist, wonach das Werkstück ins Schlackenbad um eine Tiefe von 1 mm eingetaucht wird. Im folgenden taucht man das Werkstück ins Schlackenbad mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/min ein. Die Stromstärke im Stromkreis Werkstück-Schlacke-Untersatz beträgt 21 000 A bei einer Spannung von 60 V. Nach der Reinigung der Werkstücksoberfläche um eine Tiefe von 15 mm wird das Werkstück aus dem Schlackenbad herausgenommen und um die Achse, welche sich mit der geometrischen Achse des Werkstückes deckt so lange gedreht, bis die nächstfolgende Fläche die Stellung einnimmt, in welcher sie zu dem Schlackenbadspiegel parallel verläuft. Der Reinigungsvorgang bei einer jeden Fläche spielt sich in ähnlicher Weise wie oben beschrieben ab.A 70 mm deep slag bath is created in a cooled melting container in any known manner generated, which is then heated to 1800 ° C. The workpiece is arranged in such a way that its one surface corresponds to the The slag bath level is parallel, after which the workpiece is immersed in the slag bath to a depth of 1 mm will. The workpiece is then immersed in the slag bath at a speed of 5 mm / min a. The current in the workpiece-slag-base circuit is 21,000 A for one Voltage of 60 V. After cleaning the workpiece surface by a depth of 15 mm, the Workpiece removed from the slag bath and around the axis, which is with the geometric The axis of the workpiece covers rotated until the next surface takes the position in which it runs parallel to the slag bath level. The cleaning process for each surface plays out in in a similar way as described above.
Nach acht Eintauchungen und sieben nacheinander folgenden Umdrehungen des Werkstückes wurde dessen Oberfläche innerhalb von 30 min um eine Tiefe von 15 mm gleichmäßig gereinigt und mit einer 0,6 bis 1,5 mm dicken Schlackenansatzschicht bedeckt. Die Gestalt des Werkstückes blieb die gleiche.After eight dips and seven consecutive revolutions of the workpiece the surface of which is evenly cleaned within 30 minutes to a depth of 15 mm and with a 0.6 to 1.5 mm thick slag build-up layer covered. The shape of the workpiece remained the same.
Bearbeitet wird ein zylindrisches Werkstück mit einem Durchmesser von 400 mm und einer Länge von 2600 mm aus einer warmfesten Nickellegierung mitA cylindrical workpiece with a diameter of 400 mm and a length of 2600 mm made of a heat-resistant nickel alloy with einem Gehalt an 0,08% C, 13% Cr, 13% Ti, 1,7% Al, 3,5% Fe, 5% W, 2% Mo und 0,2% V und mit Zer- und Bor-Zusätzen (F i g. 7,9). Es wird eine Schlacke mit einer Schmelztemperatur von 1650° C verwendeta content of 0.08% C, 13% Cr, 13% Ti, 1.7% Al, 3.5% Fe, 5% W, 2% Mo and 0.2% V and with additions of cerium and boron (Fig. 7.9). It becomes a slag with a Melting temperature of 1650 ° C used
Die Oberflächenreinigung des Werkstückes geschieht wie folgt:The surface of the workpiece is cleaned as follows:
In einem gekühlten SchmelzbehäJter wird in beliebiger bekannter Weise ein 100 mm tiefes Schlackenbad erzeugt das auf 1800° C erhitzt wird. Das Werkstück ordnet man so an, daß dessen geometrische Achse parallel zu der Oberfläche des Schlackenbades ist Dann taucht man das Werkstück ins Schlackenbad um eine Tiefe von 15 mm ein. Die Stromstärke im Stromkreis Werkstück - Schlackenbad - Untersatz beträgtAny known way a 100 mm deep slag bath is generated which is heated to 1800 ° C. The workpiece one arranges so that its geometrical axis is parallel to the surface of the slag bath Then the workpiece is immersed in the slag bath to a depth of 15 mm. The strength of the current in the circuit Workpiece - slag bath - pedestal is
20 000 A bei einer Spannung von 74 V. Nach Abschmelzen des ins Schlackenbad eingetauchten Bereiches des Werkstückes beginnt man, es um die Achse, die sich mit der geometrischen Achse des Werkstückes deckt mit einer Geschwindigkeit von 0,1 U/min zu drehen.20,000 A at a voltage of 74 V. After the area of the immersed in the slag bath has melted Workpiece, you start it around the axis that coincides with the geometrical axis of the workpiece to rotate at a speed of 0.1 rpm.
Nach Vollendung einer vollen Umdrehung des Werkstückes innerhalb von 15 min war dessen Seitenfläche gleichmäßig um eine Tiefe von 15 mm abgeschmolzen und mit einer 0,8 bis I^mrn dicken Schlackeuansatzschicht bedeckt. Die Gestalt des Werkstückes änderte sich nichtAfter completion of a full rotation of the workpiece the side surface was within 15 min uniformly to a depth of 15 mm and melted with a 0.8 mrn to I ^ thick Schlackeuansatzschicht covered. The shape of the workpiece did not change
Man entfernt den verlorenen Kopf eines kegelförmigen Werkstückes (eines in eine Form aus Gußeisen gegossenen Blockes) aus an Luft geschmolzenem Stahl mit einem Gehalt an 0,06% C, 16% Cr, 15% Ni, 3% Mo und 03% Nb. Der kleinste Durchmesser des verlorenen Kopfes beträgt 230 mm, der größte Durchmesser 320 mm und die Höhe 300 mm. Man verwendete eine Schlacke mit einer Schmelztemperatur von 1300°C.You remove the lost head of a conical workpiece (one in a cast iron mold cast block) made of air-melted steel with a content of 0.06% C, 16% Cr, 15% Ni, 3% Mo and 03% Nb. The smallest diameter of the lost The head is 230 mm, the largest diameter 320 mm and the height 300 mm. One used one Slag with a melting temperature of 1300 ° C.
Der Prozeß wird wie folgt durchgeführt: In einer Kokille wird in beliebiger bekannter Weise ein 80 mm tiefes Schlackenbad erzeugt das auf eine Temperatur von 1750° C erwärmt wird. Das Werkstück ordnet man so an, daß die Stirnfläche des verlorenen Kopfes parallel zu dem Schlackenbadspiegel ist. Anschließend taucht man das Werkstück ins Schlackenbad mit einer Geschwindigkeit von 30 mm/min um die dem verlorenen Kopf gleiche Tiefe ein. Die Stromstärke zu Anfang des Vorgangs beträgt 15 000 A. Bei der Reinigung des Werkstückes erhöht sich die Stromstärke auf 22 000 A bei einer Spannung von 105 V und sinkt gegen Ende des Vorgangs bei der abgestellten Eintauchung selbsttätig auf Null ab.The process is carried out as follows: An 80 mm deep slag bath is produced in a mold in any known manner Temperature of 1750 ° C is heated. The workpiece is arranged so that the face of the lost Head is parallel to the slag bath level. The workpiece is then immersed in the slag bath at a speed of 30 mm / min equal depth to the lost head. The current at the beginning of the process is 15,000 A. When cleaning the workpiece, the amperage increases to 22,000 A at a voltage of 105 V and then decreases towards the end of the process with the immersion turned off automatically to zero.
Der Vorgang nimmt 10 min in Anspruch. Die gereinigte Oberfläche ist glatt und weist keine Risse auf.The process takes 10 minutes. The cleaned surface is smooth and has no cracks.
Bearbeitet wird ein rechteckiges Werkstück von 500x300x50 aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit einem Gehalt an 50% Ni, das auf einer halbkontinuierlichen Stranggießanlage (F i g. 1 bis 4) erhalten worden ist Man verwendet eine Schlacke mit einer Schmelztemperatur von 1270°C.A rectangular workpiece of 500x300x50 made of an iron-nickel alloy is processed with a content of 50% Ni, which has been obtained on a semi-continuous continuous caster (Figs. 1 to 4) A slag with a melting temperature of 1270 ° C is used.
In das auf 1730°C erwärmte Schlackenbad mit einer Tiefe von 45 mm taucht man die breite Fläche des Werkstückes um eine Tiefe von 1 mm und nach dem begonnenen Schmelzen des Metalls das Werkstück mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/min ein. Die Stromstärke beträgt hierbei 26 000 A bei einer Spannung von 116 V. Nach vier Minuten wird das Eintauchen eingestellt. Der Schmelzvorgang läuft noch so lange ab, bis die gesamte gereinigte Oberfläche oberhalb desIn the slag bath heated to 1730 ° C with a Depth of 45 mm, the wide surface of the workpiece is immersed to a depth of 1 mm and afterwards started melting the metal into the workpiece at a rate of 1 mm / min. The amperage is here 26,000 A at a voltage of 116 V. After four minutes, immersion is discontinued. The melting process continues for so long until the entire cleaned surface is above the
Schlackenbadspiegels ist, wonach die Stromstärke selbsttätig auf Null abfällt Anschließend hebt man das Werkstück an, dreht es so, daß dessen nächstfolgende, nicht gereinigte schmale Fläche parallel zu dem Schlackenbadspiegel verläuft, und taucht das Werkstück wieder ins Bad ein. Der Schmelzvorgang läuft bei einer proportional minderen Stromstärke (5000A) und derselben Spannung in ähnlicher Weise wie beschrieben ab.Slag bath level is, according to which the current strength automatically drops to zero Then you lift the workpiece, turn it so that its next, uncleaned narrow surface runs parallel to the slag bath level, and immerses the workpiece back into the bathroom. The melting process runs at a proportionally lower current strength (5000A) and the same voltage in a similar manner as described.
Durch nacheinanderfolgende Eintauchungen und Umdrehungen des Werkstückes um die horizontale Achse wurde die gesamte Oberfläche des Werkstückes um eine Tiefe von 5 mm innerhalb von 20 min gereinigt Die abgeschmolzene Oberfläche sah glatt aus und hatte keine Schlackenansatzschicht und keine Risse.By successive immersions and rotations of the workpiece around the horizontal Axis, the entire surface of the workpiece was cleaned to a depth of 5 mm within 20 minutes The melted surface looked smooth and had no slag deposits and no cracks.
welchem das Metall einer selbstverzehrenden Elektrode infolge des Stromflusses geschmolzen wird und welcher dem Elektroschlackenumschmelzverfahren zugrunde liegt, trotz dessen allgemeiner Bekanntheit im Laufe von letzten 30 Jahren bislang für die Oberflächenreinigung von metallischen Werkstücken keine Anwendung gefunden hatwhich the metal of a consumable electrode is melted as a result of the flow of current and which the electroslag remelting process is based on, despite its general awareness in the course of No application for the surface cleaning of metallic workpieces in the last 30 years has found
Die auf diesem Prinzip beruhende Erfindung sichert eine hohe Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstükkes.The invention based on this principle ensures a high surface quality of the machined workpiece.
Hierbei sind das vorstehend geschilderte Verfahren und die Anlage zu dessen Durchführung von hoher Wirtschaftlichkeit, gewährleisten einen hohen Durchsatz bei der Bearbeitung und ermöglichen die Oberflächenreinigung von metallischen Werkstücken in einem weiten Bereich von Formen und Abmessungen.Here, the method described above and the system for carrying it out are high Economic efficiency, guarantee a high throughput in processing and enable Surface cleaning of metallic workpieces in a wide range of shapes and dimensions.
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Legal Events
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OC | Search report available | ||
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: VON FUENER, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. EBBINGHAUS, D., DIPL.-ING. FINCK, K., DIPL.-ING. DR.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |