DK145037B - Fremgangsmaade til fremstilling af genstande ved elektroslaggesmeltning - Google Patents

Description

i 145037

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af genstande ved elektroslaggesmeltning, ved hvilken der tilvejebringes et slaggebad af flusmiddel i en form ved lysbueopvarmning, som tilvejebringes ved hjælp af ikke-nedsmeltende elektrodeor-5 ganer, hvorefter disse fjernes fra formen,og nedsmeltende elek trodeorganer derefter indføres i slaggebadet og elektroslaggesmeltning af disse foretages.

Der kendes en fremgangsmåde af denne art fra beskrivelsen til tysk fremlæggelsesskrift nr.1263050. Ifølge denne kendte 10 teknik anvendes der ikke-nedsmeltende elektrodeorganer i form af en enkelt ikke-nedsmeltelig elektrode. For at fremstille det smeltede slaggebad, som er nødvendigt ved begyndelsen af en elektroslaggesmeltning,tilvejebringes der ifølge denne kendte teknik en lysbue mellem den ikke-nedsmeltelige elektrode og 15 en "podeplade" i den pågældende form, og efter at det smeltede slaggebad er tilvejebragt ved hjælp af den af lysbuen udviklede varme, bevæges formen, der i sin bund indeholder den smeltede slagge, i sideretningen til en stilling, hvori formen befinder sig under en holde- og fremføringsmekanisme for en nedsmeltelig 20 elektrode, hvorefter enden af den nedsmeltelige elektrode ned-dykkes i den smeltede slagge ved bunden af formen,og derefter tilvejebringes der en konventionel elektroslaggesmeltning.

Denne tilvejebringelse af en lysbue mellem enden af en enkelt ikke-nedsmeltende elektrode og en "podeplade", som er frem-25 stillet af nedsmelteligt materiale, medfører, at der er risiko, for at podepladen beskadiges. Til udøvelse af den nævnte kendte fremgangsmåde kræves der foruden en holde- og fødemekanisme til en nedsmeltelig elektrode yderligere mekanismer til at holde og fremføre den ikke-nedsmeltelige elektrode. Hertil kommer yder-30 ligere, at formen ifølge denne kendte teknik skal bevæges fra en stilling, hvor holde- og fremføringsmekanismen for den ikke-nedsmeltelige elektrode er anbragt, og til en stilling, hvor holde- og fremføringsmekanismen til den nedsmeltelige elektrode er anbragt, og denne bevægelse finder sted på en vogn. En sådan 35 bevægelse er kun mulig, såfremt det drejer sig om et simpelt elektrodearrangement, og såfremt det drejer sig om en simpel form til støbning af en massiv genstand.

Fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse er ejendom- U5037 2 melig ved, at et antal ikke-nedsmeltende elektroder før smeltningen af flusmidlet anbringes aftageligt på de nederste ender af et antal nedsmeltende elektroder, og at opvarmningen af flusmidlet tilvejebringes ved lysbuedannelse mellem de ikke-nedsmel-5 tende elektroder, samt under gensidig bevægelse af de ikke-ned smeltende elektroder og formen, og at de ikke-nedsmeltende elektroder efter dannelse af slaggebadet udtrækkes fra formen og fjernes fra de nedsmeltende elektroder, og at disse derefter neddyk-kes i slaggebadet. I kraft af denne fremgangsmåde opnås det, at 10 der under smeltningen af flusmidlet til dannelsen af det smeltede slaggebad ikke vil ske nogen kortslutning mellem de ikke-nedsmeltende elektroder og formen, og følgelig vil der ikke ske nogen beskadigelse af denne. Da de ikke-nedsmeltende elektroder endvidere let kan aftages, og de nedsmeltende elektroder er an-15 bragt umiddelbart over formen lige fra begyndelsen af dannelsen af slaggebadet, vil perioden med strømafbrydelse, d.v.s. lige efter at slaggebadet er dannet, og indtil nedsmeltningen af de nedsmeltende elektroder påbegyndes, være kort, og temperaturfaldet i det dannede slaggebad under strømafbrydelsesperioden vil 20 følgelig blive lille.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et billede, set fra siden, delvis i snit,af en udførelsesform for et apparat til brug ved udøvelse 25 af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 2 et illustrativt billede, der viser den måde, hvorpå en ikke-nedsmeltende elektrode er forbundet med en nedsmeltende elektrode, og fig. 3 et illustrativt billede af en opstilling af nedsmel-30 tende elektroder og ikke-nedsmeltende elektroder i forhold til en metalform, samt elektriske forbindelser mellem de nedsmeltende elektroder, de ikke-nedsmeltende elektroder og et startstykke samt en kraftkilde.

35 Som vist i fig. 1 er der i et gulv 1 dannet en grav 2

med forholdsvis ringe dybde, og der er anbragt en fundamentsblok 3 på gulvet omtrent i midten af graven. Et ringformet tandhjul 5 med indvendigt gevind og tænder på ydersiden er drejeligt monteret på fundamentsblokken 3 ved hjælp af et leje 4. I

3 145037 graven 2 er der ligeledes anbragt en drivmotor 7. Et tandhjul 6 er fast monteret på drivmotoren 7's drivaksel og er i indgreb med tænderne på tandhjulet 5. Således drives tandhjulet 5 af drivmotoren 7 i den ene eller den anden retning omkring dets 5 egen akse, medens det fastholdes i stilling. En spindel 8 med udvendigt gevind strækker sig gennem tandhjulet 5, og det udvendige gevind er i indgreb med tandhjulet 5's indvendige gevind. Spindlen 8's øverste ende er fæstnet til midten af en bundplade på en ringformet konsol 9a, der stikker op over gulvet 1 gennem 10 en ringformet slids lb, der er dannet i en gulvplade la.Et skivelignende bord 9 med en midterboring 9b er fastgjort til den ringformede konsol 9a's øverste kant i vandret stilling og med boringen 9b aksialt rettet ind efter spindlen 8. Et startstykke 10 af form som et kort rør er fast monteret på bordet 9 15 koncentrisk i forhold dertil, og startstykket 10's tværsnitsform er den samme som en ringformet genstand, man ønsker at fremstille. Apparatets indretning er således, at der, når en vandkølet metalform M, der senere vil blive beskrevet, befinder sig ved den nederste ende af formens stempelagtige bevægelse, 20 optages den øverste ende af startstykket 10 i en central,paral- leltvægget del af støberummet i metalformen M, således at startstykket 10's overside lukker støberummet ved grænsen mellem den centrale paralleltvæggede del og en opad åbnende, udvidet del ovenover støberummet. Da startstykket 10 er forbundet med spind-25 len 8 gennem bordet 9 og den ringformede konsol 9a, som ovenfor beskrevet, vil startstykket 10, når drivmotoren 7 drives i den ene eller anden retning, blive bevæget op eller ned i lodret retning indenfor spindlen 8's effektive bevægelsesinterval, medens startstykket drejer sig i den ene eller den anden retning sammen 30 med spindlen 8. En trefaset vekselstrømskraftkilde 11 er anbragt på gulvet 1 med sin O-pol forbundet med startstykket 10 gennem bordet 9 og sine R,S,T-pol-er forbundet ved hjælp af en skive 15 (se fig. 3) med ikke-nedsmeltende elektroder 35, der er anbragt på hver sin nedsmeltende metalelektrode 18 på en måde, der vil 35 blive beskrevet. En loftplade 12 er anbragt umiddelbart over gulvpladen la, og en lodret gevindskåret spindel 24 strækker sig mellem midten af loft- og gulvpladerne, henholdsvis 12 og la, aksialt rettet ind efter spindlen 8 og drejeligt understøttet af pladerne ved hjælp af lejer 24a og 24b. Den øverste ende af 145037 4 spindlen 24 strækker sig opad gennem loftpladen 12 og er forbundet med drivakslen til en motor 30, der er monteret på en konsol 12a, som er anbragt på loftpladen 12's overside. En ringformet skive 15 er på sin ydre periferioverflade udformet med tænder og 5 er drejeligt understøttet ved hjælp af et leje 14 på en konsol 13, der stikker nedad fra loftpladen 12's underside. Denne skive 15 udgør en understøtningsdel til understøtning af et antal ned-smeltende metalelektroder 18 i respektive, forud indstillede stillinger, og skiven 15 er på sin underside forsynet med et 10 antal (seks i den viste udførelsesform) langs periferien og med ens afstand anbragte fastholdeorganer, der er placeret langs en cirkel med forudbestemt diameter,til hvilke de nedsmeltende metalelektroder 18 er fæstnede med deres respektive øverste ender, således at hver elektrode 18 er understøttet i lodret stil-15 ling. Hver metalelektrode 18 har en sådan længde, at den nederste ende, når den vandkølede metalform M, der senere skal beskrives, befinder sig ved den nederste ende af sin stempelagtige bevægelse, er anbragt ca. ved midten af den udvidede, opad åbnende del af støberummet i metalformen. Opstillingen af disse metalelektro-20 der 18 i et vandret plan er som vist i fig. 3.

På loftpladen 12 er der på et egnet sted monteret en motor 16 ved hjælp af en konsol 12b. Et tandhjul 17, der er fast monteret på motoren 16's drivaksel, står i indgreb med tænder, der er tilvejebragt på den ringformede skive 15's ydre periferi-25 overflade. Når motoren 16 sættes i gang, bevæger metalelektroderne 18 sig periodisk med hele deres masse rundt om pladen 15's akse med valgfri hastighed og sammen med skiven 15 i den ene eller anden retning uden at bevæge sig i lodret retning. Hver metalelektrode 18 er gennem en kontaktsko 19 og pladen 15 elek-30 trisk forbundet med den før nævnte vekselstrømkraftkilde 11 for at få tilført en strøm derfra.

Metalformen M består af en vandkølet kerneform 20 og en vandkølet yderform 21. Både kerneformen 20 og yderformen 21 bliver afkølet med vand, der cirkulerer derigennem. Kerneformen 20 og 35 den ydre form 21 afgrænser mellem sig støberummet, der set i lodret tværsnit har en udvidet, opadgående del i form af en tragt, en cylindrisk paralleltvægget del og en nedad konisk udvidende del, som vist i fig. 1. Den centrale, paralleltvæggede dels tvær- 5 145037 snitsform er den samme som den metalgenstand, der skal fremstil les. Kerneformen 20's midterdel bærer arme 22,til hver af hvilke der er fastgjort en møtrik 23, hvilke møtrikker 23 holdes i fast indgreb med den lodrette, gevindskårne spindel 24. Således bevæ-5 ger kerneformen 20 sig op eller ned i lodret retning ved en forud bestemt hastighed som følge af spindlen 24's drejning. Lange snekkeskruer 25 og 25' strækker sig opad mellem gulvpladen 10 og loftpladen 12 og er drejeligt understøttet af loft- og gulvpladerne ved hjælp af lejer, henholdsvis 26,27 og 26',27', som vist i fig.

10 1. Disse snekkeskruer 25 og 25' 's øverste ender stikker op gen nem loftpladen 12, og remskiver, henholdsvis 28 og 28', er fast monteret på de udragende ender. På spindlen 24's opadragende ende er der fast monteret remskiver 29 og 29', og der er lagt remme rundt om remskiverne, henholdsvis 28,29 og 28',29'. Således 15 trækkes snekkeskruerne 25 og 25' samtidigt af motoren 30 ved hjælp af disse remskiver og remme i den ene eller anden retning, men altid i den samme omdrejningsretning og ved den samme hastighed som spindlen 24. Den ringformede yderform 21 er forsynet med støttearme 31 og 31', der har møtrikker, henholdsvis 32 og 32', 20 fæstnede til de yderste ender deraf, hvilke møtrikker 32 og 32' holdes i indgreb med snekkeskruerne, henholdsvis 25 og 25'. Derfor bevæger yderformen 21 sig op eller ned som følge af snekkeskruerne 25 og 25' 's drejning i den ene eller anden retning på grund af motoren 30 og synkront med kerneformen 20 's bevægelse.

25 Den opretstående gevindskårne spindel 24, snekkeskruerne 25, 25' og motoren 30, der driver spindlen og snekkeskruerne, udgør tilsammen en løftemekanisme til at bevæge metalformen M op eller ned i lodret retning ved en forudbestemt hastighed. Flusmiddeltilførselstragte 33 og 33' bæres hver især af støttearme med 30 bundåbninger, placerede over den opad åbnende del af støberummet i metalformen M. De respektive støttearme har møtrikker 34 og 34' i løs gevindforbindelse med snekkeskrueme 25 og 25'.

Disse tragte 33 og 33' bevæger sig også op og ned som følge af snekkeskruerne 25 og 25' 's drejning i den ene eller anden ret-35 ning og synkront med bevægelsen af metalformen M.

De ikke nedsmeltende elektroder 35 er ved hjælp af en holder 36 løsbart forbundet til den nederste ende af hver nedsmeltende metalelektrode 18 med vingemøtrikker 37, som vist i fig.2.

6 U5037

Disse ikke-nedsmeltende elektroder er f.eks. kulstofelektroder og er respektivt elektrisk forbundet til R,S,T-polerne på den trefasede vekselstrømskraftkilde 11, som vist i fig. 3. Ydermere er disse kulstofelektroder 35 anbragt således, at hosliggen-5 de elektroder er adskilt fra hinanden med et interval, der er tilstrækkeligt lille til,at der kan genereres en lysbue derover ved den fra kraftkilden 11 tilførte spænding.

Den opadåbnende del af metalformen M er fyldt med flusmiddelpulver 38, og metalformen er hævet til en stilling, hvori de 10 ikke-nedsmeltende elektroder 35 er helt omgivet af flusmidlet, og derefter sendes en strøm gennem de ikke-nedsmeltende elektroder 35, hvorved der genereres en lysbue på tværs af de hosliggende elektroder gennem flusmiddelpulveret 38,og dette smelter på grund af lysbuernes varme, idet der dannes et smeltet 15 slaggebad i metalformen.

Ved dannelse af et smeltet slaggebad i metalformen M ved hjælp af fremgangsmåden ifølge opfindelsen forbindes de ikke-nedsmeltende elektroder 35 (f.eks. kulstofelektroder) hver med den nederste ende af hver metalelektrode 18 til at begynde med, 20 og derefter bliver metalelektroderne 18 monteret i apparatet, efter at metalformen M er sænket til den nederste ende af dens stempelagtige bevægelse, hvorefter formen hæves, indtil kulstofelektroderne 35 befinder sig inde i den opad åbnende del af støberummet i metalformen. Derefter hældes flusmiddelpulveret 25 38 ind i den opad åbnende del af metalformen op til et niveau, med hvilket kulstofelektroderne er helt omgivet deraf. Når den trefasede vekselstrømskraftkilde 11's kredsløb sluttes, og de hosliggende kulstofelektroder 35 bliver skrabede med et ikke vist kulstykke, genereres en lysbue på tværs af kulstofelektro-30 derne gennem flusmiddelpulveret 38. Eftersom flusmiddelpulveret 38 indeholder CaFe og andre materialer med relativt store elektriske ledningsegenskaber, og eftersom kulstofelektroderne 35 er tilstrækkeligt tæt ved hinanden, vurderet i forhold til den dertil tilførte spænding, bliver lysbuerne i dette tilfælde opret-35 holdt, og flusmiddelpulveret 38 smeltes gradvis af lysbuernes varme. Der er således dannet et smeltet slaggebad i den opad åbnende del af metalformen Μ. I dette tilfælde sættes motoren 16 i gang for at dreje pladen 15 langsomt i den ene eller anden retning og for derved også at dreje kulstofelektroderne 35 i den 145037 7 ene eller anden retning omkring midten af metalformen M. Heraf følger, at smeltning af flusmiddelpulveret 38 yderligere fremmes, og det smeltede slsggébad kan blive dannet endnu hurtigere.

Efter at det smeltede slaggebad således er blevet dannet 5 i metalformen M, afbrydes kraftkilden 11's kredsløb, og kul stofelektroderne 35 fjernes straks fra de respektive metalelektroder 18, hvorefter metalformen M og startstykket 10 hæves lidt til en stilling, hvori de nederste ender af metalelektroderne 18 er neddyppede i det smeltede slaggebad. Derefter sluttes 10 kraftkilden 11's kredsløb atter, og elektroslaggesmeltning af metalelektroderne 18 bliver udført, medens metalelektroderne drejes rundt i metalformen ved hjælp af motoren 16 for at danne en metalsmelte i metalformen. Det smeltede metal bliver kontinuerligt afkølet af metalformen M for dannelse af den ønskede metalgenstand 15 som i de traditionelle metoder.

Det skal bemærkes, at ved at anvende den stjernekoblede trefasede vekselstrømskraftkilde 11 som kraftkilde og ved at forbinde et antal metalelektroder 18 med kulstofelektroder 35, der er et multiplum af 3, og startstykket 10 på den i fig. 3 viste måde, 20 dannes der let lysbuer mellem de hosliggende kulstofelektroder.

Da flusmiddelpulveret 38 endvidere kun er tilstede mellem de hosliggende kulstofelektroder 35 i form af et slaggebad, vil dette medføre, at strømledning ikke vil ske i form af lysbuer, men i kraft af den smeltede slagges modstand, således at den smeltede 25 slagges temperatur kan hæves til et ønsket niveau. Dette er ikke blot tilfældet ved dannelsen af smeltet slagge, men også ved smel-ningen af metalelektroder 18 og er fordelagtig ved at forøge metalelektroderne 18's smelteeffektivitet for den samme kraftkildeeffekt, navnlig når den genstand, der ønskes fremstillet, har et 30 stort tværsnit.

Skønt fremgangsmåden ifølge opfindelsen er blevet beskrevet og illustreret i forbindelse med et apparat, hvor en metalgenstand bliver dannet ved at smelte metalelektroder i en metalform med elektroslaggesmeltning,medens metalformen hæves, vil det forstås, 35 at fremgangsmåden på tilsvarende måde kan anvendes i forbindelse med et apparat af den type, hvori en metalform holdes stationær, og en metalgenstand dannes ved at trække et metal nedad fra den stationære metalform, efterhånden som metallet nedsmeltes· og størk-