NO129096B - - Google Patents

Description

Lysbueovn med forbrukbare elektroder.

Denne oppfinnelse vedrører lysbue-

ovner, og særlig den type ovner hvor en forbrukbar elektrode nedsmeltes i en ned-

kjølt digel for å danne en barre.

Lysbueovner med forbrukbare elek-

troder brukes ofte til å nedsmelte høyt-

smeltende metaller som for eksempel ti-

tan, zirkonium, molybden og stållegerin-

ger. Rent generelt inneholder de en ned-

kjølt digel samt mekaniske organer for gradvis å senke elektroden etterhvert som nedsmeltingsvirkningen fra lysbuen over-

fører metallet til digelen for å danne en barre. De elektroder som brukes for å

fremstille store barrer er nødvendigvis lange og vanskelige å håndtere, og i de hittil kjente ovnskonstruksjoner har man hatt vanskeligheter med å oppnå den kor-

rekte innstilling og den jevne og effektive kontroll over nedsenkingen så at man kan få den riktige lysbuedannelse og de kor-

rekte nedsmeltingsforhold i ovnen.

En hovedhensikt med denne oppfin-

nelse er å fremskaffe en enkel og mere effektiv lysbuesmelteovn med forbrukbare elektroder eller smelteelektroder. En an-

nen hensikt med oppfinnelsen er å frem-

skaffe en slik ovn hvor man kan ha god kontroll over nedsenkingen av elektroden og oppnå nøyaktig innstilling av denne.

Det har tidligere vært foreslått elek-

triske smelteovner hvor en elektrodeholder føres i vertikalretningen ved at det i ov-

nen finnes to diametralt motsattliggende skruespindler som dreies synkront for å

føre en tverrplate som bærer denne elektrodeholder, oppad eller nedad. Det har imidlertid vist seg at denne utførelse ikke gir tilstrekkelig nøyaktig innstilling, og at

ytterligere foranstaltninger må til for å

oppnå dette. Oppfinnelsen vedrører således en smelteovn for smelting av en forbrukbar elektrode ned i en digel opptatt i et hus,

hvor et par diametralt motsattliggende skruespindler er vertikalt og roterbart opp-

lagret i elektrodehuset, og med sine gjen-

ger bærer en horisontal tverrplate som spenner over skruespindlene, mens en elektrodeholder er fastgjort til og løper ned fra den horisontale tverrplate, og videre hvor organer er innrettet til synkront å

dreie skruespindlene for derved å føre tverrplaten oppad og nedad i vertikalret-

ningen, og dermed elektrodeholderen som løper nedad fra denne, mens det dess-

uten forefinnes organer for fastgjøring av den forbrukbare elektrode, til et nedre parti av elektrodeholderen.

Et kjennetegnende trekk ved oppfin-

nelsen består i at det er anordnet organer som løper innad fra elektrodehuset og er innrettet til å stå i kontakt med elektrodeholderen og med elektroden som hol-

des av denne for derved å holde holderen og elektroden riktig innstillet og å over-

føre elektrisk strøm til elektroden.

Ytterligere hensikter og trekk ved opp-

finnelsen vil fremgå klarere av den etter-

følgende mere fullstendige beskrivelse som henviser til de medfølgende tegninger,

hvor:

Fig. 1 viser et generelt snitt gjennom en ovn som inneholder trekk ved oppfin-

nelsen.

Fig. 2 viser et annet snitt gjennom den ovn som er vist i fig. 1.

Fig. 3 viser i større målestokk et de-taljriss av den innvendige oppbygging av elektrodeholderen.

Fig. 4 viser et horisontalsnitt av elektrodeholderen i fig. 3, etter linjen 4—4. Fig. 5 viser et horisontalsnitt gjennom ovnen ifølge fig. 1 med snittet lagt etter linjen 5—5. Fig. 6 viser i større målestokk et de-talj riss som viser klarere festemåten for elektrodestumpen til elektrodeholderen. Fig. 7 viser et horisontalsnitt gjennom ovnen ifølge fig. 1 med snittet lagt etter linjen 7—7.

Idet det nå henvises spesielt til figurene 1 og 2 inneholder en ovn som innbefatter trekk ifølge oppfinnelsen et elek-trodehus som er antydet generelt ved 10 og som består av et øvre hus 12 og et mindre halsparti 14. Et digelhus antydet ved 16 er avtakbart festet til bunnen på halspartiet 14. Inne i det øvre hus 12 er det montert diametralt motsattliggende, drei-bare, vertikale skruespindler 18. De øvre ender av disse spindler 18 er utstyrt med ugjengete partier som løper opp gjennom en øvre plate 20 på det øvre hus 12. Pakninger 22 gjentetter gjennomføringen av de øvre partier på spindlene 18 gjennom platen 20, mens spindlene selv holdes på plass og i riktig stilling av lågere 24. De oppadløpende partier på hver av spindlene 18 er fast forbundet med horisontale kjeglehjul 26. På platen 20 og stort sett sentralt i forhold til spindlene 18 er det fastmontert en reduksjonsgearboks 28 hvorfra det løper ut horisontale drivaksler 30 hvortil det er festet kjegletannhjul 32 som står i inngrep med de horisontale kjegletannhjul 26. Drivkraft tilføres til gearboksen 28 fra overliggende elektrisk drivmotor 36 for derved å oppnå synkron rotasjon av skruespindlene 18.

Enden på det øvre hus 12 er avsluttet av en horisontal nedre plate 38 som sentralt er utstyrt med en åpning 40. De nedre ender på skruespindlene 18 er opptatt i og holdes på plass av fotlagere 42 som på passende måte er festet på platen 38.

Over de vertikale skruespindler 18 spenner det en horisontal tverrplate 44 som er utstyrt med innvendig gjengete mutterstykker 46 som står i inngrep med gjengene på skruespindlene 18. Diametralt motsatt hverandre og 90° forskjøvet i forhold til skruespindlene 18 er det anordnet vertikale føringsstenger 48 som, slik det klarere fremgår av fig. 2, er fastgjort til den øvre plate 20 og den nedre plate 38. Disse stenger løper gjennom passende åpninger 50 i platen 44 som vist i fig. 7, og gripes av passende føringselementer som for eksempel ruller 52 som er dreibart montert på oversiden av platen 44, for eksempel ved å være opptatt i lagerbeholdere 54. En elektrodeholder 56 er fastgjort til og løper ned fra undersiden av tverrplaten 44. Denne holder kan med fordel være rørfor-met og er utstyrt med flate anlegg- og kontaktplater 58 med 90° avstand rundt dens omkrets og fastgjort for eksempel ved festeskruer 59. Som vist klarere i figurene 3 og 6, blir en elektrode 60 som skal nedsmeltes, avtakbart festet til elektrodeholderen 56 ved først å feste den for eksempel med sveisesøm 62 til en permanent stumpmontasje 64. Den permanente stumpmontasje er utstyrt med et innsnevret parti nær dets toppende som vist ved 66, i hvis nærhet det er en rekke skruehull 68. Den nedre ende av elektrodeholderen 56 er utstyrt med en ring 70 hvorigjennom det forløper gjengete bolter 72 hvis innerender griper godt fast i skruehullene 68 og derved holder elektrodestumpen 64 og dens tilhø-rende elektrode i fast og ubevegelig mid-lertidig forbindelse med bunnen på elektrodeholderen 56. Stumpen 64 er dessuten utstyrt med et oppadløpende midtre frem-spring 74. Sideplater 58, som er fastgjort til utsiden av elektrodeholderen 56, er innrettet til å kobles elektrisk til midtfremspringet 74 på stumpen 64 ved at det forefinnes strømskinner 76 som er fastgjort med klemmer 77 til en innadløpende for-lengelse 78 på platen 58. Strømskinnene 76 er ved deres nedre ender festet ved klemmer 79 til kontaktplater 80 som er opplagret like ved fremspringet 74 ved at det forefinnes holderarmer 82 som er led-det til innerveggen på elektrodeholderen 56 ved 84, som vist i fig. 4. Regulerings-bolter 86 løper gjennom veggen i elektrodeholderen 56 og ligger an mot faste muttere 87, og deres innerender er utstyrt med et utvidet parti som vist ved 88, som ligger an mot et hulrom 90 i enden på ar-men 82. Boltene 86 kan reguleres for derved å gi tett kontakt mellom sideplatene på fremspringet 74 og kontaktplatene 80 ved hjelp av det anleggstrykk som utøves mot endene på armene 82.

I det sentrale halsparti 14 i ovnen 10 er det anordnet diametralt motsatte kontaktsko 92. I den illustrerte utførelse forefinnes det to par sko 92 som er plasert under 90° vinkel til hverandre rundt elektroden og elektrodeholderen. Den ene av et motstående par sko er regulerbar men kan fastgjøres etter innregulering, mens den annen sko i paret er regulerbar og dessuten fjærpåvirket. Dette er oppnådd som vist i fig. 5 ved å opplagre de regu-lerbare sko på armer 94 som løper innad og som passerer gjennom pakninger 95 i veggen i halspartiet 14, idet disse armer dessuten har et gjenget parti som løper gjennom faste muttere 96. En passende og ønsket innregulering av de tilsvarende sko 92 kan oppnåes ved å dreie utvendige håndratt 97. Når det gjelder de reguler-bare og fjærpåvirkete sko, så er disse montert på innadløpende rørarmer 98 som presses innad av fjærer 100 som omgir aksler 102 hvis frie innerender er tele-skopisk opptatt i de frie ytterender på armene 98. Akslene 102 løper med et gjenget parti gjennom faste muttere 103 som er fastgjort til veggen i halspartiet 14, og det forefinnes pakninger 104 for å avtette deres passasje gjennom veggen. Utvendig håndratt 105 er anordnet for regulering av akslene 102 for å gi tilsvarende innregulering av de fjærpåvirkete sko 92. En av skoene 92, og fortrinsvis slik som vist, et motsatt par, er dessuten brukt til å over-

føre elektrisk strøm til elektroden 60 eller dens holder over kontaktplater 58. Dette er oppnådd ved å anordne bøyelige strøm-kabler 106 som står i elektrisk forbindelse med skoene 92 og med polstykkebøssinger 108 i veggen i halspartiet 14, som igjen er koblet til en utvendig ledning 110.

Digelhuset 16 er utstyrt med en utadrettet toppflens 112. Digelhuset 16 inneholder en digel 114 som likeledes er utstyrt med en utadrettet toppflens 116 som

er innrettet til å ligge over flensen 112. Mellom flensen 112 og en nedre utadrettet flens 118 ved bunnen av sideveggen på halsseksjonen 14 er det plasert en isoler-ende pakning 120. De fluktende flenser og den mellomliggende pakning holdes tett skrudd sammen demontert ved hjelp av isolerte bolter 122.

Elektrisk kontakt med bunnen av digelen 114 oppnåes ved hjelp av en fjærpåvirket kontaktplate 124. Denne plate 124 presses oppad av fjærer 126 som fastholdes av hylsestykker 128 som er fastgjort på innerflaten på bunnen 130 i digelhuset 16.

En egnet bøyelig kabel 132 er fastgjort i

god elektrisk kontakt med platen 124 som vist ved 134, og er likeledes koblet til en lederbøssing 136 som igjen er forbundet med en utvendig tilførselsledning 138 som er koblet til en kraftkilde som ikke er vist.

Det er anordnet kjøleorganer som sør-

ger for å holde digelen 114 ved den ønskede temperatur. Disse innbefatter i den opp-

tegnete utførelse et nedre inntaksrør 140 og et øvre uttaksrør 142 som kan sørge for en sirkulasjon av kjølevæske, for eksempel vann, i den kappe 144 som dannes mellom sideveggene 145 og bunnen 130 i digelhuset, og ytterflaten på digelen 114.

En rørforbindelse 146 iøper gjennom sideveggen i halsseksjonen 14 for å gjøre det mulig å evakuere ovnens indre og å erstatte luften i denne med inert gass, hvis dette ønskes.

Drivmotoren 36 styres fortrinsvis av en elektrisk krets som reagerer overfor endringer i lysbuens strømstyrke eller spenning, så at en passende bevegelse for elektrodeholderen 56 vil resultere i stort sett jevn nedsmelting av elektroden 60. Slike elektriske kretser og tilknyttete kon-troller er velkjent i elektroteknikken, og kan fåes i handelen, og danner i og for seg ingen del av denne oppfinnelse.

Under driften av ovnen blir elektroden 60, som kan være fremstillet på forhånd ved komprimering av rått pulverformet metall eller en blanding av metall og lege-ringselementer eller kan være en forhånds-utstøpt barre som skal smeltes oppigjen for å oppnå bedret homogenitet, festes for eksempel med sveisesøm 62 til den permanente stumpmontasje 64. Stumpmonta-sjen 64 med påfestet elektrode blir deretter temporært fast forbundet med bunnen av elektrodeholderen 56 ved å innsette innerendene på boltene 72 i de tilhørende huller 68 i den permanente stump 64 og

å skru boltene 72 tett til. Bolter 86 blir deretter innskrudd for å sørge for god elektrisk forbindelse mellom sideplatene 58

og elektrodeholderen over strømskinnene 76 og kontaktplatene 80, som vil holdes i

tett kontaktanlegg mot midtfremspringet

74 på den permanente stump 64. Digelen

114 settes på plass i digelhuset 16, og isola-sjonspakningen for digelhuset og den nedre flens 118 på halsseksjonen i elektrodehuset settes sammen og holdes temporært

i riktig stilling ved hjelp av fast tilskrudde

bolter 122. Når ovnen er sammenmontert

og elektroden som skal nedsmeltes og digelen er på plass, blir luften inne i ovnen avsuget gjennom rørforbindelsen 146 ved å koble denne til en passende pumpe og derved sørge for at man får det ønskete trykk og den ønskete atmosfære inne i ovnen. Kjølevann sirkuleres gjennom di-gelhuskappen 144. En egnet elektrisk kraftkilde som skal brukes for buesmelting

blir koblet med en pol til ledningen 138 som gir forbindelse over til platen 124 i

kontakt med bunnen av digelen 114, mens den annen pol til ledningen 110 som sørger for kontakt med elektrodeholderen 56 og elektroden 60 over kontaktskoene 92. For-

trinsvis blir digelpolklemmen koblet til den positive pol i likestrømskilden, mens elek-trodepolklemmene blir koblet til den nega-

tive pol for derved å starte opp og opp-

rettholde lysbuen. Kontrollkretsen for drivmotoren kan reguleres slik at en kon-

stant lysbuespenning opprettholdes, og elektrodeholderen vil føres vertikalt opp eller ned i samsvar med endringer i denne størrelse.

Under disse forhold vil det, fordi leng-

den av lysbuen forholder seg til spennin-

gen på en bestemt måte, opprettholdes en mere eller mindre konstant avstand mel-

lom bunnen av elektroden og badet av smeltet metall i digelen, og etterhvert som elektroden gradvis forbrukes og overføres til digelen, vil elektroden vandre automat-

isk for å opprettholde de ønskete nedsmeltingsforhold. Når elektroden er blitt forbrukt ned til det punkt hvor buen nær-

mer seg den permanente stump, og dens naboskap med elektrodeholderen og det tilknyttete apparatur gjør det uønsket med ytterligere nedsmelting, kobles strømmen ut og barren holdes fortrinsvis i ovnen i en atmosfære som ikke virker uheldig inn på

den, inntil den er tilstrekkelig nedkjølet.

Digelhuset kobles løs fra elektodehuset, og

digelen med den deri opptatte barre skil-

les fra dette, og barren blir tatt på pas-

sende måte. Den ikke nedsmeltete ende på

elektroden som fremdeles holdes festet til den permanente stump, kan løsnes og skil-

les fra stumpen ved å bryte istykker sveise-

sømmen. En ny elektrode kan festes og tilkobles som tidligere forklart. Etterat den forutgående nedsmeltete barre er blitt tatt ut av digelen, kan denne deretter settes inn i gjen i digelhuset og ovnen atter set-

tes sammen og gjøres ferdig for en annen nedsmeltningssyklus.

Ovnen ifølge denne oppfinnelse er en-

kel, kompakt og effektiv. Anordningen av et par skruespindelaksler sørger for av-

balansert opplagring og jevn kontrollbeve-

gelse for elektrodeholderen. Oppbyggingen er kompakt og effektiv. Det oppnåes ut-

merket innstilling og elektrisk kontakt med elektroden og elektrodeholderen ved det spesielle arrangement med innstilling og kontaktsko. Når elektrodeholderen er på plass ved begynnelsen av nedsmeltings-operasjonen, vil kontaktskoene generelt ligge direkte an mot elektroden og gi ut-

merket kontakt med denne. Under de

etterfølgende trin av nedsmeltingsopera-

sjonen vil kontaktskoene ligge an mot sideplatene 58 i elektrodeholderen, noe som likeledes slik det er beskrevet og vist vil gi elektrisk kontakt med elektroden 60.

Følgelig har ovnen den fordel å være kom-

pakt og effektiv, samtidig som man får en ønskelig elektrisk kontakt over hele det vertikale bevegelsesområde for elektrodeholderen og den deri opphengte elek-

trode.

Claims (4)

1. Smelteovn for smelting av en for-

brukbar elektrode ned i en digel (114) opptatt i et hus (10—16), hvor et par diametralt motsattliggende skruespindler (18) er vertikalt og roterbart opplagret i elektrodehuset, og med sine gjenger bærer en horisontal tverrplate (44) som spenner over skruespindlene, mens en elektrodeholder (56) er fastgjort til og løper ned fra den horisontale tverrplate, og videre hvor organer (36—32—26) er innrettet til synkront å dreie skruespindlene for derved å føre tverrplaten oppad og nedad i vertikalretningen, og dermed elektrodeholderen som løper nedad fra denne, mens det dessuten forefinnes organer (64—72) for fast-gjøring av den forbrukbare elektrode, til et nedre parti av elektrodeholderen, karakterisert ved organer (92) som løper innad fra elektrodehuset (14) og er innrettet til å stå i kontakt med elektrodeholderen (56) og med elektroden (60) som holdes av denne for derved å holde holderen og elektroden riktig innstillet og å overføre elektrisk strøm til elektroden.

2. Ovn i samsvar med påstand 1, karakterisert ved at kontaktorganene dannes av kontaktsko (92) som er montert på armer (94, 98) som løper regulerbart innad fra den nedre del av elektrodehuset.

3. Ovn i samsvar med påstand 1, karakterisert ved at kontaktorganene innbefatter en første kontaktsko (92) som er montert på en arm (94) som løper regulerbart innad fra den nedre del av elektrodehuset, samt en motsattliggende kontaktsko (92) som står under fjærpåvirkning og er montert på en arm (98) som løper regulerbart innad fra den nedre del av elektrodehuset.

4. Ovn i samsvar med en av påstan-dene 1 til 3, karakterisert ved et par faste vertikalt monterte føringsstenger (48) som er anordnet 90° forskjøvet i forhold til skruespindelen og løper gjennom åpninger i tverrplaten, og at føringselementer (52) er dreibart montert på tverrplaten og i <1 >inngrep med føringsstengene..