Uprawniony z patentu: Institut Elektrozwarluwanla lmieni E. O. Patona, Kijów (Zwiazek Socjalistycznych Republik Radzieckich); Wsiesojuznyj Nauczno-Issledo- watelsky Institut Elektrotermiczeskogo oborudowania, Moskwa (Zwiazek Socjalistycznych Republik Radzieckich) Urzadzenie do elektrozuzlowego wytapiania metali i stopów Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do elek¬ trozuzlowego wytapiania w chlodzonej wlewnicy metali i stopów z dwóch lub dwóch grup elektrod.Znane jest, w szczególnosci, z opisu patentowego belgijskiego Nr 670299 urzadzenie przeznaczone do tego samego celu, które umozliwia otrzymywanie .wlewników stosunkowo wysokiej jakosci.Urzadzenie to ma ustawiona na plycie wlewni- cowej wlewnice, w której jednym ze znanych sposobów wytwarzana jest kapiel zuzlowa. W ka¬ pieli tej zanurzane sa dwie lub dwie grupy elek¬ trod, wlaczonych szeregowo z wtórnym uzwoje¬ niem jednofazowego transformatora mocy bedace¬ go zródlem zasilania urzadzenia. Elektrody w cza¬ sie pracy urzadzenia w miare ich wytapiania w kapieli zuzlowej sa jednoczesnie przesuwane z po¬ moca mechanizmu posuwu.Wymagane warunki wytopu sa otrzymywane przez regulacje natezenia i napiecia pradu, droga zmiany odleglosci pomiedzy elektrodami i droga Wlaczenia wlasciwego stopnia transformatora.Jednak w procesie elektrozuzlowego wytapiania w znanych urzadzeniach mozliwe sa zaklócenia równowagi liniowych predkosci wytapiania elek¬ trod lub elektrod jednej z dwu grup. Zaklócenia te moga miec swe zródlo, na przyklad w istnieniu lokalnych róznic w powierzchniach poprzecznych przekrojów poszczególnych elektrod, spowodowa¬ nych wystepowaniem w nich rzadzizn, lub tez 10 15 20 25 30 w naruszeniu wspólosiowosci elektrod wzgledem wlewnicy.Przy dlugotrwalym utrzymywaniu sie róznicy w liniowych predkosciach wytapiania elektrod da¬ je sie zauwazyc dalsze powiekszenie róznicy w ich dlugosci, az do zanurzenia sie jednej z elektrod w roztopionym metalu wlacznie. Oznacza to, ze w przypadku tego rodzaju znanych urzadzen moz¬ liwe sa awaryjne warunki pracy.Celem niniejszego wynalazku jest wyeliminowa¬ nie tych wad przez zaprojektowanie urzadzenia do elektrozuzlowego wytapiania elektrod, w którym bylyby one wlaczone w obwód transformatora mo¬ cy w taki sposób, aby ich wytapianie podczas pra¬ cy bylo równomierne.Cel ten osiagnieto przez skonstruowanie urza¬ dzenia do elektrozuzlowego wytapiania dwóch lub dwóch grup elektrod, które sa szeregowo wlaczo¬ ne do obwodu zródla zasilania i pograzone w kapieli zuzlowej, wytworzonej w wlewnicy umiesz¬ czonej na chlodzonej plycie wlewnicowej. Wymie¬ nione elektrody w miare wytapiania w kapieli zuz¬ lowej sa jednoczesnie przesuwane z pomoca wspól¬ nego mechanizmu posuwu. W urzadzeniu wedlug wynalazku zródlo zasilania jest polaczone z ka¬ piela zuzlowa wytworzona w wlewnicy przewodem pradu wyrównawczego. Zalecane jest, aby jeden z konców tego przewodu byl polaczony z plyta wlewnicza lub wlewnica, drugi zas — z odczepem 79 28579 285 3 A od srodokowego zwoju wtórnego uzwojenia tran¬ sformatora zródla zasilania.Jezeli z jakichkolwiek powodów nie mozna wy¬ konac tego odczepu, to odpowiedni koniec prze¬ wodu pradu wyrównawczego moze byc polaczony z takim samym odczepem uzwojenia dlawika, któ¬ ry nalezy wlaczyc równolegle do wtórnego uzwo- ~ jenia transformatora. Równiez i w tym przypadku drugi koniec tego przewodu dolacza sie do plyty wlewnicowej lub do wlewnicy.Podczas wytapiania w urzadzeniu wedlug wyna¬ lazku identycznych elektrod bezwzglednie syme¬ trycznie usytuowanych wzgledem wlewnicy, przez kazda z elektrod plynie jednakowy prad wzgle¬ dem wartosci pradu, dlatego w zuzlu przy kaz¬ dej elektrodzie rozpraszana jest jednakowa moc i zanurzenie sie elektrod w kapieli tez jest jed¬ nakowe. W tym przypadku prad wyrównawczy jest równy zeru.Natomiast w przypadku nierównomiernego wy¬ tapiania elektrod na skutek krótkotrwalego wy¬ stapienia jednej z wymienionych przyczyn, war* tosc pradu w elektrodzie glebiej zanurzonej w ka¬ pieli, w stosunku do elektrody mniej zanurzonej jest wieksza o wartosci pradu wyrównawczego, który w tym przypadku bedzie plynal w przewo¬ dzie pradu wyrównawczego. Na skutek'- < takiej zmiany w rozplywie pradu w kapieli, w, strefie elektrody zanurzonej glebiej, bedzie rozpraszana wieksza moc niz w strefie mniej zanurzonej elek¬ trody. Doprowadzi to do likwidacji róznicy w glebokosci zanurzenia elektrod i do spadku do zera pradu wyrównawczego.W przypadku stalego wystepowania przyczyn powodujacych nierównomierne wytapianie elek¬ trod, w elektrodach ustalaja sie prady takich war¬ tosci, przy których elektrody wytapiaja sie z jed¬ nakowymi lub zblizonymi liniowymi predkoscia¬ mi i z jednakowymi lub zblizonymi glebokoscia¬ mi ich zanurzenia w kapieli.Urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia reali¬ zacje elektrozuzlowego wytapiania dwóch lub dwóch grup elektrod zanurzonych do jednej wlew¬ nicy, przy równomiernym wytapianiu elektrod, po¬ mimo wystepowania dowolnej z wymienionych przyczyn wywolujacych nierównomierne predkos¬ ci liniowe wytapiania elektrod. Urzadzenie wed¬ lug wynalazku eliminuje mozliwosc powstania awaryjnych warunków pracy.Wynalazek jest przykladowo wyjasniony na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie wedlug wynalazku do elektrozuzlowego wytapia¬ nia, w którym plyta wlewnicowa jest polaczona przewodem pradu wyrównawczego z odczepem od srodkowego zwoju wtórnego uzwojenia jednofa¬ zowego transformatora mocy, fig. 2 — urzadze¬ nie wedlug wynalazku, w którym plyta wlewni¬ cowa jest polaczona przewodem pradu wyrów¬ nawczego z odczepem od srodkowego zwoju uzwo¬ jenia dlawika wyrównawczego, dolaczonego rów¬ nolegle do wtórnego uzwojenia jednofazowego transformatora mocy, a fig. 3 — schemat zaste¬ pujacy urzadzenia wedlug wynalazku, przedsta¬ wionego na fig. 1 rysunku.W przykladach wykonania urzadzenia wedlug wynalazku, przedstawionych na fig. 1 i 2 rysun¬ ku, urzadzenie to ma kolumne 1, na której jest zamontowany mechanizm 2 posuwu elektrod 3 i 4, zaglebianych równoczesnie do kapieli zuzlowej 5, 5 wytwarzanej w wlewnicy 6 sluzacej do formo¬ wania wlewka 7, wytapianego z elektrod 3 i 4."Wlewnica 6 jest ustawiona na plycie wlewnico¬ wej 8 i jest polaczona z mechanizmem podnos¬ nikowym 9, zmontowanym na kolumnie 1.Elektrody 3 i 4 sa szeregowo podlaczone do jednofazowego transformatora mocy 10, bedacego zródlem zasilania urzadzenia i w miare ich wy¬ tapiania w kapieli zuzlowej 5, sa jednoczesnie przesuwane mechanizmem posuwu 2. Przewód 11 pradu wyrównawczego jednym koncem jest do¬ laczony do plyty wlewnicowej 8, a drugim kon¬ cem — do punktu „O", bedacego odczepem od srodkowego zwoj.u wtórnego uzwojenia 12 jedno¬ fazowego transformatora mocy 10, jak to jest pokazane na fig.1. - - W tym przypadku, kiedy przewód 11 pradu wy¬ równawczego z jakichkolwiek przyczyn nie moze byc podlaczony do punktu O wtórnego uzwojenia transformatora mocy 10, moze byc zastosowany dlawik . wyrównawczy 13, podlaczony równolegle do wtórnego uzwojenia 12 transformatora 10.¦ Przewód 11 pradu wyrównawczego: w tym przy¬ padku nalezy podlaczyc do punktu O', bedacego odczepem od srodkowego zwoju uzwojenia _14, dlawika wyrównawczego 13, jak to jest przed¬ stawione na fig. 2 oraz do plyty wlewnicowej 8.Dlawik wyrównawczy pracuje jako autotrans¬ formator o wspólczynniku transformacji równym dwu.; Zasada dzialania urzadzenia wedlug wynalazku jest opisana w odniesieniu do wartosci urzadze¬ nia, przedstawionego na fig. 1, którego schemat zastepczy jest pokazany na fig. 3.Na schemacie (fig. 3) cyfry 15 i 16 oznaczaja odpowiednio rezystancje zuzla w obwodzie: elek¬ troda 3 — zuzel — roztopiony metal i wlewnica — zuzel — elektroda 4. Rezystancja zuzlu w prze¬ strzeni pomiedzy elektrodami jest oznaczona cyf¬ ra 17.Ze schematu wynika, ze prad w kapieli zuzlo¬ wej 5 plynie dwoma drogami — przez rezystan¬ cje 17 i rezystancje 15 i 16.Przy jednakowej glebokosci zanurzenia elek¬ trod w kapieli zuzlowej, rezystancje 15 i 16 maja jednakowe wartosci, zas prad wyrównawczy w przewodzie 11 jest równy zeru, poniewaz spadki napiec w rezystancjach 15 i 16 (na schemacie za¬ stepczym nie ukazano rezystancji krótkiego od¬ cinka obwodu do kazdej z elektrod i rezystancji samych elektrod) sa jednakowe i równe polowie napiecia wtórnego uzwojenia 12 transformatora.Oznacza to, ze punkty A i O maja jednakowe po¬ tencjaly.W takim przypadku urzadzenie pracuje jako uklad czysto bifalarny; w kazdej elektrodzie prad plynie identycznej wartosci.Przy krótkotrwalym pojawieniu sie jednej z przyczyn wywolujacych nierównosc liniowych predkosci wytapiania elektrod, jedna z nich po¬ graza sie w zuzel glebiej od drugiej. Jezeli, np. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6070285 glebiej zanurzy sie elektroda 4, to rezystancja 16 w porównaniu z rezystancja 15 zmniejszy sie, gdyz odstep li pomiedzy koncem elektrody 4 i plynnym metalem 18 jest mniejszy od odstepu h pomiedzy tym metalem a koncem elektrody 3. 5 Wskutek tego, ze rezystancja 16 jest mniejsza od rezystancji 15, czesc pradu elektrody 4, mijajac elektrode 3, poplynie przewodem 11 do sredniego odczepu wtórnego uzwojenia, 12 transformatora 10.W ten sposób w zuzlu, w sasiedztwie elektrody 4 10 bedzie rozproszona moc wieksza niz przy elek¬ trodzie 3. Spowoduje to zwiekszenie predkosci wytapiania elektrody 4 i zmniejszenie predkosci wytapiania elektrody 3, co w ostatecznosci dopro¬ wadzi do wyrównania glebokosci zanurzenia elek- 15 trod w kapieli, czyli do stanu równowagi.W przypadku dzialania przyczyn o charakterze stalym, zaklócajacych stan równowagi; w prze¬ wodzie pradu wyrównawczego stale bedzie plynac prad wyrównawczy o wartosci wystarczajacej do 20 wyrównywania liniowych predkosci wytapiania elektrod, przy czym glebokosci zanurzenia elektrod beda do siebie zblizone.Urzadzenie wedlug wynalazku do elektrozuzlo- wego wytapiania umozliwia podtrzymanie stanu 25 równowagi w predkosci wytapiania elektrod, nie¬ zaleznie od tego jakimi przyczynami ten stan równowagi bylby naruszany, umozliwia wytapia¬ nie elektrod wykonanych z metali o róznych tem¬ peraturach topnienia i calkowicie wyklucza mo- 30 zliwosci powstania awaryjnych warunków pracy.W urzadzeniu wedlug wynalazku mozliwa jest praca bez zaklócen z równymi liniowymi pred¬ kosciami wytapiania elektrod z niewielkim tylko naruszeniem stanu równowagi, przy róznicy pól 35 poprzecznych przekrojów elektrod równym 20%.Wartosc pradu wyrównawczego przy tym wynosi 18tyo od wartosci pradu w elektrodzie o mniejszej powierzchni przekroju poprzecznego.Wytapianie elektrod o takiej róznicy w powierz¬ chniach poprzecznych przekrojów w znanym urza¬ dzeniu jest niemozliwe, gdyz w procesie wytapia¬ nia pograzenie w zuzel elektrody o wiekszej po¬ wierzchni przekroju jest coraz wieksze i koniec elektrody zanurza sie w roztopiony metal. PL PL