PL98546B1 - Nadstawka wlewnicy do wytwarzania wlewkow metoda elektrozuzlowa - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest nadstawka wlewnicy do wytwarzania wlewków metoda elektrozuzlowa, wykonana z materialu ogniotrwalego, która moze byc stosowana przy produkcji wlewków otrzymywanych w calosci, lub w czesci, na drodze przetapiania elektrozuzlowego.Proces topienia elektrozuzlowego polega na topieniu metalowej elektrody, wykorzystujac cieplo wytwarzane w wyniku zjawiska Joule'a przez prad elektryczny przeplywajacy od elektrody topliwej do metalowej podstawy wlewnicy poprzez kapiel z przewodzacego prad elektryczny zuzla syntetycznego. « W szczególnych przypadkach wytwarzania bardzo duzych wlewków proponowano stosowanie metody laczonej, przy której znaczna czesc wlewnicy jest zalewana z kadzi odlewniczej w sposób normalny, a nastepnie koncowa faze zalewania stanowi topienie elektrozuzlowe, zastosowaniem topliwej elektrody metalowej o odpowiednim skladzie. Mozna przy tym stosowac dwie techniki odlewania, a mianowicie jedna, która polega na zalewaniu do wlewnicy przynajmniej czesciowo chlodzonej woda i nie majacej nadstawki, a druga na zalewaniu do wlewnicy z nadstawka wykonana z materialu ogniotrwalego. W obu przypadkach prad przeplywa badz od topliwej elektrody do podstawy wlewnicy, badz tez miedzy trzema elektrodami, jesli stosuje sie trójfazowe zródlo pradu.Istnieje wiele niedogodnosci zwiazanych ze stosowaniem tych sposobów odlewania. Po pierwsze, jesli stosuje sie wlewnice bez nadstawki i chlodzona woda w jej górnej czesci, to poziomy przekrój poprzeczny tej górnej czesci musi byc wystarczajaco duzy, aby uniemozliwic tworzenie sie mostków z zestalonego metalu, otaczajacych jeszcze ciekly, nie zakrzeply metal. To wymaganie zwieksza znacznie stopien przechwytywania wodoru z atmosfery, a ponadto trzeba stosowac wyzsze niz normalnie napiecia i natezenia pradu, aby wyrównac straty ciepla, powodowane przez chlodzenie woda górnej czesci wlewnicy. Po drugie, gdy prad przeplywa od topliwej elektrody do podstawy wlewnicy, to przeplywajac przez stopiona mase wytwarza sie pole magnetyczne, które powoduje z kolei wytwarzanie silnego przeplywu cieklego metalu w góre i w dól. W wyniku tego czastki zuzla i inne stale zanieczyszczenia sa wciagane wglab wlewka przez metal i tworza wzdluz jego osi wtracenia, warstwy porowate i inne wady. Po trzecie, jesli stosuje sie zasilanie trójfazowym pradem przemiennym, to trzy2 98 546 elektrody jakie sa potrzebne w takim przypadku wywoluja wirowy przeplyw w warstwie zuzla, któiy powoduje szybkie zuzycie ogniotrwalej wykladziny, zarówno nadstawki jak i górnej czesci wlewnicy. Ponadto poziomy przekrój poprzeczny nadstawki musi byc wystarczajaco duzy, dla pomieszczenia wszystkich trzech elektrod,powodujac tyrn samym zwiekszenie stopnia przechwytywania wodoru z otaczajacej atmosfery.Celem wynalazku jest takie opracowanie nadstawki wlewnicy, aby ograniczyc przeplyw pradu elektrycznego do ograniczonej przestrzeni w górnej czesci wlewka, zmniejszyc pole powierzchni poziomego przekroju poprzecznego ugory nadstawki, aby zredukowac do minimum przechwytywanie wodoru z atmosfery oraz doprowadzic ruchy pionowe cieklego metalu do umiarkowanego stanu przez ich zmniejszenie do poziomu wystarczajacego tylko do uzyskania jednorodnego wlewka i umozliwienia wyplyniecia do górnej warstwy zuzla wszelkich zanieczyszczen obecnych w cieklej masie.Nadstawka wlewnicy wykonana z materialu ogniotrwalego, przystosowana do wytwarzania wlewków przynajmniej czesciowo metoda topienia elektrozuzlowego wedlug wynalazku, charakteryzuje sie tym, ze ma na swej wewnetrznej powierzchni szereg oddzielnych stref przewodzacych prad elektryczny, przebiegajacych pionowo od górnej krawedzi nadstawki do co najmniej polowy jej cakowitej wysokosci. Korzystnie te strefy przewodzace prad elektryczny sa utworzone przez czesc zewnetrznych powierzchni — nietopliwych elektrod osadzonych w ogniotrwalej sciance nadstawki.Elektrody nietopliwe sa elektrodami grafitowymi.Korzystne jest stosowanie jako elektrod nietopliwych metalowych elektrod drazonych z chlodzeniem wodnym* - Korzystne jest, gdy calkowite pole odkrytej powierzchni nietopliwych elektrod stanowi od 5% do 50% calkowitej powierzchni wewnetrznej nadstawki wlewnicy.Stosowanie nadstawki wlewnicy wykonanej wedlug wynalazku w znacznym stopniu likwiduje przeplyw wirowy w cieklym metalu, przyczyniajac sie tym do powaznego zwiekszenia trwalosci wykladziny ogniotrwalej nadstawki, pozwala na uzyskanie lepszej struktury wlewka, po zestaleniu zmniejszajac jednoczesnie ilosc wtracen niemetalicznych oraz zmniejsza rektanacje i impedancje podobwodu elektrycznego utworzonego we wlewnicy.Przedmiot wynalazku jest zilustrowany w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia nadstawke wlewnicy w przekroju poziomym, a fig. 2 — ta sama nadstawke z górna czescia wlewnicy w przekroju pionowym II—II zaznaczonym na fig. 1. • - W materiale ogniotrwalym tworzacym sciane nadstawki 1 wlewnicy osadzone sa nietopliwe elektrody 2, umieszczone tak, ze czesc ich zewnetrznych powierzchni wystaje ponad wewnetrzna powierzchnie 3 nadstawki, lub pozostaje na jednym z nia poziomie. Elektrody pokazane na fig. 1 i 2 maja przekrój kolowy, ale mozna takze nadawac tym elektrodom jakikolwiek inny ksztalt przekroju poprzecznego, jaki uzna sie za wlasciwy, na przyklad trapezowy, kolowy itd. - Elektroda topliwa 4, która dostarcza cieklego metalu do juz znajdujacej sie we wlewnicy masy cieklego metalu jest umieszczona w srodku nadstawki. Nietopliwe elektrody 2, które w tym przypadku maja postac metalowych elektrod chlodzonych woda i wystaja ponad wewnetrzna powierzchnie nadstawki, sa ustawione równolegle do elektrody topliwej 4. To polozenie elektrod nietopliwych 2 wzgledem elektrody topliwej 4 jest pokazane wyraznie na fig. 2.-Wewnatrz nadstawki, patrz fig. 2, znajduje sie takze warstwa zuzla syntetycznego 5, potrzebnego do topienia metoda elektrozuzlowa oraz górna warstwa cieklej masy 9 metalu, która pokazano w poczatkowej fazie krzepniecia, zestalona juz w strefie 7, znajdujacej sie przy scianie wlewnicy 6. Koniec elektrody topliwej 4 jest zanurzony w warstwie zuzla do procesu elektrozuzlowego, podczas gdy elektrody nietopliwe stykaja sie zarówno z zuzlem 5 jak i masa stopionego metalu 9.Obwód elektryczny utworzony jest przez elektrode topliwa 4 i elektrody nietopliwe 2 i moze byc zasilany z pradnicy pradu stalego lub przemiennego.Wyzej opisane rozmieszczenie elektrod w nadstawce w znacznym stopniu likwiduje przeplyw wirowy w cieklym metalu, jak wskazuja na to strzalki ilustrujace kierunek przeplywu, co pozwala na uzyskanie lepszej struktury wlewka po zestaleniu, zmniejszajac jednoczesnie ilosc wtracen niemetalicznych oraz, jak juz wspomniano, zmniejsza reaktancje i impedancje podobwodu elektrycznego.Stosujac drazone elektrody metalowe chlodzone woda jako elektrody nietopliwe powoduje sie odbieranie pewnej ilosci ciepla z nadstawki w stopniu wystarczajacym dla powaznego zmniejszenia zuzycia wewnetrznej powierzchni nadstawki. Mimo tego dzialania chlodzacego nadstawka zachowuje wszelkie zalety zwyklych . nadstawek, wykonanych calkowicie z materialu ogniotrwalego, czyli nizsze zapotrzebowanie mocy. zmniejszone ryzyko tworzenia sie „pomostów" z zestalonego metalu w cieklej masie, mniejsza powierzchnie stykajaca sie z atmosfera itd., poniewaz calkowita powierzchnia styku elektrod nietopliwych z warstwa zuzla i/lub cieklej aiasy metalujest stosunkowo niewielka.98 546 3 PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Nadstawka wlewnicy przeznaczona do wytwarzania wlewków metoda elektrozuzlowa, wykonana z materialu ogniotrwalego, która moze byc stosowana przy produkcji wlewków otrzymywanych w calosci, lub w czesci, na drodze przetapiania elektrozuzlowego, znamienna tym, ze ma na swej powierzchni wewnetrznej (3) szereg oddzielnych stref przewodzacych prad elektryczny, przebiegajacych pionowo od górnej krawedzi nadstawki (1) do co najmniej polowy jej calkowitej wysokosci.
2. 2. Nadstawka wedlug zastrz,.1, znamienna tym, ze te strefy przewodzace prad elektryczny sa utworzone przez czesc zewnetrznych powierzchni elektrod nietopliwych (2), osadzonych w sciance nadstawki (1), wykonanej z materialu ogniotrwalego.
3. 3. Nadstawka wedlug zastrz.2, znamienna tym, ze elektrody nietopliwe (2) sa elektrodami grafitowymi. ¦
4. 4. Nadstawka wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze elektrody nietopliwe (2) sa drazonymi wewnatrz elektrodami, chlodzonymi woda.
5. 5. Nadstawka wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze calkowita odkryta powierzchnia nietopliwych elektrod (2) stanowi 5 do 50% calkowitego pola powierzchni wewnetrznej (3) nadstawki (1). Fig. 1 Fig. 2 PL