SU1263716A1

SU1263716A1 - Device for heating articles in electrolyte

Info

Publication number: SU1263716A1
Application number: SU833676703A
Authority: SU
Inventors: Виктор Михайлович Троицкий; Иван Иванович Гуринчук; Владимир Ильич Брискман; Лаура Львовна Котляр
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4967
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1983-12-23
Publication date: 1986-10-15

Abstract

1. УСТАНОВКА ДЛЯ НАГРЕВА ИЗДЕЛИЙ В ЭЛЕКТРОЛИТЕ, содержаща установленный на валу барабан-анод, держатели изделий и коллектор электропитани , отличающа с тем, что, с целью расширени технологических возможностей, она снабжена установленной под барабаноманодом ванной, боковые стенки которой сопр жены с торцовыми стенками барабана-анода, а последний выполнен в виде катушки с обечайкой, расположенной между ее торцовыми стенками. 2.Установка поп.1,отличг:ю щ а тем, что кллектор электропитани размещен на валу барабана-анода . 3.Установка по п.1, о т л и ч аю щ а с тем, что она снабжена охвап ающими обечайку пластинами. с 1. INSTALLATION FOR HEATING PRODUCTS IN ELECTROLYT containing a drum-anode mounted on a shaft, product holders and a power supply collector, characterized in that, in order to expand technological capabilities, it is equipped with a bathtub installed under the drum-manhode, the side walls of which are coupled with the end walls drum-anode, and the latter is made in the form of a coil with a shell located between its end walls. 2. Installation pop.1, difference: yu and the fact that the power supply collector is placed on the shaft of the drum-anode. 3. The installation according to claim 1, in which it is provided with the plates enclosing the shell. with

Description

1one

1263712637

Изобретение относитс к металлургии , а именно к установкам непрерывного действи дл нагрева заготовок под слоем электролита при обработке металла давлением и при термической обработке.The invention relates to metallurgy, namely, to continuous installations for heating billets under an electrolyte layer during metal forming and heat treatment.

Цель изобретени - расширение технологических возможностей, упрощение конструкции установки и повышение надежности работы.The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities, simplifying the design of the installation and improving reliability.

На фиг. 1 изображена предлагаема установка,(разрез А-А на фиг. на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. I коллекторное устройство электропитани FIG. Figure 1 shows the proposed installation, (section A-A in Fig. 2, section B-B in Fig. 1; Figure 3 shows section B-B in Fig. I: a collector power supply unit

Установка содержит шестипозиционный поворотный барабан-анод 1 в виде катушки, кажда позици которой оснащена двум держател ми 2 издели , размещенными соосно с наружной стороны от ее обечайки 3 на торцовых стенках. Каждый держатель имеет опорньй экран 4 с металлической вставкой 5, подключенной электрокабелем 6 через коллекторное устройство 7 электропитани к источнику посто нного тока катод 4 Электроизол ционна втулка опорного экрана 4 поджата к нагреваемой заготовке 8 пружиной 9. Одна из каждой пары соосно установленных держателей 2 имеет привод перемещени опорного экрана 4, вьшолненный в виде пневмоцилиндра 10. Барабан-анод 1 закреплен на валу 11, установленном горизонтально в двух подшипниках 12. На одном из концов вала 11 закреплена вэздухоподвод ща муфта 13, полость которой соединена с каналом, вьтолненным в валу 11. На другом конце вала 11 барабана-анода 1 закреплено зубчатое колесо 14 привода поворота (не показан ) . 1The installation contains a six-position rotary drum-anode 1 in the form of a coil, each position of which is equipped with two holders 2 products placed coaxially on the outer side of its shell 3 on the end walls. Each holder has a support screen 4 with a metal insert 5 connected by an electric cable 6 through a collector power supply 7 to a constant current source cathode 4 The electrical insulating sleeve of the support screen 4 is pressed to the heated workpiece 8 by a spring 9. One of each pair of coaxially mounted holders 2 has a drive displacement of the support screen 4, made in the form of a pneumatic cylinder 10. The drum-anode 1 is fixed on a shaft 11 mounted horizontally in two bearings 12. On one of the ends of the shaft 11 is fixed air suspension The coupling 13, the cavity of which is connected to the channel, filled in the shaft 11. At the other end of the shaft 11 of the drum-anode 1, a gear wheel 14 is fixed (not shown). one

На торцовой стенке поворотного барабана-анода 1 с наружной стороны установлены путевые пневмораспредедители 15, соединенные трубопроводом 17 через канал в вале 11 и воздух оподвод щую муфту 13 с системой сжатого воздуха (ке показана). Устройство содержит также трубопроводы 16 и 17. Каждый пневмораспределитель 5 соединен трубопроводом 17 с соответствующим пневмоцилиндром 10 приво да перемещени опорного экрана 4. С боковой стороны от поворотного барабана-анода 1 стационарно установлен механизм 18 переключени , предста 162On the end wall of the rotary drum-anode 1, external pneumatic distributors 15 are installed on the outer side, connected by pipeline 17 through a channel in shaft 11 and air under the clutch 13 with a compressed air system (shown). The device also contains pipelines 16 and 17. Each pneumatic distributor 5 is connected by pipe 17 to a corresponding pneumatic cylinder 10 to move the support screen 4. On the side of the rotary drum-anode 1, a switching mechanism 18 is permanently mounted, shown 162

л ющий собой пневмоцилиндр с нажимным органом.pneumatic cylinder with a pressure member.

На вале 11 барабана-анода смонтировано коллекторное устройство 7 электропитани , имеющее неподвижное контактное кольцо 19 и блок вращающихс вместе с валом 11 и барабаноманодом 1 щеточных токосъемников 20. Контактное кольцо 19 выполнено составным и включает токоподвод щий сектор 21, вмонтированный в кольцо из электроизолиционного материала. Токоподвод щий сектор 21 расположен так, что напр жение к заготовке 8 подаетс только перед погружением ее в электролит, а отключение напр жени - только после вывода заготовки 8 из электролита. Кажда пара соосно установленных держателей 2 соединена с соответствующим токосъемником 20. Количество щеточных токосъемников 20 а также путевых пневмораспределителей 15 соответствует числу позиций поворотного барабана-анода 1.A collector power supply device 7 is mounted on the drum-anode shaft 11, having a fixed contact ring 19 and a unit rotating together with the shaft 11 and the drum mechano 1 of brush current collectors 20. The contact ring 19 is made integral and includes a current-carrying sector 21 embedded in a ring of electrically insulating material. The lead-through sector 21 is located so that the voltage to the workpiece 8 is supplied only before it is immersed in the electrolyte, and the voltage is switched off only after the workpiece 8 is removed from the electrolyte. Each pair of coaxially mounted holders 2 is connected to a corresponding current collector 20. The number of brush current collectors 20 and the directional pneumatic distributors 15 correspond to the number of positions of the rotary drum-anode 1.

Снизу относительно барабана-анода 1 установлена стационарна ванна 22. -Кромки стенок ванны 22 выполнеН1з1 концентрично кромкам торцовых стенок барабана 1 и между ними предусмотрены уплотнительные устройства 23. Таким образом, ванна 22 и барабан-анод 1 образуют единую емкость - электролитическую ванну.A stationary bath 22 is installed relative to the drum-anode 1 below. The edges of the bath 22 walls are concentric with the edges of the end walls of the drum 1 and sealing devices 23 are provided between them. Thus, the bath 22 and the anode drum 1 form a single capacity - electrolytic bath.

К наружной поверхности обечайки барабара-анода 1 прикреплены сменные анодные пластины 24, образующие вокруг обечайки 3 замкнутое кольцо.Replaceable anode plates 24 are attached to the outer surface of the shell of the drum-anode 1, which form a closed ring around the shell 3.

Поворотный барабан-анод 1 и ванна 22 подсоединены к источнику посто нного тока.The rotary drum-anode 1 and bath 22 are connected to a direct current source.

Ванна имеет патрубки подачи 25 и, слива 26 электролита, соединенные со сборной емкостью 27. Последн еснащена насосной установкой 28 и служит опорной частью всей установки. Воз можно размещение сборной емкости 27 отдельно от установки.The bath has supply pipes 25 and electrolyte drain 26 connected to a collection tank 27. The latter is equipped with a pump installation 28 and serves as a support part for the entire installation. It is possible to place the collection tank 27 separately from the installation.

Установка работает следующим образом .The installation works as follows.

В исходном положении установка подключена к сети сжатого воздуха, а насосна установка 28 обеспечивает .сменность электролита в ванне, который поступает в нее по патрубку 25 подачи и сливаетс в сборную емкость 27 самотеком по патрубку 26 слива.In the initial position, the installation is connected to the compressed air network, and the installation 28 provides the electrolyte in the bath, which enters it through the supply nozzle 25 and is discharged into the collection tank 27 by gravity through the nozzle 26.

В сборной емкости 27 электролит подвергают охлаждению перед подачей в ванну, поддерживани тем самым тре буемую температуру его в зоне нагрева заготовок. Уплотнительное устройство 23 перекрывает зазор между ванной 22 и торцовыми стенками поворотного барабана-анода 1, обеспечива этим поддержание трубемого уровн электролита в ванне. Возможные утечки стекают в корытообразный поддон и оттуда - в сборную емкость 27, Позиции А ,в, С и1) (фиг.2) пово ротного барабана-анода загружают заготовками 8, которые ввод т вручную или с помощью манипул тора между держател ми 2 и с помощью пневмоцилиндров 10 зажимают по торцам металлическими вставками 5 опорных экранов 4, При этом электроизол ционна втулка опорного экрана 4 поджимаетс к торцу заготовки 8 пружиной 9, Загруженные в барабан-анод 1 заготовки 8 оказываютс подключенными через металлические вставки 5 и элек трокабель к щеточным токосъемникам 20 коллекторного устройства 7 электропитани . Загрузку позиций А , В , С и С поворотного барабана-анода 1 заготовками 8 производ т поочередно, про ворачива с помощью зубчатого колеса 14 привода поворота вал 11 в подшипниках 12 на 1/6 часть оборота. Пр этом поочередное включение пневмоцилиндров 10 производ т путевыми пневмораспределител ми 15, подава воздух от сети к пневмоцилиндрам через воздухоподвод щую муфту 13, канал в вале 11 и трубопроводы 16 и 17. Управление путевьм пневмораспределителем 15 соответствующего пневмо цилиндра 10 осуществл ют механизмом 18 переключени , воздействующим в мо мент переключени на ролик пневморас пределител 15 во врем загрузки новой заготовки (поз.А) и разгрузки нагретой заготовки (псз.Е) . После загрузки барабана-анода 1 заготовками 8 производ т включение подачи электропитани от источника посто нного тока. При этом заготовки 8 включаютс в катодную цепь, а ванна 22 и сменные анодные пластины - в анодную цепь. При включении подачи электропитани две заготовки 8, погруженные в электролит (поз. С и D) оказываютс подключенными к источнику по :то нного тока, так как металлические вставки 5 опорных экранов 716 4 4, с которыми контактируют эти -заготовки , подключены к тем и(еточиым токосъемникам 20, которые контактируют с токоподвод щим сектором 21, Заготовки 8, наход щиес в этот момент на других позици х, обесточены, так как металлические вставки 5 опорных экранов 4 подключены к щеточным токосъемникам 20, расположенным в этот момент против той части контактного кольца 19, которое выполнено из электроиэолиционного материала. При прохождении тока через электролит вокруг погруженной в электролит заготовки 8, вл ющейс катодом, образуетс газовый слой, через который происход т электрические разр ды, вследствие чего происходит нагрев заготовки . Кажда заготовка 8 проходит две стадии нагрева: предварительный (поз.С) и окончательный (поз .1) . При запуске установки в начальный период работы перва заготовка(поз. Р) , не прошедша предварительный нагрев, не успевает прогретьс по всему сечению до заданной температуры. Эту заготовку возвращают(вновь агружают ) дл повторногонагрева. Можно при запуске установки использовать модель заготовки, вьтолненную из диэлектрика . В электросхеме установки предусмотрена блокировка, не позвол юща производить запуск установки без заготовок, так как это может привести к нагреву и оплавлению металлических вставок 5, контактирующих в этом случае с электролитом. По истечении заданного времени. в течение которого заготовка 8 проходит предварительный нагрев ( поз .с, по кома.нде, подаваемой реле време|ни , производитс проворот барабанаанода I на 1/6 часть оборота с помощью привода поворота. При этом все загруженные в барабан заготовки 8 переход т на место предьщутцей. Заготовка , наход ща с на поз. D , выходит из электролита, ее щеточный токосъемник 20 во врем проворота сходит с токоподвод щего сектора 21 на электроизол ционную часть контактного кольца 19, благодар чему заготовка обесточиваетс до остановки в положении разгрузки. Механизм 18 переключени воздействует на ролик пневмораспределител 15, управл ющего пневмоцилиндром 10, и опорный эк51 ран освобождает заготовку 8 от зажима , и она извлекаетс из установки. Во врем проворота барабана-анода заготовка, прошедша предварительный нагрев (поз.С) , .переходит в положение окончательного нагрева, а на ее место поцадает следующа заготовка (поэ. Ь) , щеточный токосъемник 20 которой сходит с элект роизолиционной части контактного кольца 19 на поверхность токоподвод щёго сектора 21 тем самым подключа заготовку к источнику посто нного тока перед тем, как поверхность заготовки коснетс поверхности электролита. Благодар этому при погружении заготовки в электролит создаютс благопри тные услови зажигани процесса нагрева в электролите: плавность повышени токовых нагрузок, отсутствие взрывного характера процесса и вспле ков электролита. Загрузку барабана-анода заготовками 8 производ т в положении, соответствующем расположению поз.А . В положении, соответствзующем расположению поз.Б , производитс автоматический контроль наличи заготовки , благодар чему выключаетс подача электропитани от источника посто нного тока к металлическим вставкам 5 в случае отсутстви по сакимлибо причинам заготовки. Положение, соответствующее расположению nos.Dj резервное и может быть использовано дл очистки металлических вставок, контрол их состо ни . Возможно также в этом положении производить загрузку заготовок. При использовании установки дл нагрева дателей под закалку можно осуществл ть их нагрев в одну стадию испЬльзу положение второй стадии дл закалки в среде электролита. При этом токоподвод щий сектор 21 вьтол166 н ют таким, чтобы отключение подачи электропитани к ааготонкк осуществл лось бы при переходе заготовки с положени предварительного нагрева (поз.с) на следующую позицию. Конструктивное выполнение установки с размещением нагреваемых заготовок с наружной стороны от обечайки поворотного барабана-анода позвол ет производить как полный нагрев заготовок , так и концевой нагрев или нагрев средней ее части. В .зависимости от этого необходимо заэкранировать электроизол ционными втулками опорных экранов те части заготовки, которые не должны подвергатьс нагреву . Снабжение установки ванной, боковые стенки которой подвижно сопр жены с периферией торцовых стенок барабан а-анода и размещение опор заготовок с наружной стороны от обечайки барабана-анода обеспечивает возможность полного нагрева всей загот товки под слоем электролита, так как узел креплени нагреваемой заготовки и электроконтактное устройство (опорные экраны с метиллическими .вставками ) размещены в ванне. В предлагаемом устройстве отсутствует также механизм выталкивани заготовок, что упрощает конструкцию. Размещение коллекторного устройства электропитани на валу поворотного барабана-анода позвол ет выполнить его компактньм и снизить трудоёмкость его монтажа. Защита снаружи поверхности обечайки барабана-анода сменными анодными пластинами повышает надежность и срок службы установки, так как в этом случае электрохимическому износу подвержены наружные поверхности самих пластин, а не обечайки барабана-анода . Замена же анодных пластин не вызьшает затруднений.In the collection tank 27, the electrolyte is cooled before being fed into the bath, thereby maintaining its required temperature in the heating zone of the blanks. The sealing device 23 closes the gap between the bath 22 and the end walls of the rotary drum-anode 1, thereby maintaining the tubular level of electrolyte in the bath. Possible leaks flow into a trough-shaped pallet and from there into a collection tank 27, Positions A, B, C, and I1) (Fig. 2) of the rotary drum-anode are loaded with blanks 8, which are inserted manually or using a handpiece between holders 2 and using pneumatic cylinders 10, they clamp the ends with metal inserts 5 of the support screens 4, while the electrical insulating sleeve of the support screen 4 is pressed to the end of the workpiece 8 by the spring 9. m current collector 20 collector device 7 power. The loading of positions A, B, C and C of the rotary drum-anode 1 by the blanks 8 is carried out alternately, turning with the help of the gear 14 of the rotational drive shaft 11 in bearings 12 by 1/6 of a turn. Alternately, the activation of the pneumatic cylinders 10 is carried out by the pneumatic distributors 15, supplying air from the network to the pneumatic cylinders through the air inlet coupling 13, the channel in the shaft 11 and the pipelines 16 and 17. at the time of switching to the roller, the pneumatic distributor 15 during the loading of the new billet (pos. A) and the unloading of the heated billet (PSZ.E). After the drum-anode 1 is loaded, the blanks 8 turn on the power supply from the DC source. Here, the blanks 8 are included in the cathode circuit, and the bath 22 and the replaceable anode plates are included in the anode circuit. When the power supply is turned on, two blanks 8 immersed in the electrolyte (pos. C and D) are connected to the source by: this current, as the metal inserts 5 of the reference shields 716 4 4 with which these blanks are in contact are connected to (The current collectors 20, which are in contact with the current-carrying sector 21, the workpieces 8, which are currently at other positions, are de-energized, since the metal inserts 5 of the support screens 4 are connected to the brush current collectors 20 that are located opposite this part of A ring of 19 is made of an electrolysis material.With the passage of current through the electrolyte around the cathode immersed in the electrolyte 8, a gas layer is formed through which electrical discharges occur, resulting in the heating of the billet. heating: preliminary (pos. C) and final (pos. 1). When starting the installation in the initial period of operation, the first billet (pos. P), without pre-heating, does not have time to warm up over the entire cross section to a predetermined temperature. This preform is returned (re-loaded) for re-heating. When starting the installation, it is possible to use a blank model made of dielectric. A blocking device is provided in the wiring diagram, preventing the unit from starting without billets, as this can lead to heating and melting of the metal inserts 5, which in this case are in contact with the electrolyte. After a specified time. during which the workpiece 8 undergoes preheating (pos. c, on the coma. given by the time relay, the drum of the anode I is rotated 1/6 of a turn with the help of a turn actuator. At that, all the workpieces 8 loaded into the drum go to The workpiece, located at position D, exits the electrolyte, its brush current collector 20 moves away from the current-carrying sector 21 to the electrically insulating part of the slip ring 19 during rotation, thereby de-energizing the workpiece before stopping in the unloading position. The switching mechanism 18 acts on the pneumatic distributor roller 15, which controls the pneumatic cylinder 10, and the support screen of the wound releases the workpiece 8 from the clamp, and it is removed from the installation. During the rotation of the drum-anode, the workpiece having passed the preliminary heating (pos. C) passes to the position of the final heating, and the next billet (posed b) pots in its place, the brush current collector 20 of which comes down from the electrically insulating part of the slip ring 19 to the surface of the current lead of the brush sector 21 thereby connecting the billet to the source DC current before the surface of the workpiece touches the surface of the electrolyte. Due to this, when the blank is immersed in the electrolyte, favorable conditions are created for ignition of the heating process in the electrolyte: a smooth increase in current loads, the absence of an explosive nature of the process and electrolyte bursts. The loading of the drum-anode billet 8 is made in the position corresponding to the location of position A. In the position corresponding to the position of position B., the presence of the workpiece is automatically monitored, whereby the power supply from the DC source to the metal inserts 5 is turned off in the absence of any reasons. The position corresponding to the location of nos.Dj is redundant and can be used to clean metal inserts, to control their condition. It is also possible in this position to load the blanks. When using an installation for heaters for quenching, it is possible to carry out their heating in one stage. Use the position of the second stage for quenching in the electrolyte medium. In this case, the current-carrying sector 21 is tolled in such a way that the power supply to the aagots will be cut off when the workpiece moves from the preheating position (pos.) To the next position. The constructive execution of the installation with the placement of heated blanks on the outside of the shell of the rotary drum-anode allows both complete heating of the blanks and terminal heating or heating of its middle part. Depending on this, it is necessary to shield the insulating sleeves of the support shields with those parts of the workpiece that are not to be subjected to heat. Supplying the installation of the bathroom, the side walls of which movably mate with the periphery of the end walls of the a-anode anode and placing the workpiece supports on the outside of the drum-anode shell makes it possible to fully heat all the waste under the electrolyte layer, as well as the attachment unit (supporting screens with methyl inserts) are placed in the bath. In the proposed device, there is also no mechanism for ejecting blanks, which simplifies the design. Placing the collector power supply device on the shaft of the rotary drum-anode allows it to be made compact and reduce the labor intensity of its installation. Protection from the outside of the surface of the drum-anode shell with replaceable anode plates increases the reliability and service life of the installation, since in this case the outer surfaces of the plates themselves, and not the drum-anode shell, are subject to electrochemical wear. Replacing the anode plates is not difficult.

Фиг. 1FIG. one

Claims

1. INSTALLATION FOR HEATING PRODUCTS IN ELECTROLYTE, containing a drum-anode mounted on the shaft, product holders and a power collector, characterized in that, in order to expand technological capabilities, it is equipped with a bathtub installed under the drum-manode, the side walls of which are connected with the end walls of the drum anode, and the latter is made in the form of a coil with a shell located between its end walls.

2. The installation according to claim 1, they differ and I ^j c I in that the power collector is located on the shaft of the anode drum.

3. Installation according to π.1, characterized in that it is equipped with plates covering the shell. from