Установка электрошлаковой наплавки

 

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для электрошлаковой наплавки зубьев ковша экскаватора. Согласно изобретению установка , включающая шлаковик, кристаллизатор , электроде ржатели плавящегося и греющего электродов с механизмом опускания греющего электрода, направляемое изделие , снабжена устройством контроля уровня заливаемого шлака, которое включает световоды, расположенные один над другим , на одном конце которых размещены фоторезисторы, а на другом светофильтр, причем ось среднего световода расположена в пространстве так, что она направлена в точку пересечения внутренней стенки кристаллизатора с необходимым (заданным), уровнем расплавленного шлака, а ось нижнего световода - в точку пересечения плавящегося электрода с тем же необходимым уровнем расплавленного шлака. 3 ил. fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4859395/02 (22) 14.08,90 (46) 15.02.93, Бюл, М 6 (71) Донецкое производственное объединение по горному машиностроению "Донецкгормаш" (72) И,Г.Моргачев, В.Н.Попов, Г.Н.Рудевич, В.П.Стойко и С.С,Солодилов (73) Донецкое производственное объединение по горному машиностроению "Донецкгормаш" (56) Авторское свидетельство СССР

N. 210284, кл. В 23 К 9/04, 1966. (54) УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ НАПЛАВКИ (57) Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для электрошлаковой наплавки зубьев ковша

Предлагаемое изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для электрошлаковой наплавки слитков, в частности зубьев ковшей экскаваторов, Известйа установка для электрошлаковой наплавки,,включающая плавящийся электрод, обеспечивающий получение наплавляемого металла, наплавляемое изделие, кристаллизатор с наплавляемым металлом, греющий электрод, шлэковик с расплавленным шлаком.

Недостатком этой установки является низкая производительность наплавки, обусловленная тем, что между расплавлением . плавящегося электрода и наплавлением изделия появляется пауза в период замены электрода на изделие, что приводит к снижению температуры шлака и наплавляемого Ы, 1795928 А3 (я) В 22 0 15/00, В 22 С 1/00, 3/00, 9/10

2 экскаватора. Согласно. изобретению установка, включающая шлаковик, кристаллизатор, электродержатели плавящегося и греющего электродов с механизмом опускания греющего электрода, направляемое из- делие, снабжена устройством контроля уровня залйваемого шлака, которое включает световоды, расположЕнные один над другим, на одном конце которых размещены фоторезисторы, а на другом светофильтр, причем Qcb среднего световода расположена в пространстве так, что она направлена в точку пересечения внутренней стенки кристаллизатора с необходимым (заданным). уровнем расплавленного шлака, а ось нижнего световода — в точку пересечения плавящегося электрода с тем же необходимым уровнем расплавленного шлака. 3 ил.

4 металла. Кроме того,в ней отсутствует контроль за уровнем заливаемого в кристаллизатор расплавленного шлака, от количества которого зависит качество и надежность наплавляемых изделий, т.к. только при.определенной глубине шлаковой ванны можно избежать дефектов в виде пор, трещин, раковин, Заливка расплавленного шлака из шлаковика в кристаллизатор осуществляется опусканием греющего электрода, который в процессе работы выгорает и изменяет свой объем, т,е. при последующей очередной наплавке его нужно опускать на другую неизвестную величину визуально, находясь вблизи кристаллизатора, определять объем заливаемого шлака, выключая подачу греющего электрода вниз, что также снижает производительность труда. Кроме того это взрывоопасно и экологически

1795928 вредно, т,к. возмо>кны выплески расплав. ленного шлака при прогорании кристаллизатора, охлаждаемого водой и выделение вредных летучих веществ. Причем заливка расплавленного шлака таким образом не дает возмо>кности автоматизировать как процесс заливки шлака, так и сам процесс электрошлаковой наплавки.

Целью изобретения является повышение безопасности, производительности, качества, за счет автоматической заливки фиксированных доз расплавленного шлака в кристаллизатор.

Поставленная цель достигается тем, что установка электрошлаковой наплавки, содержащая кристаллизатор и шлаковик, раз, деленные перегородкой, греющий и плавящийся электроды с приводами их перемещения, согласно изобретения снаб>кена блоком управления и устройством . контроля уровня шлака в кристаллизаторе, которое содержит световоды, располо>кенные один над другим, на одном конце которых размещены фоторезисторы, а на другом — светофильтр, причем ось среднего световода направлена в точку пересечения внут-. ренней стенки кристаллизатора с заданными по технологии уровнем шлака, а ось нижнего световода — в точку пересечения плавящегося электрода с тем же заданHblM уровнем шлака, причем фоторезисторы соединены с входами блока управления, выход которого соединен с приводом переме-. щения греющего электрода.

Отличительным признаком предложенного технического решения является наличие устройства контроля уровня заливаемого шлака и блока управления перемещением греющего электрода.

Новое свойство, проявляемое этим признаком; состоит в том, что появляется возмо>кность автоматической заливки определенных фиксированных доз расплавленного шлака за счет сигналов устройства, которые через блок управления воздействуют на привод механизма опускания грею щего электрода в шлаковик, что в конечном счете ведет к устойчивому электрошлаковому процессу, Еще одним отличием является новое расположение устройства контроля уровня заливаемого шлака; оси среднего и нижнего световодов раСположены один над другим, направлены так, что ось среднего световода направлена в точку пересечения внутренней.стенки кристаллизатора с заданным по технологии уровнем шлака, а ось нижнего световода — в точку пересечения плавящегося. электрода с тем же заданным уровнем шлака. и тем самым исключить дефекты наплавляемых деталей и значительно повысить их качество.

На фиг. 1 изображена схематично установка электрошлаковой наплавки; на фиг. 2 — блок управления и устройство контроля

10 уровня заливаемого шлака в кристаллиза30 и поворотом его вокруг горизонтальной оси

50 с последующим закреплением винтом. При этом величина подъема (опускания) устройства по стойке и угол поворота не изменяется, т.к. это не требуется по функциональному назначению узла, кото55 - рый не производит измерений, а только.фиксирует достижение заданного уровня.

Схема блока управления (фиг.З) состоит из микросхемы А1, резисторов R>, йз, R4, R6, Rz, Ra, Кэ, Кю, конденсатора С1,стабилитро35

Новое свойство, проявляемое этим признаком, состоит в автоматическом фиксировании заданного (расчетного) уровня шлака тор; на фиг. 3 — принципиальная электрическая схема блока управления приводом греющего электрода.

Установка для электрошлаковой наплавки (фиг,1) включает шлаковик 1, греющий электрод 2, привод греющего. электрода 3. кристаллизатор 4, плавящий электрод 5 с наплавляемым изделием 6, привод плавящегося электрода 7, блок управления приводом греющего электрода 8, устройство контроля уровня заливаемого шлака 9, установленное на стойке 10.

Устройство контроля уровня шлака 9 состоит (фиг.2) из корпуса 11, в тубусе 12 которого размещены три светового малого диаметра,.расположенные в ряд по вертика- -. ли {один над другим); два из которых 13 предназначены для канализации светового потока от расплавленного шлака к фоторезисторам 14 и 15, размещенных на одном конце световодов 13; На другом конце световадов 13 размещен сменный светофильтр

16 и насадка 17, световод 18 и аналитический.блок управления 19;

Третий световод 18 предназначен для визуального наблюдения и первоначальной настройки устройства в заданную точку стенки кристаллизатора 4, Визуальную настройку световода 18 производят один раз перед наплавкой партии изделий, при этом настройку можно произвести по стенке кристаллизатора или по отметке на электроде, которая может быть выполнена мелом, краской и др., с изменением высоты отметки У от днища кристаллизатора (линейкой, метр и др.) для заданной по технологии величиной (уровнем). Настройку осуществляют путем перемещения устройства 9 по стойке 10

1795928 на Чг, диода Мз и транзистора V4. Питание схемы постоянным напряжением 0„= 24 В, Блок построен на операционном усилителе А1. работающем в режиме компаратора.

На вход 1 и 2 поступает сигнал от фоторезисторэ 14, а на вход 3 и 4 — от фоторезистора 15, Выход блока управления соединен с схемой управления приводом греющего электрода (на схеме не показано).

Установка для электрошлаковой наплавки работает следующим образом, В зависимости от типоразмера наплавляемого изделия, для которых оговорены техпроцессом.объем и уровень расплавленного шлака, К стенке кристаллизэторэ 4 прикладывают линейку (метр, рулетку и т.д.) и по заданной величине И (уровня) визуально по световоду 18 производится настройка устройства контроля уровня 9 так, чтобы в поле зрения световода 18 попадал верхний установленный (требуемый)уровень И расплавленного шлака (фиг,1) в кристаллизаторе 4, (Можно ставить по измерительному инструменту метку на стенке кристаллизатора и по ней вести настройку устройства контроля уровня). Затем устройство после настойки закрепляют на стойке 10. Помещают в кристаллизатор плавающий электрод 5 и пуТеМ опускания греющего электрода 2 в шлаковик 1 производят заливку в кристаллизатор 4 расплавленного шлака.

По мере заполнения кристаллизатора расплавленным шлаком освещается плавящийся электрод 5 и отраженный от него и стенок кристаллизэтора световой поток одновременно через световоды 13 попадает на фоторезисторы 14 и 15 (Rq и R ) фиг, 2, 3, В связи с тем, что разница между этими потоками невелика, операционный усилитель А1, работающий в режиме компаратора, не срабатывает; Когда уровень расплавленного шлака достигнет И, т.е. когда он достигнет точки пересечения оси нижнего световода и от расплавленного флюса прямой .световой поток, имеющий большую интенсивность, попадает на фотоФормула изобретения

Установка электрошлаковой наплавки, содержащая кристаллизатор и шлаковик, разделенные перегородкой, греющий и плавящийся электроды с приводами их перемещения, отличающаяся тем, что она снабжена блоком управления и устройством контроля уровня шлака в кристаллизаторе, 10

45 резистор 15 (Rp), а в верхний — отраженный поток. Разница в интенсивности световых потоков, преобразованная фоторезисторами в электрический сигнал, переведет компаратор в другое устойчивое состояние, включится транзистор 4 и выдаст сигнал в схему управления приводом греющего электрода, т,е, привод греющего электрода отключается и заливка шлака прекращается.

Светофильтры, настроенные на спектр излучений шлаковой ванны, предназначены для увеличения помехозащищенности устройства, Таким образом, заливка расплавленного шлака с помощью устройства контроля сокращает время процесса заливки, т,к, оператору нет необходимости тратить время на ходьбу к кристаллизатору, шлаковику и обратно, включать и выключать вручную по нескольку раз кнопку привода подачи греющего электрода, т,е. повышается производительность, При автоматической заливке шлака оператору не надо находиться вблизи кристаллизатора и шлаковика, где температура расплавленного шлака достигает до 2000 С и выделяются вредные летучие вещества, в это время он может выполнять другие работы, т,е. повышается безопасность и производительность.

Устойчивость электрошлакового процесса зависит от заданного определенного уровня заливаемого расплавленного шлака в кристаллизатор, т.к, при малом объема заливаемого шлака он легко перегревается и закипает, при большом обьеме шлак будет остывший, В том и другом случае будет нарушена устойчивость электрошлакового процесса, что приведет к появлению дефек- . тов в виде пор, раковин, трещин, несплавлений в наплавляемых изделиях.

Устройство контроля уровня заливаемого шлака позволяет точно автоматически фиксировать заданный (расчетный) уровень шлака, что позволяет исключать вышеуказанные дефекты, т.е. значительно повышается качество наплавляемых изделий. которое содержит световоды, расположенные один над другим, на одном конце которых размещены фоторезисторы, а на другом — светофильтр, причем ось среднего световода направлена в точку пересечения внутренней стенки кристаллизатора с заданным по технологии уровнем шлака, а ocb нижнего — в точку пересечения плавящегося электрода с тем же заданным уровнем шлака, 1795928 причем фоторезисторы соединены с входами блока управления, выход которого соединен с приводом перемещения греющего электрода, и

/5.9

1795928

-1

\ с (Ъ

Составитель Г.Рудевич

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор А.Козориз

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 439 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5