Изложница для расходуемых электродов

 

ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ РАСХОДУЕМЫХ ЭЛЕКТРОДОВ с цилиндрической рабочей .полостью и у торцов с цилиндрической наружной боковой поверхностью, имеющая в средней части между цилиндрическими участками в поперечном сечении переменную толщину стенок, о тличающаяся тем, что, с целью снижения степени коробления и удлинения срока эксплуатации изложницы , ее боковая наружная поверхность в средней части между цилиндрическими участками вьтолнена трехгранной с соотношением толщин стенок в поперечном сечении у ребра к середине грани 1,10-1,15. СО ;о сх

„„SU„„739810

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (51)e В 22 D 7!06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABYOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 2626005/22-02 (22) 02.06.78 (46) 23.09.85. Бюл. М 35 (72) А.В.Кукса, А.Е.Совинский, А.Ф.Демидов, Т.A,ßðöåâà, Л.А.Крохмаль, А.В.Худяков, Ю.Н.Шелгаев, Ф.А.Гермелин и В.П.Звонарев (71) Волгоградский политехнический институт и Челябинский металлургический завод (53) 621.746.393(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 310732, Зал. В 22 D 7/06, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

У 614882, кл. В 22 D 7/06, 1978 (54)(57) ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ РАСХОДУЕМЫХ

ЭЛЕКТРОДОВ с цилиндрической рабочей полостью и у торцов с цилиндрической наружной боковой поверхностью, имеющая в средней части между цилиндрическими участками в поперечном сечении переменную толщину стенок, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения степени коробления и удлинения срока эксплуатации изложницы, ее боковая наружная поверхность в средней части между цилиндрическими участками выполнена трехгранной с соотношением толщин стенок в поперечном сечении у ребра к середине грани 1,10-1,15.

7398

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству изложниц для расходуемых электродов вакуумно-дугового переплава (ВДП). 5

Изложницы для расходуемых электродов ВДП, у которых рабочая полость выполнена цилиндрической, имеют большое отношение высоты к поперечным размерам, что предопределяет их склонность к короблению, т.е. необратимому изгибу всей изложницы.

Толщина стенок таких изложниц избирается из условий, соответствующих минимальному удельному расходу из- 1$ ложниц на 1 т заливаемых сплавов.

Известна раэностенная изложница для расходуемых электродов, в частности с цилиндрической рабочей полостью, у которой толщина одной 20 стенки не менее, чем в два раза больше толщины другой стенки Pf ).

Однако такая изложница в значительной степени подвержена короблению в процессе эксплуатации за счет 2S несимметричного распределения изотерм теплового поля в поперечных сечениях.

Известна также раэностенная изложница с цилиндрической рабочей по лостью, имеющая овальную наружную З0 .боковую поверхность, плавно переходящую в цилиндрическую у торцов $2j.

Недостатком данного решения является то, что при одностороннем нагреве в процессе эксплуатации ус- 35 тановленной под заливку в край ряда изложницы, последняя преобретает

- необратимый изгиб в продольной плоскости, проходящей через малую ось овала поперечного сечения со стрелой прогиба, направленной к краю ряда.

Это объясняется тем, что зоны максиI мального прогрева стенок изложницы расположены симметрично и соответствуют наименьшей толщине стенок излож- Ю ницы, где наблюдается наиболее ранняя потеря способности материала изложницы упруго деформироваться в вышеуказанной продольной плоскости. Разница в температуре наружной поверхнос- S0 ти тонких стенок, которая возникает за счет установки изложницы в край ряда заливаемых изложниц (условия одностороннего нагрева), создает условия для коробления изложницы таким SS образом, что стрела прогиба направлена в сторону края ряда в направлении малой оси овала поперечного сечения, 10 г поскольку расположение двух любых изложниц по краям ряда носит случайный характер, короблению от действия одностороннего нагрева подвергается большинство используемых изложниц.

Цель изобретения — снижение степени коробления изложницы в процессе нагрева и удлинение срока ее эксплуатации, Эта цель достигается тем, что в изложнице, имеющей различную толщину стенок. в поперечном сечении и цилиндрические торцы, боковая наружная поверхность в средней части между цилиндрическими участками выполнена трехгранной и соотношение толщин стенок в поперечном сечении у ребра и по середине грани составляет 1,10-1, 15, На фиг. 1 представлена изложница, продольный разрез, проходящий через ребро и середину противоположной ,грани, на фиг. 2 — то же, разрез АА на фиг. 1.

Изложница имеет трехгранную боковую наружную поверхность 1, которая плавно переходит в цилиндрическую 2 у торцов. Соотношение толщин стенок в продольном сечении, проходящем через ребро и середину противоположной грани, составляет 1, 10-1, 15.

В условиях одностороннего нагрева изложница работает следующим образом.

При максимальной температуре ча наружной поверхности грани изложница стремится изогнуться со стрелой прогиба, обращенной от зоны максимального прогрева в продольной плоскости; проходящей через середину грани и протйволежащее ребро. Предполагаемому изгибу препятствует увеличение толщины стенки со стороны противолежащего ребра, т.е. конструкция обладает дополнительной жесткостью против предполагаемого изгиба. В условиях подвода тепла излучением со стороны ребра происходит значительное его рассеивание поверхностями прилегакицих граней в окружающую среду за счет их расположения под углом к фронту распространения излу- . чения. При этом температура поверхности изложницы в области ребра имеет величину, незначительно превышающую температуру поверхности противолежащей грани, что снижает степень коробления изложницы.

739810

Соотношение толщин стенок изложницы в поперечном сечении у ребра и по середине грани менее 1, 1 не обеспечивает достаточной жесткости изложницы в направлении предполагаемого изгиба, а увеличение этого соотношения выше 1, 15 приводит к необоснованному увеличению массы и удельного расхода изложницы.

Увеличение числа граней более трех 10 приводит, с одной стороны, к снижению сдерживающего необратимый изгиб эффекта со стороны противолежащих ребер, с другой, — к увеличению температуры поверхности изложницы в районе максимально нагретого ребра.

Таким образом, предлагаемая изложница имеет пониженную склонность к короблению в условиях одностороннего нагрева, что объясняется увеличением жесткости конструкции за счет придания боковой наружной поверхности трехгранной формы.

Выполнение торцов изложницы цилиндрическими препятствует преждевременному выходу из строя за счет образования продольных трещин.

-- Пример 1. Для обоснования сдерживающего коробление действия разностенности изложницы и количества граней приводим следующие данные.

Для изучения был изготовлен ряд моделей, которые были подвержены одностороннему нагреву в одинаковых условиях, имитирующих нагрев натурных изложниц. Результаты замеров

35 дефермаций изложниц в трех точках: верхний торец, середина по высоте, нижний торец со стороны, противоположной нагреваемой поверхности, 40 приведены в табл. 1.

Из данных, приведенных в табл.!, следует, что наименьшему короблению в результате одностороннего нагрева подвергается модель изложницы, имеющая трехгранную боковую наружную йоверхность. Увеличение числа граней приводит к росту степени деформации модели, Hp и м е р 2. Для обоснования соотношения толщины изложницы у ребра и со стороны противолежащей грани, приводим следующие данные. Были измерены деформации моделей изложниц с различным соотношением толщин. у ребра и противолежащей грани. Методика определения деформаций та же, что и в предыдущем примере.

Результаты приведены в табл. 2.

Из данных, приведенных в табл. 2, следует, что при соотношении толщин.стенок у грани и противолежащего ребра менее 1, 10, значение деформаций велико (приближается к уровню деформаций в .цилиндрической модели изложницы).

Значение соотношения, равное 1,10, соответствует резкому снижению степени деформации.

Со значения соотношения вьппе

1, 15 снижение степени деформации идет незначительно, что свйдетельствует о нецелесообразности его по-. вышения в связи с необоснованным ростом массы изложницы.

Снижение коробления изложницы позволяет:во-первых, повысить срок службы изложниц; во-eторых, понизить степень коробления получаемых в этих изложницах расходуемых электродов ВДП, что, в свою очередь, позволяет получить значительный экономический эффект за счет уменьшения отходов дорогостоящего металла электродов.

739810

Таблица 1

Деформация моделей изложниц с различной конфигурацией боковой наружной поверхности при одностороннем нагреве, мм

Боковая поверхность модели

Номера точек

4-х гранная 5-ти гранная овальная 3-х гранная цилиндрическая

Установка модели относительно нагревателя

I тонкой стенкой

«« « ребром гранью ребром. гранью ребро толстой стенкой гранью

1 0,243 00,283- 0,27t 0,086 О, 109 О, 141 0,265 0,203 0,236

2 -0,075 -0,094 -0,086 -0,018 -0,045 -0,053 -0,079 -6,067 -0,076

3 0,204 0,237" 0,231 0,074 0,088 О, 121 0,230 О, 191 0,212

Таблица 2

Деформация трехгранных моделей изложниц с различным соотношением толщин стеИок у ребра и противолежащей грани при одностороннем нагреве, мм

Номера точек

Установка модели относительно нагревателя ребром гранью

О, 243

-О, 075

0,243

-0,075

0,204

О, 204

О, 208

-О, 075

0,212

-0 08t

О, 204

1,05

О, 200

0,093

0,117

-0,024

0,079

1, 10

0,079

-О, 012

0,069

О, 076

1, 15 Соотношение толщин стенок изложницы у ребра и противолежащей грани

1,0 (цилиндрическая) -0,039

О, 083

О, 101

-0,050

0,093

0,098

739810

Продолжение табл. 2 мера чек гранью ром

-03013

1,20

-0,049

0,067

О, 091

0,099

-0,047

1,25

0,089

Л! ,4-A

Редактор П.Горькова

Заказ 5965/3 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пб делам изобретений и открытий

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

Ю с

Филиал ППП "Патент", r.Óæãáðîä, ул.Проектная, 4

Соотношение толщин стенок изложницы у ребра н противолежащей грани вка модели относительно нагревателя

0,075

-0,010

0,068

Составитель А.Тарасова

Техред М.Надь Корректор М.Самборская