УСТАНОВКА ДЛЯ ОПЛАВЛЕНИЯ КРУГЛЫХ СЛИТКОВ Российский патент 1994 года по МПК C22B9/20 

Изобретение относится к специальной металлургии и может быть использовано для устранения поверхностных дефектов металлических заготовок типа тел вращения.

Известна установка для нагрева металлической заготовки, включающая два или более плазмотрона, механизм синхронного колебательного движения плазмотронов, соединенный с приводом возвратно-поступательного перемещения.

Недостатком установки является ее сложность и неэкономичность. Введение плазмотронов через стенку камеры приводит к увеличению их размеров, делает плазмотроны тяжелыми и материалоемкими, малодоступными для осмотра и обслуживания. В конструкции предусмотрено осевое перемещение слитка, что потребовало увеличения габаритов камеры, повышения расхода плазмообразующего газа, увеличения времени вакуумирования.

Известна установка для оплавления круглых слитков, содержащая камеру с крышкой, валки для вращения слитка, группу дуговых плазмотронов и механизм их перемещения, выполненный в виде штока, на котором установлена втулка с закрепленной на ней стойкой. Возможность перемещения плазмотронов вдоль слитка позволяет упростить установку, уменьшить ее габариты и рабочий объем камеры. Разъемная конструкция рабочей камеры делает доступными для очистки от конденсата внутренние ее поверхности, обеспечивает удобство обслуживания плазмотронов.

Недостатком известной конструкции является ограниченность габаритов образующейся на оплавленной поверхности ванны расплава, что снижает ее производительность.

Известна установка плазменно-дугового рафинирования поверхности заготовок типа тел вращения, содержащая герметичную камеру с крышкой, механизм вращения заготовки, группу плазмотронов, смонтированную на штанге, имеющей механизм продольного перемещения, а также механизмы колебания плазмотронов вдоль оси заготовки с приводом, размещенным на механизме продольного перемещения плазмотронов.

В известной установке плазмотроны перемещаются относительно оси заготовки и покачиваются вдоль оси заготовки. Это способствует созданию большего размера ванны расплава и увеличению производительность установки. Однако описанная конструкция известной установки сложна и неудобна в эксплуатации.

Целью изобретения является автоматизация процесса и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для оплавления круглых слитков, содержащей камеру с крышкой, механизм вращения заготовок, группу плазмотронов, смонтированных на штоке, механизмы их перемещения и колебательного движения, в соответствии с изобретением механизм колебательного движения плазмотронов содержит водило, выполненное с возможностью взаимодействия со штоком механизма перемещения плазмотронов посредством скобы, закрепленной на втулке механизма перемещения плазмотронов, которая установлена с возможностью скольжения по штоку в пределах амплитуды колебания плазмотронов.

Предлагаемая конструктивная связь механизма колебаний плазмотронов с механизмом их перемещения позволяет обеспечить согласованность в движениях плазмотронов без введения в конструкцию дополнительных передач движения, синхронизирующих датчиков.

На фиг. 1 представлена предлагаемая установка со снятой крышкой, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Установка для оплавления круглых слитков из титановых сплавов содержит герметичную камеру 1 со съемной крышкой 2. В камере имеются два горизонтальных валка 3 для вращения обрабатываемого слитка 4, группа дуговых плазмотронов 5 и механизмы 6 и 7 соответственно их перемещения и колебательного движения.

Механизм 6 перемещения выполнен в виде штока 8, на котором установлена втулка 9 с закрепленной на ней стойкой 10. На стойке 10 расположена горизонтальная штанга 11 с кронштейнами 12, на которых закреплены плазмотроны 5. Кронштейны 12 выполнены с возможностью изменения угла наклона плазмотронов к слитку и перемещения их воль штанги 11, а штанга - с возможностью перемещения относительно стойки, что позволяет изменить положение плазмотронов в зависимости от длины и диаметра обрабатываемого слитка.

Механизм 7 колебательного движения плазмотронов содержит водило 13, взаимодействующее со штоком 8 механизма перемещения посредством скобы 14, закрепленной на втулке 9, при приведении стойки 10 с плазмотронами в вертикальное (рабочее) положение. Втулка установлена на штоке с возможностью скольжения в пределах амплитуды колебания плазмотронов. Для обеспечения легкости хода по штоку втулка может быть снабжена шариковыми или роликовыми направляющими.

Внутри штока 8 проложены коммуникации 15 (электрокабели, трубы водяного охлаждения и газоподводящие шланги). Ввод коммуникаций в шток выполнен неподвижным и герметичным, а вывод их к плазмотронам проложен внутри стойки 10.

Вне камеры расположен привод 16 вращения валков 3, винтовая передача 17 и привод 18 механизма перемещения плазмотронов, а также привод 19 механизма колебательного движения плазмотронов, установленный на каретке 20 винтовой передачи 17 механизма перемещения плазмотронов.

Работа предлагаемой установки описывается на примере оплавления поверхности слитка диаметром 800 мм, длиной 4000 мм из титанового сплава ВТ 1-0.

На валки кладут слиток, выгруженный из вакуумно-дуговой печи и имеющий температуру 80. ..150^оС. Поворотом стойки 10 приводят ее в рабочее положение. При этом скоба 14, закрепленная на втулке 9, входит в контакт с водилом 13 механизма 7 колебательного движения плазмотронов. Штанга 11 с четырьмя плазмотронами находится в одном из крайних положений. Передвигая кронштейны 12 с плазмотронами 5 по штанге 11, располагают их через равные промежутки (1000 мм). Изменяя высоту стойки 10 и наклон кронштейнов 12, выставляют требуемый дуговой зазор между заготовкой и плазмотроном (40...50 мм) и угол наклона плазмотронов к вертикальной оси слитка (20...30^о). Камеру 1 закрывают крышкой 2, вакуумируют ее и заполняют инертным газом (смесь гелия и аргона). Зажигают плазмотроны 5 и устанавливают необходимую величину тока плазменной дуги (1000 А) и напряжения (45 В). После расплавления металла включают привод 16 вращения
валков 3, а также приводы 18 и 19 механизмов перемещения и колебания плазмотронов. В результате на поверхности оплавляемого слитка каждым плазмотроном создается равномерная по глубине ванна расплавленного металла шириной, равной амплитуде колебания плазмотронов (100...150 мм), которая перемещается относительно оси слитка по винтовой траектории. При этом каждый из четырех плазмотронов проходит путь от своего исходного положения до конечного, равный 1/4 длины заготовки. Таким образом, происходит оплавление всей цилиндрической поверхности слитка. Затем установку раскрывают. Поворотом стойки 10 вокруг оси штока 8 отводят плазмотроны 5 от слитка 4 и выгружают его цеховым подъемным краном.

Предлагаемая конструктивная связь механизма колебательного движения плазмотронов с механизмом их перемещения делает установку компактной и удобной в эксплуатации.

Сущность изобретения: установка для оплавления круглых слитков, содержащая камеру с крышкой, механизм вращения заготовок, группу плазмотронов, смонтированную на штоке, механизмы их перемещения и колебательного движения, в котором механизм колебательного движения плазмотронов содержит водило, выполненное с возможностью взаимодействия со штоком механизма перемещения плазмотронов посредством скобы, закрепленной на втулке механизма перемещения плазмотронов, которая установлена с возможностью скольжения по штоку в пределах амплитуды колебания плазмотронов. 2 ил.

УСТАНОВКА ДЛЯ ОПЛАВЛЕНИЯ КРУГЛЫХ СЛИТКОВ, содержащая камеру с крышкой, механизм вращения заготовок, группу плазмотронов, смонтированную на штоке, механизмы их перемещения и колебательного движения, отличающаяся тем, что механизм колебательного движения плазмотронов содержит водило, выполненное с возможностью взаимодействия со штоком механизма перемещения плазмотронов посредством скобы, закрепленной на втулке механизма перемещения плазмотронов, которая установлена с возможностью скольжения по штоку в пределах амплитуды колебания плазмотронов.