Держатель угольных электродов

Держатель угольных электродов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ДЕРЖАТЕЛЬ УГОЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ , включающий-штангу и жестко соединенную с ней траверсу с голов-. кой и ниппелями и расположенную между штангой и головкрй траверсы промежуточную металлическу вставку, отличающийся тем, что, с целью увеличения эксплуатационной стойкости держателя, промежуточная металлическая вставка выполнена из концентрических стальных цилиндров, между которыми расположен токопроводящий материал. 2. Держатель по п.1, о т л и ч аю щ и и с я тем, чтовставка выполнена в материале штанги, а в стальной головке траверсы выполне:но отверстие.о е (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, С ЦМР

РЕСПУБЛИК (1Ю И!) У5В С 25 С 3 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 E jlAM 30 ;ÒÅÍÈÉ И ОТНРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 3354401/22-02 (22) 02.11.81 (46) 30. 03. 83. Бюл. 9 12 (72 ) А.Л. Барсов, А.С. Беляев, Г.Е.Вольфсон, В.П.Никифоров и А.Н.Курохтин (7i) Всесоюзный научно-исследователь- ский и проектный институт алюминиевбй, магниевой и электродной провала» ленности (53) 669.71.472 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 452623, кл. С 25 С 3/12,.1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 717155, кл. С 25 С 3/16, 1978. (54).(57 ) 1. ДжРЗАтКЛЬ Л ОЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ, включающий штангу и жестко

:соединенную с ней траверсу с голов-.. кой и ниппелями и расположенную между штангой и головкой траверсы промежуточную металлическу вставку, отличающийся тем, что, с целью увеличения эксплуатационной .стойкости держателя, промежуточная металлическая вставка выполнена из концентрических стальных цилиндров, между которыми расположен токопроводящий материал.

2. Держатель.по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что вставка выполнена в материале штанги, а в стальной головке траверсы выполнено отверстие. Ф

1008283

Изобретение относится к производству цветных металлов, в частности к токоподводам электродов при производстве алюминия электролизом расплавленных солей.

Известна конструкция токоподвода анододержателя, в которой сталь ной стержень и алюминиевая штанга соединены сваркой трением(1 1.

Недостатком известной конструкции является низкое качество сварки мате- 10 риалов с различными пластическими свойствами, как например, алюминия со, сталью. При осуществлении процесса сварки этих материалов трением поверхность стальной детали не 15 разогревается до пластического состояния, в то время как поверхность алюминиевой детали разогревается настолько, что при незначительном осевом сдавливании начинает течь, вследствие чего качественного внедрения одного металла в другой не происходит, а следовательно, и качество сварки остается низким. Не достигается достаточной надежности сварного соединения и при сварке тре1нием стали с алюминиевыми сплавами, обладающими наиболее плотной структурой металла и наибольшей жесткос- . тью по сравнению с алюминием. Так, например, сварка алюминия с содержаI нием 5% кремния, из которого, как правило, изготавливают штанги держателей, со сталью дает хрупкое сварное соединение, которое разрушается от воздействия даже незначи- 35 тельных динамических нагрузок, поэтому подобные сварные соединения не получили практического использования и в качестве промежуточного материала для сварки сталеалюминиевых 4О токоподводяцих держателей принят технически чистый алюминий.

НаибОлее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является держатель упольных электродов, включаюций штангу и жестко соединенную с ней.траверсу с головкой и ниппелями и расположенную между штангой и головкой траверсы промежуточную металлическую вставку 2 1. 50

К недостаткам известной конструкции относится прежде всего малая ее жесткость„ обусловленная, относи.тельно высокой пластичностью алюминиевой вставки. Это снижает эксплуатационную надежность конструкции, так как от воздействия знакопеременных динамических нагрузок, возникающих в процессе транспортировки и эксплуатации, происходит деформация 60 нижней части держателя и разрушение сварных швов.

Кроме того, вследствие значительного различия в пластичности материала вставки, штанги и траверсы нарушается тепловой режим при сварке этих материалов трением. Менее плотный и мягкий металл вставки быстрее нагревается и начинает течь при осевом сжатии, создаваемой машиной по сварке трением, в то время, как металл других деталей еще не разогрелся до пластического состояния, что снижает качество сварки.

Цель изобретения - увеличение эксплуатационной стойкости держателя.

Укаэанная цель достигается тем, что в держателе угольных электродов, включающем штангу и жестко соеДиненную с ней траверсу с головкой и ниппелями и расположенную между штангой и головкой траверсы промежуточную металлическую вставку, промежуточная металлическая вставка выполнена из концентрических стальных цилиндров, между которыми рас положен токопроводящий материал.

Промежуточная металлическая вставка выполнена в токоподводяцем материале штанги, а в стальной головке ,траверсы выполнено отверстие.

Кроме того, подлежацая сварке контактная поверхность вставки расчленяется на отдельные элементы с меньшей площадью сварки, что способствует улучшению качества сварки.

При сборке держателя перед сваркой свариваемые концы промежуточной металлической вставки могут нагартовываться.

На фиг.1 изображен держатель, общий вид, на. фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 (по промежуточной вставке) .

Держатель токоподводящий угольных электродов состоит из токоведуцей штанги 1, соединенной с помоцью промежуточной вставки 2 со стальной головкой 3 траверсы 4, в нижней части которой имеются цилиндрические ниппеля 5, промежуточная вставка

2 выполнена из концентрично расположенных стальных цилиндров 6 и 7; соединенных между, собой ребрами 8, геометрические полости между которыми заполнены металлом с низким по сравнению со сталью удельным сопротивлением: стальная головка 3 имеет отверстие 9 в которое при сварке вставляют выступ 10 промежуточной вставки 2. Отверстие 9 в стальной.

1 головке 3 и выступ 10 промежуточной вставки 2 могут быть выполнены ступенчатыми. Количество ступеней

-определяется плоцадью сечения сва« риваемых элементов и технической возможностью сварочного оборудования.

Сборка держателя осуществляется следующим образом.

Стальные цилиндры 6 и 7 при помоци ребер 8 сваркой соединяют меж,ду собой, и в, образованные стенкаAM@ этих цилиндров, кольцевые геомет.

1008283

ВНИИПИ Заказ 2277/37 Тираж 641 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4 рические полости заливают расплавленный металл, образующий вместе со стальными цилиндрами 6 и 7 и ребрами 8 промежуточную вставку 2, сва,риваемые концы которой перед сваркой подвергают нагартовке. Затем промежуточную вставку 2 одним концом с 5 помощью трения сваривают со штангой 1, а к другому ее концу тем же методом приваривают стальную головку 3, которую электросваркой приваривают к траверсе 4. Сварка основного токо- !О проводящего металла вставки 2 и стальных цилиндров 6 и 7 с контактной поверхностью стальной головки 3 осуществляется за одну технологическую операции одновременно. 15

Однако при необходимости стальные цилйндры 6 -и 7 и основной металл ,:вставки 2 могут соединяться с головкой 3 раздельно. В этом случае сначала сваркой трением соединяют 2О основной металл вставки 2 с торцом головки 3, а затем стальные цилиндры 6 и 7 электросваркой по наружному контуру приваривают к головке 3. Отверстие в головке 3 в этом случае выполняют сквозным.

Размещенные с зазором и концентрично расположенные относительно друг друга и оси вращения тонкостенные стальные цилиндры, геометрические полости между которыми за- 30 полнены основным токоподводящим металлом,,придают вставке необходимую жесткость и механическую проч ность

Благодаря количеству стальных ци- 35 линдров, концентрично расположенных относительно друг друга, и толщине их стенок можно получить одновременно необходимую механическую прочность и жесткость вставки, а та;же токо- проводность по основному металлу-заполнитеэно вставки.

Заделанные в основной токопроводящий. материал вставки стальные цилиндры способствуют улучшению. . качества сварки, так как вступая 45 торцами в контакт с поверхностью стальной детали бдагодаря трению однородных.:по плотности материалов происходит более качественный разо-. грев поверхности стальной детали держателя. При последующем осевом сжатии, доведенных до пластического состояния . материалов, происходит диффундирование одного металла в другой и качество сварки зна-. чительно. улучшается. Поскольку механическая прочность сварного кон- тактного соединения в основном обеспечивается приваркой стальнЫх цилиндров, токоподводящим налолнителем геометрического пространства между цилиндрами может быть и спольэован не технически чистый алюминий, а его сплав с кремнием или железом, который применяется для изготовления штанг токоподводящих держателей.

Хрупкость их соединения со сталью в данном случае уже не является оп- ределяющим. В .этом случае промежуточная вставка может быть выполнена в токоподводящем материале штанги, что позволит сократить на одну операцию -технологию сборки конструкции а именно сварку вставки со штангой

В этом случае, когда вставки выполнены совместно со штангой, дпя упрощения сборки деталей йод сварку и повьиаения гарантии по качеству сварки в головке траверсы выполняют отверстие, а . свариваемий торец штанги делают с выступом, чем рас-. членяют контактную плоскость сварки на отдельные элементы с меньшей площадью сварки. Этим достигается улуЧшение свариваемоети элементов кои;струкции держателя и его эксплуатационной надежности.

Этому же способствует иагартовка свариваемых концов промежуточной вставки, так как при нагартовке уп" лотняется структура металла, снижается его пластичность, а это в свою очередь обеспечйвает при трении, более равномерный разогрев сварива- емых деталей, а следовательно, уцучшается качество .сварки.

Использование данной конструкции держателя позволит повысить срок его службы и исключить выход из строя конструкции из-за разрушения промежуточной вставки.