Устройство для очистки катанки дуговым разрядом

Устройство для очистки катанки дуговым разрядом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ КАТАНКИ ДУГОВЫМ РАЗРЯДОМ, содержащее электродуговую камеру с кольцевым воSilSJis GT- uA доохлаждаемым электродом, охваченную магнитной катушкой и соединенную с расположенным соосно с ней со стороны входа и выхода катанки вихревыми эжекторами, и снабженное уплотняювщми проводками на входе и выходе очищаемой катанки, отличающеес я тем, что, с целью повышения производительности очистки путем увеличения обрабатываемой площади в единицу времени, электродуговая камера охвачена магнитопроводом, на котором закреплены по меньшей мере две дополнительные катушки, а вокруг кольцевого электрода установлено соосно с эазором водоохлаждаемое кольцевое газовое сопло.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

} ЕСПУВЛИК

Э}5}} В 21 В 45/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изобретений и ОтнРытий (21) 3622839/22-02 (22) 13.07.83 (46) 15.09.84. Бкл. 9 34 (72) В.К.Литвинов, Н.И.Иванов, А.П.Морозов и О.В.Малов (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова (53) 621. 771. 02 (088. 8) (56) 1. Терехов В.П. Очистка поверхности проволоки дуговым разрядом.

Вюл. Черная металлургия, М., "Черметинформация", 1976, 1} - 7, с.49-50.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 997889, кл. В 2 1 В 45/04, 198 1. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ КАТАНКИ ДУГОВЫМ РАЗРЯДОМ, содержащее электродуговую камеру с кольцевым во„„SU„„1113196 А доохлаждаемым электродом, охваченную магнитной катушкой и соединенную с расположенным соосно с ней со стороны входа и выхода катанки вихревыми эжекторами, и снабженное уплотняющими проводками на входе и выходе очищаемой катанки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенияпроизводительности очистки путем увеличения обрабатываемой площади в единицу времени, электродуговая камера охвачена магнитопроводом, на котором закреплены по меньшей мере две дополнительные катушки, а вокруг кольцевого электрода установлено соосно с зазором водоохлаждаемое кольцевое Я газовое сопло.

9 11131

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для очистки от дефектов и. окалины металла круглого профиля, преимущественно катанки при подготов5 ке ее к волочению.

Известно устройство для очистки круглого проката дуговым разрядом, содержащее охваченную магнитной катушкой и соединенную с вакуумным насосом электродуговую камеру с:водоохлаждаемым кольцевым электродом, и снабженную уплотняющими проводками на входе и выходе очищаемой катанки C l), 15

Недостатком данного устройства является его низкая производительность, обусловленная невысокими скоростями зачистки из-за нарушения вакуума в электродуговай камере, приводящее к привязке приэлектродных пятен дуги к оплавленным участкам и к уменьшению скорости ее вращения.

Наиболее близким к изобретению asляется устройство для очистки катанки дуговым разрядом, содержащее охваченную магнитной катушкой электродуговую камеру с кольцевым водоохлаждаемым электродом, соединенную с распо. ложенными соосно с ней со стороны входа и выхода катанки вихревыми эжекторами, и снабженное уплотняющими проводками на входе и выходе очищаемой катанки i2).

Недостатком известного устройства является низкая производительность обусловленная невысокими скоростями зачистки, так как очищаемая поверхность катанки эа один оборот дуговогс разряда ограничена размерамя дугово- 40 го пятна, поэтому скорость зачистки лимитируется осевой подвижностью дугового пятна. Производительность известного устройства ограничена невозможностью интенсификации процесса за- 5 чистки, в среде восстановительных газов, например СО и Н1, так как отсутствует подвод восстановительных газов в электродуговую камеру. Кроме того, устройство не позволяет работать с производительностью зачистки, обеспечивающей скорость движения зачищаемой катанки в диапазоне 1 0-4,0 м/с, достигаемой в процессе волочения из-эа небольших скоростей вращения дугово-

ro разряда, ограниченных малым током разряда, который лимитируется опасностью пережога очищаемого металла.

9б 2

Цель изобретения — повьйиение I;po изводительности очистки путем увеличения обрабатываемой площали в единицу времени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для очистки катанки дуговым разрядом, содержащем электродуговую камеру с кольцевым водоохлаждаемым электродом, охваченную магнитной катушкой, соединенную с расположенным соосно с ней со стороны входа и выхода катанки вихревыми эжекторами, и снабженное уплотняющими .проводками на входе и выходе очищаемой катанки, электродуговая камера охвачена магнитопроводом, на .котором закреплены по меньшей мере две дополнительные магнитные катушки, а вокруг кольцевого электрода установлено соосно с зазором водоохлаждаемое кольцевое газовое сопло.

Установка вокруг электродуговой камеры магнитонровода, на котором закреплены по меньшей мере две дополнительные магнитные катушки и соосная установка вокруг кольцевого электрода с зазором водоохлаждаемого кольцевого газового сопла, позволяет повысить производительность- устройства для очистки катанки дуговым разрядом путем увеличения скорости очистки за счет расширения осевой подвижности дугового пятна. Расширение осевой подвижности .дугового пятна достигается при наложении переменного магнитного ш1я с помощью дополнительных магнитных катушек, закрепленных на магнитопроводе, который концентрирует магнитное поле в межэлектродном пространстве. Поэтому колебания приэлектродного пятна на металле под действием переменного магнитного поля увеличивает производительность очистки, так как возрастает площадь металла в единицу времени.

На чертеже представлено устройство, разрез.

Устройство для очистки катанки дуговым разрядом состоит из электродуговой камеры 1, охваченной магнитной катушкой 2 и магнитопроводом 3, на котором закреплены по меньшей мере две магнитные катушки 4. Электродуговая камера 1 снабжена с торцов двумя вихревыми эжекторами 5. В электродуговой камере 1 соосно с вихревыми эжекторами 5 установлен водоохлаждаемый кольцевой электрод 6, который соединен с трубками 7 для отвода и под3 111319 вода охлаждающей воды. Трубки 7 изолированы от электродуговой камеры 1 изоляторами 8. Вихревые эжекторы 5 состоят иэ эжекторных камер 9,, в которых тангенциально установлены сопла 10 подводов рабочего газа. Электродуговая камера l со стороны входа и выхода снабжена коническими патрубками 1 1, выходящими в эжекторные камеры 9 и соединяющими ее с ними. Эжекторные камеры 9 сообщаются через цилиндрические трубы 12 со спиральными диффузорами 13, в .центрах которых на входе и выходе из устройства установлены уплотняющие проводки 14. Вокруг кольцевого электрода 6 установлено соосно с зазором водоохлаждаемое кольцевое газовое сопло 15. Токопровод 1.6 контактирует с зачищаемой катанкой 17.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально в электродуговую камеру 1 вводится через уплотняющие проводки 14 очищаемая катанка l7. За- ус тем создается вакуум в электродуговой камере 1 путем подачи в обе эжекторные камеры 9 рабочего газа одинакового давления. Для этого рабочий гаэ (воздух, азот и др.) под давлением

0,2-0,4 ИПа подводится к тангенциальному соилу 10, разгоняется в нем, и с большой скоростью вводится в эжекторную. камеру 9, где образуется вращающийся поток с центральной вакуум35

-ной зоной. в которую через конический патрубок 11 эжектируется газ иэ электродуговой камеры 1. Общий поток рабочего и отсасываемого газов через цилиндрическую трубу 12 поступает в спиральный диффузор 13, где происходит его торможение и увеличение давления, после чего полученная смесь выбрасывается в атмосферу. Когда газ из электродуговой камеры 1 откачен, на водоохлаждаемый кольцевой электрод

6 подается охлаждающая вода по трубкам 7. Дальнейшая работа устройства возможна в двух вариантах.

В первом варианте охлаждаемое О. газовое сопло 15 является электричес- О ки нейтральным, а ток подводится на очищаемую катанку 17 через токоподвод 16, на водоохлаждаемый кольцевой электрод 6 через трубки 7, изолированные от электродуговой камеры 1 с помощью изоляторов 8, а также на магнитную катушку 2. На дополнительные магнитные катушки 4 подается потен6 4 циал от источника переменного тока (не показан).

Между водоохлаждаемым кольцевым электродом 6 и катанкой 17 возбуждается дуговой разряд с помощью высоковольтного генератора (не показан).

Через кольцевое газовое сопло 15 н электродуговую камеру 1 в область дугового разряда подается газообразное или парообраэное вещество, например аммиак, азот, смесь метана с кислородом, пары меди, парообразные легкоионизирующие присадки, которые, проходя через кольцевое газовое сопло 15, стабилизируют дуговой разряд в приэлектродной области. Дуговой разряд горит в вакууме и вращается с помощью магнитной катушки 2. Дополнительные катушки 4, закрепленные на магнитопроводе 3 создают осевое магнитное поле, приводящее нестабиниэированный участок электродугового разряда в колебательное движние с частотой, соответствующей частоте питающего катушки 4 переменного тока.

Увеличение эачищаемой поверхности катанки 17 при наложении сложного магнитного поля от магнитных катушек

2 и 4 возможно не только эа счет вращения электродугового разряда, но и путем осуществления движения дуговой привязки вдоль оси электродуговой камеры 1. Если в электродуговую камеру I через кольцевое газовое сопап 15 подается в качестве плаэмообраэующего газа смесь метана и воздуха, то можно получить восстановительную среду (C0+Hg) при конверсии, что способствует восстановлению окалины и увеличивает производительность очистки.

Очищенная в электродуговой камере 1 катанка 17 поступает в выходной вихревой эжектор 5, где в эжекторной камере 9 и цилиндрической трубе 12 происходит интенсивное ее охлаждение в вихревом потоке защитного газа. Отработанные газы и окалина иэ электродуговой камеры 1 через конические патрубки 11 отсасынаются и с помощью спиральных диффуэоров 13 направляются на очистку (не показано).

Во втором варианте работы водоохлаждаемое газовое сопло 15 подключают через балластное сопротивление к источнику питания (не показано) для снижения силы тока во вспомогательном дуговом разряде, горящем между кольцевым электродом 6 и газовым соп лом 15. Работа устройства со вспомо1113196 гательным электродуговым разрядом позволяет автоматически зажигать осНоВНоН электродуговой разряд между кольцевым электродом 6 и очищаемой катанкой 17, в случае его случайного 5 погасания. Кроме того, вспомогательный электродуговой разряд позволяет получить диффузуную привязку к поверхности кольцевого электрода 6, что приводит к увеличению скорости враще- 10 ния основного электродугового разряда. Дальнейшая работа устройства происходит аналогично первому варианту.

l установка вокруг электродуговой камеры магнитопровода, на котором за" креплены по меньшей мере две дополни" тельные магнитные катушки и соосная установка вокруг кольцевого электрода с зазором водоохлаждаемого кольцевого 20 газового сопла позволяет повысить производительность устройства для очистки катанки дуговым разрядом путем увеличения скорости очистки за счет расширения осевой подвижности дугового пятна Расширение осевой подвижности дугового пятна достигается при наложении переменного магнитного поля с помощью дополнительных магнитных катушек, закрепленных на магнито-30 проводе, который концентрирует магнитное поле в межэлектродном пространстве. Поэтому колебания приэлектродного пятна на металле под действием переменного магнитного поля увеличивает производительность очистки, так как возрастает площадь очищаемого металла в единицу времени. Производительность устройства повышается при установке вокруг кольцевого электрода с зазором водоохлаждаемого кольцевого газового сопла, вследствие интенсификации процесса очистки восстановительными газами, которые получаются в результате конверсии в электродуговом разряде при подаче в электродуговую камеру через водоохлаждаемое кольцевое газовое сопло природного газа. При этом происходит восстановление наиболее прочных составляющих окисного слоя (f е<0» "e 0 ), что повышает производительность очистки.

В процессе конверсии СН возможно образование мелкодисперсной сажи, которая осаждается на зачищенном металле и может использоваться в качестве подсмазочного слоя при волочении катанки, что позволяет совмещать процесс очистки катанки с нанесением подсмазочного слоя, Предлагаемое устройство позволяет работать с производительностью очистки, обеспечивающей скорость движения ояищаемой катанки в диапазоне 1,0-4,0 м/с достигаемой в реальных процессах волочения, что достигается при вводе через водоохлаждаемое кольцевое газовое сопло з электродуговую камеру парообразных и иониризующих добавок, например КС1 или аргона, которые дают возможность получить диффузную привязку к очищаемой катанке, при токах на дуге

100-200 А, а так как скорость вращения электродугового разряда пропорциональна току, то это позволяет повышать производительность очистки.

11 13196

Составитель О. Румянцева

Редактор Н. Воловик ехред Т.Дубинчак Корректор С. Черни

Заказ 6500i10 Тираж 794 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4