NO128189B

NO128189B -

Info

Publication number: NO128189B
Application number: NO00731/70*[A
Authority: NO
Inventors: B Lomar
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1969-03-05
Filing date: 1970-03-02
Publication date: 1973-10-08
Also published as: SE324404B; ZA701410B; DE2009644A1; FR2031305A5; CH508974A; DE2009644B2; BR7017223D0; JPS4734175B1; BE746093A; GB1245197A

Description

Apparat for lysbuesmelting. Apparatus for arc melting.

Denne oppfinnelse vedrører en for-bedring av apparaturen for lysbuesmelting. Nærmere .betegnet vedrører den en for-bedret lysbueovn med konsumerbare elek-troder for nedsmelting av metaller. This invention relates to an improvement of the apparatus for arc melting. More specifically, it relates to an improved electric arc furnace with consumable electrodes for melting down metals.

Ovner som hittil har vært konstruert Furnaces that have been constructed so far

for nedsmelting av for eksempel stål, titan eller zirkonium til barrer har som regel vært av store dimensjoner, kompliserte, og ute av stand til å gi rask fremstilling. Fordi disse metaller reagerer med atmosfæregas- for melting down, for example, steel, titanium or zirconium into ingots have usually been of large dimensions, complicated, and incapable of rapid production. Because these metals react with atmospheric gas-

ser ved høyere temperaturer, må smelte-ovnene være lukkete og nedsmeltingen foretas i en inert atmosfære, for eksempel argon eller helium eller i vakuum. Etterat man har nedsmeltet metallet til en barre, må det holdes i ovnen i en viss tid inntil det er nedkjølt til en temperatur hvor det uten fare kan utsettes for luften. Ned-kjølingsperioden kan være like lang som den tid det kreves for å smelte ned barren. Når barren er kald, må ovnen i allfall del- see at higher temperatures, the melting furnaces must be closed and the melting down is carried out in an inert atmosphere, for example argon or helium or in a vacuum. After the metal has been melted down into an ingot, it must be kept in the furnace for a certain time until it has cooled to a temperature where it can be exposed to the air without danger. The cool-down period can be as long as the time required to melt down the ingot. When the ingot is cold, the furnace must at least partially

vis tas fra hverandre, og barren og elektrodestumpen fjernes, mens et nytt elek-trodesett må innsettes på plass innen det kan begynnes på en annen nedsmeltnings-syklus. vis is taken apart, and the ingot and electrode stub are removed, while a new electrode set must be inserted in place before another melting cycle can be started.

For å unngå de foranstående ulémper To avoid the above disadvantages

er det i samsvar med denne oppfinnelse fremskaffet en lysbuesmelteapparatur omfattende en ovnstetthet hvori det er opphengt en bevegelig elektrodeholder som løsbart holder en elektrode i avstand fra en annen elektrode, hvor en strømkilde er beregnet på å kobles mellom disse elektro-der, og et kjennetegnende trekk består i at når den elektrode som er festet til holderen er blitt forbrukt og smeltet ned til en barre, in accordance with this invention, an arc melting apparatus has been provided comprising a furnace seal in which is suspended a movable electrode holder which releasably holds an electrode at a distance from another electrode, where a current source is intended to be connected between these electrodes, and a characteristic feature consists in that when the electrode attached to the holder has been consumed and melted down to an ingot,

blir den gjenværende stump av elektroden becomes the remaining stub of the electrode

førtsammen med sin holder inn i en seksjon av ovnen like ved barren av en elektrode-drivmekanisme som er løsbart montert i arbeidsinngrep med ovnsenheten, idet drivenheten innbefatter for dette formål en ramme som kan kobles sammen med elektrodeholderen mens apparaturen er i nor-mal drift, og kan føre holderen sammen med dens elektrodestump når elektroden er blitt forbrukt, inn i den kaldere del av ovnen like ved barren, hvor rammen løsgjøres fra holderen og fjernes fra ovnsenheten og etterlater holderen og elektrodestumpen og barren på dette sted, samtidig som det forefinnes organer for gjentetting av ovnsenheten etterat rammen er tatt bort fra denne. brought together with its holder into a section of the furnace close to the bar of an electrode drive mechanism which is releasably mounted in working engagement with the furnace unit, the drive unit including for this purpose a frame which can be connected to the electrode holder while the apparatus is in normal operation, and may lead the holder together with its electrode stub when the electrode has been consumed into the colder part of the furnace adjacent to the ingot, where the frame is detached from the holder and removed from the furnace assembly leaving the holder and the electrode stub and the ingot in this location, while providing means for resealing the oven unit after the frame has been removed from it.

Andre hensikter og trekk ved denne oppfinnelse vil fremgå klarere av den et-terfølgende beskrivelse, hvori det er hen-vist til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et generelt sideriss, delvis bortbrutt, av et apparat som inneholder trekk ved denne oppfinnelse. Fig. 2 viser et generelt planriss av apparatet ifølge fig. 1, og illustrerer forbin-delsen mellom elektrodemanipulerings-mekanismen og et flertall ovnsenheter. Fig. 3 viser et horisontalsnitt gjennom apparatet ifølge fig..1 med snittet lagt etter linjen 3—3. Fig. 4 viser et horisontalsnitt gjennom apparatet i fig. 1 med snittet lagt etter linjen 4—4. Fig. 5 viser i større målestokk et sideriss med delvis bortbrutte partier av den nedre del av apparaturen. Other purposes and features of this invention will appear more clearly from the following description, in which reference is made to the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a general side view, partially broken away, of an apparatus that contains features of this invention . Fig. 2 shows a general plan view of the apparatus according to fig. 1, and illustrates the connection between the electrode manipulation mechanism and a plurality of furnace units. Fig. 3 shows a horizontal section through the apparatus according to fig..1 with the section laid along the line 3-3. Fig. 4 shows a horizontal section through the apparatus in fig. 1 with the cut placed after the line 4—4. Fig. 5 shows on a larger scale a side view with partially broken away parts of the lower part of the apparatus.

Fig. 6 viser et mere detaljert planriss av mekanismen for fastlåsing av en elektrode i elektrodeholderen. Fig. 6 shows a more detailed plan view of the mechanism for locking an electrode in the electrode holder.

I fig. 1 er en apparatur som innbefatter trekk ved denne oppfinnelse vist sammen-montert med en av ovnsenhetene. Apparaturen kan for å forenkle beskrivelsen, deles opp i tre bestanddeler. Selve ovnsenheten er antydet generelt med 12, elektrodedrivmekanismen med 14, og den apparatur som driver og setter elektroden på plass, med 16. In fig. 1 is an apparatus incorporating features of this invention shown assembled with one of the oven units. To simplify the description, the apparatus can be divided into three components. The furnace unit itself is indicated generally by 12, the electrode drive mechanism by 14, and the apparatus that drives and sets the electrode in place by 16.

Det vil fremgå klart av fig. 2 at et flertall ovnsenheter 12 er plasert langsetter en sirkelbue som omgir den apparatur 16 som setter elektrodene på plass. Dette gjør det mulig for elektrodedrivmekanismen 14 å kunne svinges og monteres i selektivt arbeidsinngrep med hver ovn, slik det vil bli forklart i detaljer i det etterfølgende. It will be clear from fig. 2 that a plurality of furnace units 12 are placed along a circular arc that surrounds the apparatus 16 that sets the electrodes in place. This enables the electrode drive mechanism 14 to be pivoted and mounted in selective working engagement with each furnace, as will be explained in detail hereinafter.

Ovnsenheten 12 er oppbygget av en yttermantel 18, hvcri det er opptatt en kjølt digel 20. Rommet mellom ytterman-telen 18 og digelen 20 danner en kjøle-kappe 22 hvor man kan innføres gjennom et inntak 24 og tappes, ut gjennom et ut-tak 26. Digelen er fortrinsvis fremstilt av kobber og er ved dens. øvre flate utstyrt med en utad forløpende flens 28 som ligger over en tilsvarende flens 30 ved toppen av en del av ovnsveggen 18 (fig. 5). Over flensen 28 forefinnes det en isolerende ring 32, hvorover det er plasert et nedre lukkekam-mer 34, som likeledes fortrinsvis har kjøle-kappe i veggene, og som ved dets bunn er utstyrt med en flens 35 svarende til flensene 28 og 30. Flensene og den isolerende ring holdes på plass av for eksempel isolerende bolter 36. Fordi digelen 20 og det metall som inneholdes i denne tjener som den ene elektrode, sørger det for at man får passende elektrisk forbindelse med digelen over en blokk 38 som i vertikalret-ningen er forskyvbart opptatt i en ring 40, som i sin tur bæres av ovnens sidevegger over armer 42. Blokken 38 presses oppad til tett og god elektrisk kontakt med bunnen i digelen 20 av fjærer 44. Bøyelige kabler 46 forbinder blokken 38 med en kol-loktorring 48 hvorfra en. leder 50 løper ut gjennom ovnsveggen, hvor den på utsiden er koblet til en passende strømkilde som ikke er vist. The furnace unit 12 is made up of an outer jacket 18, where a cooled crucible 20 is occupied. The space between the outer jacket 18 and the crucible 20 forms a cooling jacket 22 which can be introduced through an inlet 24 and drained out through an outlet 26. The crucible is preferably made of copper and is attached to it. upper surface equipped with an outwardly extending flange 28 which lies above a corresponding flange 30 at the top of a part of the furnace wall 18 (fig. 5). Above the flange 28 there is an insulating ring 32, above which is placed a lower closing chamber 34, which likewise preferably has a cooling jacket in the walls, and which is equipped at its bottom with a flange 35 corresponding to the flanges 28 and 30. The flanges and the insulating ring is held in place by, for example, insulating bolts 36. Because the crucible 20 and the metal contained therein serves as the one electrode, it ensures that a suitable electrical connection is obtained with the crucible over a block 38 as in the vertical direction is displaceably engaged in a ring 40, which in turn is supported by the side walls of the furnace over arms 42. The block 38 is pressed upwards to tight and good electrical contact with the bottom of the crucible 20 by springs 44. Flexible cables 46 connect the block 38 with a colloctor ring 48 from which a. conductor 50 runs out through the furnace wall, where it is externally connected to a suitable power source not shown.

I ovnens nedre halsseksjon 34 som er vist i fig. 5, forefinnes det organer for løs-bar fastholdelse av en elektrodeholder, som i den utførelse som beskrives innbefatter en rekke innadrettete tapper 52. Disse tapper løper gjennom passende pakningshylser 53 i halsveggen og er på yttersiden gjenget som vist ved 54 og forløper ut gjennom kasetter 56. Håndratt 58 er dreibart festet til endene av kasettene og skrudd inn på gjengene 54 på tappene. Regulering av tappene 52 oppnåes ved å dreie håndrattene 58, noe som fører dem radielt innad og ut-ad. I nærheten av disse tappmontasjer 52, og fortrinsvis mellom dem rundt omkret-sen på ovnen forefinnes det kikkhull som dannes av korte stykker av rør 60 som ved deres innerender er åpne og på ovnens ut-side er utstyrt med flenser. Kikkglass 62 beskyttes og avtettes med pakninger 63 og holdes godt på plass av påskrudde tetnings-ringer 64. Det forefinnes likeledes et rør-uttak 66 gjennom veggen av den nedre halsseksjon i ovnen for å gjøre det mulig å innføre og å trekke av inerte gasser fra ovnens indre, eller å gi en forbindelse med et vakuumpumpesystem, dersom ovnen skal arbeide ved undertrykk. På toppen av den nedre halsseksjon i ovnen forefinnes det en øvre halsseksjon 68, som er utstyrt med et ytterligere sett tappmontasjer og kikkhull som er av identisk konstruksjon og virkemåte som dem der forefinnes i den nedre halsseksjon, og som for å lette over-sikten er blitt nummerert tilsvarende. Bunnen av halsseksjonen 68 er festet til en horisontalplate 70, hvori det er en sentralt-liggende åpning 72. In the furnace's lower neck section 34 which is shown in fig. 5, there are means for releasably retaining an electrode holder, which in the embodiment described includes a number of inwardly directed pins 52. These pins run through suitable packing sleeves 53 in the neck wall and are threaded on the outside as shown at 54 and extend out through cassettes 56. Handwheel 58 is rotatably attached to the ends of the cassettes and screwed onto the threads 54 on the pins. Regulation of the pins 52 is achieved by turning the handwheels 58, which moves them radially inwards and outwards. In the vicinity of these pin assemblies 52, and preferably between them around the perimeter of the oven, there are peepholes formed by short pieces of pipe 60 which are open at their inner ends and equipped with flanges on the outside of the oven. Sight glass 62 is protected and sealed with gaskets 63 and is held firmly in place by screwed sealing rings 64. There is also a pipe outlet 66 through the wall of the lower neck section of the furnace to make it possible to introduce and withdraw inert gases from the interior of the oven, or to provide a connection with a vacuum pump system, if the oven is to work under negative pressure. On top of the lower neck section in the furnace there is an upper neck section 68, which is equipped with a further set of pin mounts and peepholes which are of identical construction and operation to those found in the lower neck section, and which, for easy overview, are have been numbered accordingly. The bottom of the neck section 68 is attached to a horizontal plate 70, in which there is a centrally located opening 72.

Som vist i figurene 1 og 4 kan åpningen 72, som følgelig ligger i avstand fra toppen på selve ovnen, gjenlukkes og ovnsenheten gjentettes på ønskete tidspunkter under driftssyklusen, ved hjelp av en ven-tilklaff 74. En tetningsring 76 er festet til undersiden av platen 70 rundt yttersiden av åpningen 72 for derved å gi gasstett avtetting når klaffen 74 holdes tett på plass i dens lukkete stilling og dessuten å tjene som pakning mellom den øvre flens på den nedre halsseksjon 34 og platen 70. Et gaf-felstykke eller Y-formet stykke 78 er festet til en hengselaksel 80, som fastholdes horisontaldreibart av endelagere 82 som bæres av sideveggen i halsseksjonen, for eksempel av braketter 84. Hovedpartiet av gaffelstykket 78 er forholdsvis dypt for å gi stor stivhet til klaffen 74 og er utstyrt med en langsgående sliss 86. For å fast-holde halsseksjonveggen på steder som ligger under platen 70 forefinnes det tapper 88 som løper gjennom tettingsbøssinger 90. Til deres innerender er det fastgjort vippearmer 92, som ved deres frie ender er forbundet med hverandre over en tverr-aksel 94 som glir i slissen 86 i gaffelstykket 78. Ytterendene på tappene 88 er utstyrt As shown in figures 1 and 4, the opening 72, which is consequently located at a distance from the top of the furnace itself, can be reclosed and the furnace unit resealed at desired times during the operating cycle, by means of a valve 74. A sealing ring 76 is attached to the underside of the plate 70 around the outside of the opening 72 to thereby provide a gas-tight seal when the flap 74 is held tightly in place in its closed position and also to serve as a gasket between the upper flange of the lower neck section 34 and the plate 70. A clevis piece or Y-shaped piece 78 is attached to a hinge shaft 80, which is held horizontally rotatably by end bearings 82 which are carried by the side wall in the neck section, for example by brackets 84. The main part of the fork piece 78 is relatively deep to give great rigidity to the flap 74 and is equipped with a longitudinal slot 86. In order to hold the neck section wall in place at places below the plate 70, there are studs 88 which run through sealing bushings 90. To their inner ends, there are fixed t rocker arms 92, which at their free ends are connected to each other over a cross shaft 94 which slides in the slot 86 in the fork piece 78. The outer ends of the pins 88 are equipped

med fast påmonterte kjedehjul 96. En driv-aksel 98 er montert horisontalt i lagre 100 with permanently attached sprockets 96. A drive shaft 98 is mounted horizontally in bearings 100

på braketter 102 som på passende måte er fastgjort til utsiden på halsvveggen, og ved dens ytterender bærer kjedehjul 1.04, som er koblet sammen med kjedehjulene 96 over en drivkjede 106. Drivakselen 98 påvirkes ved å dreie et håndratt 108 på en manøveraksel 110 som virker over en vanlig snekkegearkasse 112. on brackets 102 which are suitably attached to the outside of the neck wall, and at its outer ends carry sprockets 1.04, which are connected to the sprockets 96 via a drive chain 106. The drive shaft 98 is actuated by turning a handwheel 108 on a maneuvering shaft 110 which acts above a normal worm gearbox 112.

Drivmekanismen 14 for elektroden er innrettet til å være løsbart montert på toppen av den øvre halsseksjon 68 på ovnsenheten 12. Toppen av seksjonen 68 ender i en horisontal flens 114, og på toppen av denne er det plasert en isolerende ring eller pakning 116. Disse er festet til bunnplaten 118 på elektrodedrivmekanismen, fortrinsvis ved hjelp av isolerte bolter 120. Sentralt i platen 118 er det anordnet en åpning 122. Bunnplaten 118 er fastgjort til et nedre vinkelbærestykke 124, og en topplate 126 som ligger i avstand fra den underliggende plate 118, er på tilsvarende måte fastgjort til et vinkelbærestykke 128. Mellom topp-platen 126 og bunnplaten 118 er det anordnet føringsstykker 130. Det forefinnes fortrinsvis tre slike føringsstykker som ligger i samme avstand fra hverandre, og mellom disse føringsstykker forefinnes lederskinner 132, som i tillegg til å føre elektrisk strøm, dessuten tjener som ytterligere føringer for føringsplaten 134, som de løper gjennom. Trinser 136, se fig. 3, er dreibart festet til føringsplaten 134 og glir mot føringsstykkene 130 for derved å gi nøyaktig styring av føringsplaten 134 når denne vandrer opp og ned på føringsstyk-kene og lederskinneføringene. Fra førings-platen 134 løper over en avtetting 138 og en krage 140 elektrodebær er ammen som er i form av et rør 142, og er dreibart opplagret i føringsplaten 134. The drive mechanism 14 for the electrode is adapted to be releasably mounted on top of the upper neck section 68 of the furnace unit 12. The top of the section 68 terminates in a horizontal flange 114, on top of which is placed an insulating ring or gasket 116. These are attached to the bottom plate 118 of the electrode drive mechanism, preferably by means of insulated bolts 120. An opening 122 is arranged in the center of the plate 118. The bottom plate 118 is attached to a lower angle support piece 124, and a top plate 126 which is at a distance from the underlying plate 118, is similarly attached to an angle support piece 128. Guide pieces 130 are arranged between the top plate 126 and the bottom plate 118. There are preferably three such guide pieces that are at the same distance from each other, and between these guide pieces there are guide rails 132, which to conduct electric current, moreover, serve as additional guides for the guide plate 134, through which they run. Pulleys 136, see fig. 3, is rotatably attached to the guide plate 134 and slides against the guide pieces 130 to thereby provide accurate control of the guide plate 134 when it moves up and down on the guide pieces and the conductor rail guides. Running from the guide plate 134 over a seal 138 and a collar 140 is the electrode carrier, which is in the form of a tube 142, and is rotatably stored in the guide plate 134.

Ved den øvre ende av rammen 142 er det horisontalt montert et tannhjul 144, og i inngrep med dette står det et tannhjul 146 som drives av en elektrisk motor 148. Motoren 148 er fortrinsvis montert i verti-kal stilling på en sokkel 150 som er fastgjort til føringsplaten 134. De tvil fremgå herav at motoren 148 over tannhjulene 146 og 144 er innrettet til å dreie rammerøret 142 om dets vertikalakse. At the upper end of the frame 142, a gear wheel 144 is mounted horizontally, and in engagement with this there is a gear wheel 146 which is driven by an electric motor 148. The motor 148 is preferably mounted in a vertical position on a base 150 which is fixed to the guide plate 134. It is clear from this that the motor 148 via the gears 146 and 144 is arranged to rotate the frame tube 142 about its vertical axis.

Bunnen på rammerøret 142 er som vist klarest i fig. 6 utstyrt med et flertall utad-løpende ører 152, hvis virkemåte og sam-virke med andre deler i apparaturen vil bli forklart i nærmere detaljer i det etter-følgende. Når dette er ønsket, selv om det ikke er nødvendig i alle tilfelle, kan ram-merøret 142 utstyres med kjøleorganer som for eksempel en vanlig vannkappe. Dette er imidlertid ikke blitt inntegnet i den opptegnete utførelse, for å gi klarere for-ståelse av og bedre oversikt over de viktig-ere elementer i anordningen. The bottom of the frame tube 142 is, as shown most clearly in fig. 6 equipped with a plurality of outwardly extending ears 152, whose operation and interaction with other parts of the apparatus will be explained in more detail in what follows. When this is desired, although it is not necessary in all cases, the frame tube 142 can be equipped with cooling means such as, for example, a regular water jacket. However, this has not been recorded in the recorded embodiment, in order to provide a clearer understanding of and a better overview of the more important elements in the device.

Sentralt inne i rammerøret 142 er det plasert en skyvestang 154," hvis bunn er utstyrt med et kamføringsfotstykke 156. Skyvestangen 154 løper oppad gjennom rammerøret 142, og ved et punkt av dens øvre del løper den gjennom en skyveavtet-ting 158. Toppen av stangen 154 er forskyvbart forbundet med tannhjulet 144, og er forbundet med den nedre ende av en stempelstang 160 som atter er fastgjort til stemplet (ikke vist) i en hydraulisk sylinder 162. Det vil fremgå at skyvestangen 154 kan føres opp og ned i forhold til ram-merøret 142 ved påvirkning fra den hydrauliske sylinder 162, og at denne vertikalbevegelse er uavhengig av den dreiebevegelse som kan overføres til rammerøret 142 fra motoren 148. Centrally located inside the frame tube 142 is a push rod 154, the bottom of which is equipped with a cam guide foot piece 156. The push rod 154 runs upwards through the frame tube 142, and at a point of its upper part it runs through a push seal 158. The top of the rod 154 is displaceably connected to the gear wheel 144, and is connected to the lower end of a piston rod 160 which is again attached to the piston (not shown) in a hydraulic cylinder 162. It will be seen that the push rod 154 can be moved up and down in relation to the frame - the tube 142 by the influence of the hydraulic cylinder 162, and that this vertical movement is independent of the turning movement that can be transferred to the frame tube 142 from the motor 148.

Streverstenger 164 forløper oppad og innad fra føringsplaten 134, og er ved deres toppender fastgjort til underplaten 166. Til bunnen av underplaten 166 er det fastgjort den øvre ende av den hydrauliske sylinder 162, og til dens øvre flate er fastgjort stempelstangen 168 til en hydraulisk sylinder 170. Denne sylinder er på den annen side fastgjort til topplaten 126, og løper fortrinsvis på grunn av dens store lengde, gjennom topplaten 126 og videre oppover over denne. Det vil fremgå at hele rammerørmontasjen innbefattet den inn-vendige skyvestang kan heves og senkes vertikalt ved påvirkning fra den hydrauliske sylinder 170, og at montasjen holdes i flukt ved at det forefinnes en føringsplate 134 som løper opp og ned på føringsstykker 130 og strømskinnestykker 132, og ved hjelp av selve rammerøret der hvor dette løper gjennom platen 118, nemlig ved hjelp av en glidepakning 172. Strut rods 164 extend upwards and inwards from the guide plate 134, and are attached at their top ends to the lower plate 166. To the bottom of the lower plate 166 is attached the upper end of the hydraulic cylinder 162, and to its upper surface is attached the piston rod 168 of a hydraulic cylinder 170. This cylinder, on the other hand, is attached to the top plate 126, and preferably runs, due to its great length, through the top plate 126 and further upwards above it. It will be seen that the entire frame tube assembly including the internal push rod can be raised and lowered vertically under the influence of the hydraulic cylinder 170, and that the assembly is kept level by the presence of a guide plate 134 which runs up and down on guide pieces 130 and power rail pieces 132, and by means of the frame tube itself where it runs through the plate 118, namely by means of a sliding seal 172.

Som det har vært nevnt tidligere er elektrodedrivmekanismen 14 som en enhet As has been mentioned previously, the electrode drive mechanism 14 is as a unit

løsbart montert på ovnsenheten 12, hvorav releasably mounted on the furnace unit 12, of which

et flertall slike ovnsenheter er vist klarere a majority of such furnace units are shown more clearly

i fig. 2. For manipulering av drivenheten in fig. 2. For manipulating the drive unit

14 forefinnes det innstillingsorganer 16 som 14 there are setting bodies 16 which

i den opptegnede utførelse omfatter en ver-tikal stolpe 174 som er utstyrt med en meget tung sokkelplate som er fastgjort til og som bæres av stempelstangen 178 i en hydraulisk sylinder 180. Stolpen 174 holdes vertikalt ved at det forefinnes en utrettings-hylse 182 som holdes sikkert på plass for in the illustrated embodiment comprises a vertical post 174 which is equipped with a very heavy base plate which is attached to and which is carried by the piston rod 178 in a hydraulic cylinder 180. The post 174 is held vertically by the presence of a straightening sleeve 182 which is held certainly in place for

eksempel av vinkelstegstykker 184, som er example of angle step pieces 184, which are

fast forankret i mellomliggende etasjeskil-lere eller i andre bærekonstruksjoner. Stol- firmly anchored in intermediate floor dividers or in other supporting structures. Chair-

pen 174 er opptatt forskyvbart i vertikal-retningen i en hylse 182 og holdes vertikalt i denne av lagerbøssinger 186. En øvre hylse 188 omgir toppartiet av stolpen 174 og er utstyrt med en hetteplate 190 som rider på toppen av stolpen 174 på et trustlager 192. Hylsen 188 er dreibar om stolpen 174 ved at det forefinnes radiallagre 194. Toppen av hylsen 188 er fastgjort til bærestykket 128 og dens bunn til bærestykket 124 og bærer derved drivmekanismen 14. Det vil fremgå at når man fjerner boltene 120, kan bunnplaten 118 i drivmekanismen tas bort fra den isolerende ring 114 ved toppen av en vilkårlig ovnsenhet.Drivenheten kan deretter løsgjøres og løftes opp ved påvirkning fra den hydrauliske sylinder 180, som løfter opp stolpen 174, dens øvre hylse 188 og drivenheten som er fastgjort til denne, hvor-etter enheten kan svinges over og monteres i arbeidsinngrep med en annen av ovnsenhetene 12. pin 174 is held displaceably in the vertical direction in a sleeve 182 and is held vertically in this by bearing bushings 186. An upper sleeve 188 surrounds the top part of the post 174 and is equipped with a cap plate 190 which rides on top of the post 174 on a trust bearing 192. The sleeve 188 is rotatable about the post 174 by the presence of radial bearings 194. The top of the sleeve 188 is attached to the support piece 128 and its bottom to the support piece 124 and thereby supports the drive mechanism 14. It will be seen that when the bolts 120 are removed, the bottom plate 118 in the drive mechanism can is removed from the insulating ring 114 at the top of any furnace unit. The drive unit can then be detached and lifted up by the action of the hydraulic cylinder 180, which lifts up the post 174, its upper sleeve 188 and the drive unit attached thereto, after which the unit can be swung over and mounted in working engagement with another of the furnace units 12.

Detaljene i konstruksjonen for fastgjø-ring av en elektrode som skal smeltes opp til rammen 142 vil fremgå klart av figurene 5 og 6. En elektrode 196 er fastgjort, for eksempel ved sveising, til en kontaktplate 198, som igjen er løsbart festet til bunnen i en elektrodeholder 200, for eksempel over forsenkete hodebolter 202. The details of the construction for fixing an electrode to be melted to the frame 142 will be clear from figures 5 and 6. An electrode 196 is fixed, for example by welding, to a contact plate 198, which is in turn releasably fixed to the bottom in an electrode holder 200, for example over countersunk head bolts 202.

Holderen 200 er i dens ytre sidevegg utstyrt med innvendig forløpende hylser 204 som er innrettet til å flukte med endene på tappene 52 når disse er i deres in-nerste stillinger. Følgelig kan elektroden temporært bæres av tappene 52 i enten den øvre eller nedre stilling i ovnen der hvor de to sett tapper er plasert (se fig. 1). The holder 200 is equipped in its outer side wall with internally extending sleeves 204 which are arranged to be flush with the ends of the pins 52 when these are in their innermost positions. Consequently, the electrode can be temporarily supported by the pins 52 in either the upper or lower position in the furnace where the two sets of pins are placed (see Fig. 1).

Holderen 200 er ytterligere utstyrt med en innadvendt flens 206, som på dens un-derside er utstyrt med en rekke radielle fordypninger 208 som er innrettet til å oppta ørene 152 på den nedre ende av ram-merøret 142, samt en rekke adskilt-liggende radialt utskårete partier 210 av en størrelse som er litt større enn ørene 152 (se fig. 6). Det vil fremgå at en elektrode som bæres ved at tappene 52 griper fatt i holderen 200, kan fastlåses løsbart til rammerøret ved at man først senker rammemontasjen ved hjelp av den hydrauliske sylinder 170 slik at ørene 152 for enden av rammerøret 142 løper nedad gjennom de utskårete partier 210 på holderen 200, og blir liggende under denne flens 206. Deretter dreies ram-merøret 142 ved påvirkning av motoren 148, inntil ørene 152 blir liggende under deres motsvarende fordypninger 208. Løftevirk-ningen fra den hydrauliske sylinder 170 vil da løfte opp rammerørmontasjen, inntil The holder 200 is further equipped with an inward-facing flange 206, which on its underside is equipped with a series of radial recesses 208 which are adapted to receive the lugs 152 on the lower end of the frame tube 142, as well as a series of radially spaced apart cut-out portions 210 of a size slightly larger than the ears 152 (see Fig. 6). It will be seen that an electrode which is carried by the pins 52 gripping the holder 200 can be releasably locked to the frame tube by first lowering the frame assembly with the help of the hydraulic cylinder 170 so that the ears 152 at the end of the frame tube 142 run downwards through the cut out parts 210 on the holder 200, and lie below this flange 206. The frame tube 142 is then rotated under the influence of the motor 148, until the ears 152 lie below their corresponding recesses 208. The lifting effect from the hydraulic cylinder 170 will then lift up the frame tube assembly , up to

ørene 152 griper tett fatt i ringflensfordyp-ningene 208. Deretter påvirkes den hydrauliske sylinder 162 slik at skyvestangen 154 presses nedad, ved hjelp av stemplet 160, med dens bunn 156 i kontakt med toppen av platen 198 for å gi god elektrisk kontakt med denne og likeledes å utøve en nedad-rettet kraft mot ringen 200 for derved å låse rammeørene 152 sikkert fast i ring-flensfordypningene 208. the ears 152 grip tightly in the annular flange recesses 208. The hydraulic cylinder 162 is then influenced so that the push rod 154 is pressed downwards, by means of the piston 160, with its bottom 156 in contact with the top of the plate 198 to provide good electrical contact with this and likewise to exert a downwardly directed force against the ring 200 in order thereby to lock the frame ears 152 securely in the ring flange recesses 208.

Elektrisk kraft kan man med fordel overføre til en konsumerbar elektrode over en strømtilførselsledning 212 til den kombi-nerte strømskinne og føringsdel 132, som igjen overfører strøm til platen 134 over børster 214. Fordi den sentrale skyvestang .154 påvirkes med begrenset bevegelses-mulighet, kan man få forbindelse fra platen 134 til toppartiet av skyvestangen over ledninger 216 (fig. 3). Electrical power can advantageously be transferred to a consumable electrode via a power supply line 212 to the combined power rail and guide part 132, which in turn transfers power to the plate 134 via brushes 214. Because the central push rod .154 is affected with limited movement possibilities, one gets a connection from the plate 134 to the top part of the push rod via wires 216 (fig. 3).

Under driften av ovnen blir en elektrode 196, som kan fortrinsvis være formet på forhånd ved sammenpressing av rått metall eller en blanding av metall og leger-ingselementer, eller som kan være en på forhånd utsmeltet barre som skal omsmel-tes for å forbedre homogeniteten, fast forbundet med kontaktplaten 198, som festes til bunnen av ringen 200 ved festeboltene 202. Denne montasje blir deretter plasert i ovnen hvis hus opphenges og sentreres av tappene 52, som føres innad for å passe inn med hylsene 204 i holderringmontasjen. Elektroden bæres av det øvre sett av innvendig fremspringende tapper 52 og henger, som følge av elektrodens lengde, over og delvis inne i en digel 20 som på forhånd er blitt plasert i dens vannkappe og hus. Elektrodedrivmekanismen 14 blir deretter svin-get på plass ved å dreie drivinnstillings-mekanismen 16, og senkes ned på ovnsenheten ved påvirkning fra den hydrauliske sylinder 180. Pakningen 116, som på forhånd er satt på plass, flensen 118 som pas-ser godt inn med flensen 114, samt boltene 120, presses godt sammen for å lukke igjen ovnen. Rammerøret 142 senkes deretter ved påvirkning fra den hydrauliske sylinder 170, med ørene 152 ved bunnen av ramme-røret 142 løpende gjennom og under de radielle åpninger 210. Deretter dreies ram-merøret ved hjelp av en motor 148 for å bringe ørene 152 under fordypningene 208 i undersiden av ringflensen 206. Skyvestangen 154 føres deretter nedad ved at den hydrauliske sylinder 162 presser ørene 152 mot undersidene på fordypningene 208 og derved låser ringmontasjen og den opphengte elektrode sikkert fast til ramme-påvirkningsmekanismen. Det indre av ovnen blir deretter evakuert eller fylt med inert gass gjennom røret 66, dersom en slik tilstand er nødvendig eller ønskelig under nedsmeltingen. Kjølevæske bringes til å sirkulere gjennom vannkappene for å be-skytte de forskjellige deler mot overopp-varming, slik det vil være vanlig praksis. Deretter tilføres elektrisk strøm for å starte opp lysbuen og nedsmeltningen, idet forbin-delsen med digelen 20 sikres gjennom lederen 50 og mellom elektroden over drivmekanismen og lederen 212. During the operation of the furnace, an electrode 196, which may preferably be pre-formed by compression of raw metal or a mixture of metal and alloying elements, or which may be a pre-melted ingot to be remelted to improve homogeneity, firmly connected to the contact plate 198, which is attached to the bottom of the ring 200 by the fastening bolts 202. This assembly is then placed in the oven whose housing is suspended and centered by the pins 52, which are guided inward to fit with the sleeves 204 in the retaining ring assembly. The electrode is supported by the upper set of inwardly projecting pins 52 and, as a result of the length of the electrode, hangs above and partly inside a crucible 20 which has previously been placed in its water jacket and housing. The electrode drive mechanism 14 is then swung into place by turning the drive setting mechanism 16, and is lowered onto the furnace unit by the action of the hydraulic cylinder 180. The gasket 116, which has been fitted in advance, the flange 118 which fits snugly with the flange 114, as well as the bolts 120, are pressed firmly together to close the oven. The frame tube 142 is then lowered by the action of the hydraulic cylinder 170, with the ears 152 at the bottom of the frame tube 142 running through and under the radial openings 210. The frame tube is then rotated by a motor 148 to bring the ears 152 under the recesses 208 in the underside of the ring flange 206. The push rod 154 is then moved downwards by the hydraulic cylinder 162 pressing the ears 152 against the undersides of the recesses 208 and thereby locking the ring assembly and the suspended electrode securely to the frame impact mechanism. The interior of the furnace is then evacuated or filled with inert gas through the pipe 66, if such a condition is necessary or desirable during the meltdown. Coolant is circulated through the water jackets to protect the various parts from overheating, as would be common practice. Electric current is then supplied to start up the arc and the meltdown, the connection with the crucible 20 being secured through the conductor 50 and between the electrode above the drive mechanism and the conductor 212.

Total vertikalbevegelse av elektroden i forhold til digelen eller det nedsmeltete metall som inneholdes i denne, oppnåes, som det vil være innlysende, ved påvirkning av den øvre hydrauliske sylinder 170. De hydrauliske ledninger til og fra denne sylinder er koblet til vanlig apparatur og ven-tiler for frembringelse av hydrauliske trykk, som vil være velkjent for en fagmann på dette område. De trykkfrembringende organer kan være kontrollert med passende apparatur, så at man får de ønskete bue-smeltingsbetingelser i ovnen. Dette kan med fordel være arrangert slik at det opprettholdes en konstant lysbuespenning mellom bunnen av elektroden og det smeltete metall i digelen, og det kan brukes kjente elektriske koblinger til å påvirke organene for frembringelse av hydraulisk trykk til å opprettholde slike betingelser. Slike kon-trollmetoder og slik apparatur er velkjent, og danner i og for seg ikke noen del av denne oppfinnelse. Under disse betingelser kan det, fordi lengden av lysbuen er en funksjon av spenningen, opprettholdes en mer eller mindre konstant avstand mellom bunnen av elektroden og den smeltete dam av metall i digelen, og etterhvert som elektroden gadvis forbrukes og omdannes til barremetall i digelen, vil elektroden beve-ges automatisk for å opprttholde nedsmelt-ingsbetingelsene. Når elektroden er blitt forbrukt til det punkt hvor det trekk at lysbuens fotpunkt nærmer seg elektrode-festeplaten 198 gjør ytterligere nedsmelting uønsket, slås strømmen av. Sylinderen 170 påvirkes deretter for a plasere ringen 200 med dens fasthengende elektrodestump på plass slik at hylsene 204 flukter med det nedre sett av tapper 52. Disse føres deretter inn i deres tilsvarende hylser for å bære stumpen i kjølehalsen i ovnskonstruk-sjonen. Skyvestangen 154 føres deretter oppad mot rammerøret 142 for å løsne dette i hulrommet 208. Deretter blir ramme-røret senket og dreiet så at det kan løftes klart av den nå opphengte elektrodestump, og inn i den seksjon av ovnen som ligger ovenfor flensen 70. Ventilklaffen 74, som ligger under toppen av ovnen, gir plass for bunnfestet for rammerøret, som når det ligger ovenfor flensen 70, muliggjør påvirkning av klaffen 74 for å lukke åpningen 72 tett igjen ved passende dreining av hånd-rattet 108. Ved åpningen 72 gjenlukkes så den ovnsenhet som nå inneholder den opphengte stump og den barre som er blitt nedsmeltet, og disse holdes i ovnsenhetens indre, beskyttet fra påvirkning av atmos-færen inntil de er blitt tilstrekkelig kalde, så at de uten skade kan utsettes for at-mosfæren. Denne nedkjøling kan gjen-nomføres under vakuum, men fortrinsvis innføres en gass som ikke påvirker metallet, for å gi litt bedre varmeoverføring. Total vertical movement of the electrode in relation to the crucible or the molten metal contained therein is achieved, as will be obvious, by the action of the upper hydraulic cylinder 170. The hydraulic lines to and from this cylinder are connected to ordinary apparatus and ven- tiller for producing hydraulic pressures, which will be well known to a person skilled in the art. The pressure-producing organs can be controlled with suitable equipment, so that the desired arc-melting conditions are obtained in the furnace. This can advantageously be arranged so that a constant arc voltage is maintained between the base of the electrode and the molten metal in the crucible, and known electrical connections can be used to influence the means for generating hydraulic pressure to maintain such conditions. Such control methods and such apparatus are well known, and in and of themselves do not form any part of this invention. Under these conditions, because the length of the arc is a function of the voltage, a more or less constant distance can be maintained between the base of the electrode and the molten pool of metal in the crucible, and as the electrode is casually consumed and converted into ingot metal in the crucible, the electrode is automatically moved to maintain the meltdown conditions. When the electrode has been consumed to the point where the tendency for the base of the arc to approach the electrode attachment plate 198 makes further melting undesirable, the current is turned off. The cylinder 170 is then actuated to place the ring 200 with its attached electrode stub in place so that the sleeves 204 are flush with the lower set of pins 52. These are then fed into their corresponding sleeves to carry the stub in the cooling neck of the furnace structure. The push rod 154 is then guided upwards towards the frame tube 142 to loosen this in the cavity 208. The frame tube is then lowered and turned so that it can be lifted clear of the now suspended electrode stub, and into the section of the furnace that lies above the flange 70. The valve flap 74, which is located below the top of the furnace, provides space for the bottom attachment for the frame pipe, which when located above the flange 70, enables the flap 74 to be actuated to close the opening 72 tightly again by suitable turning of the hand-wheel 108. When the opening 72 is then closed again the furnace unit which now contains the suspended stub and the ingot which has been melted down, and these are kept inside the furnace unit, protected from the influence of the atmosphere until they have become sufficiently cold so that they can be exposed to the atmosphere without damage. This cooling can be carried out under vacuum, but preferably a gas is introduced which does not affect the metal, to give slightly better heat transfer.

Når stumpen og elektroden nå er plasert for nedkjøling i den spesielle ovnsenhet som var i drift, påvirkes plaseringsdriv-mekanismen 16 for å overføre elektrodedrivmekanismen 14 i stilling for arbeidsinngrep med en annen ovnsenhet. Dette skjer ved å fjerne boltene 120 og å løfte opp drivmekanismen 14 ved påvirkning av den hydrauliske sylinder 180 og å svinge den klar av den ovnsenhet som var i drift, og på plass for en fornyet syklus med den foran beskrevne rekke av arbeidstrin, ved driften av en annen ovnsenhet. When the stub and electrode are now positioned for cooling in the particular furnace unit that was in operation, the placement drive mechanism 16 is actuated to transfer the electrode drive mechanism 14 into position for working engagement with another furnace unit. This is done by removing the bolts 120 and lifting up the drive mechanism 14 by the action of the hydraulic cylinder 180 and swinging it clear of the furnace unit that was in operation, and in place for a renewed cycle with the previously described series of working steps, in operation of another oven unit.

Ovnen ifølge denne oppfinnelse er ef-fektiv, og kan arbeide raskt. Det trekk at det forefinnes organer slik som beskrevet hvor man kan holde en nedsmeltet barre og en elektrodestump i en ovnsenhet under nedkjøling, samtidig som man løsgjør drivmekanismen for anvendelse ved en annen ovnsenhet, muliggjør raskt arbeide og ef-fektiv utnyttelse av drivmekanismen og ovnskomponentene. The oven according to this invention is efficient and can work quickly. The feature that there are organs as described where a molten ingot and an electrode stub can be held in a furnace unit during cooling, while at the same time releasing the drive mechanism for use in another furnace unit, enables quick work and effective utilization of the drive mechanism and the furnace components.

Claims

1. Arc melting apparatus, of the kind that contains a furnace unit in which a movable electrode holder is suspended which releasably holds an electrode at a distance from another electrode, between which electrodes it is intended to apply a voltage from a current source, characterized by that the holder (200), which carries the electrode (196) after it has been consumed and melted into an ingot, is arranged together with the remaining stump of the electrode to be fed into a section of the furnace (34) close to the ingot, by by means of an electrode drive mechanism (14) which is releasably mounted in working engagement with the furnace unit, and that the drive unit for this purpose contains a frame (142) which can be connected with electric

the trode holder during the normal operation of the apparatus and is caused to guide the holder with its electrode stub when the electrode has been consumed into the cooled section (34) of the furnace adjacent to the ingot, while the frame (142) is adapted to be detached from the holder and to be removed from the furnace unit and leave the holder and the electrode stump as well as the ingot in this, and that the furnace unit is designed to be sealed after the frame has been removed from it.

2. Apparatus in accordance with claim 1, characterized in that there is a plurality of furnace units (12) each of which contains a cooled section (20), and that a single electrode drive mechanism (14) is arranged for these furnace units and can be selectively driven by drive means ( 16) for work interventions with any of these furnace units.

3. Apparatus in accordance with one of the preceding claims, characterized by means comprising a plurality of adjustable pins (52) which run inwards through gene in the oven unit for releasable retention of the electrode holder when this is not supported by the frame.

4. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular frame (142) is designed with ears (152) at its bottom, and that the electrode holder has a flange (206) designed with recesses (208) in which the ears can is taken up, as a push rod (154) is engaged in the frame tube and is designed to, when guided down in relation to the frame tube, bring the ears at the bottom of the frame tube into locking engagement with the depressions in the flange of the electrode holder.

5. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the means for resealing the oven unit contain a horizontal flap (74) which lies below the top of the oven unit.