184285. lajstromszámú szabadalom • Készülék a sínvégek előmelegítésére aluminotermikus sínhegesztésnél
1 184 285 2 A találmány sínvégek előmelegítésére szolgáló készülékre vonatkozik aluminotermikus sínhegesztésnél. Ismeretes a vasúti és a közúti villamossíneknek a hegesztése aluminotermikus eljárással. Ilyenkor rendszerint a sínkeresztmetszet teljes egészét megolvasztják aluminoenergetikus acéllal köztes és burkoló öntvény segítségével. Az aluminotermikus eljárást, ami speciális öntőformával történik, megelőzi az összehegesztendö sínvégek előmelegítése, amely úgy történik, hogy olyan égővel, amelyet fűtőanyag-levegő keverékkel, rendszerint propánnal és oxigénnel táplálunk, az öntőforma mintaüregében lángot létesítünk. Általában az öntőforma a benne emelkedő öntvény részére úgy van kiképezve, hogy az aluminoenergetikus acél a mintán belül egy vagy több oldalsó beömlő csatornán keresztül áramlik a mintaüreg síntalpnak megfelelő szakaszához és ezután alulról felfelé a mintaüregben fokozatosan felemelkedik. Az előmelegítés ideje alatt, ami például mintegy 5-6 percig tart, a forró láng, illetve a forró égéstermék a beömlő csatornán keresztül az öntőformából a környezetbe jut ki. A találmány célja most már az, hogy az összehegeszíendő sínvégek előmelegítésénél a külső légtérbe kerülő hőenergiát az öntőformán belül a sínvégek felhevítésére használjuk fel. A találmány tárgya az aluminotermikus sínhegesztésnél a sínvégek előmelegítését szolgáló készülék az öntőformára helyezhető olyan égővel, amellyel a sínek végeit magába foglaló mintaüregben láng kelthető úgy, hogy ez a formából a mintaüreghez képest oldalt, az aluminoenergetikus acél bevezetésére kiképzett csatornák legalább egyikén lép ki. Ezt a készüléket a találmány szerint az jellemzi, hogy olyan, az öntőformára helyezhető, a beömlő csatornák nyílásait átfedő lángfogó burkolata van, amely a lángot vezető csatornáktól kiindulva és a sín hosszanti középsíkjával párhuzamosan az öntőforma mindkét oldalán lefelé halad, úgy hogy lényegében ezeknek a lángot vezető csatornáknak a torkolata a sín talprészéhez van visszafordítva. Ilyen módon az öntőformából a szabad légtérbe kilépő forró láng, illetve forró égéstermék az öntőformán kívül és ennek mindkét homlok oldalánál a sín talprészéhez vezetődik, ami ezáltal az öntőforma közvetlen szomszédságában az egész előmelegítés ideje alatt szintén felmelegszik, ezáltal pedig a tényleges hegesztés helyének mindkét oldalára kiterjedő előmelegített rész alakul ki. Ez azt az előnyt szolgáltatja, hogy elsősorban a sín talpa az ezt követő öntési műveletnél az eddiginél hosszabb ideig meleg marad és így a nagyobb hőmérsékletgradiens elkerülhető a síntalp és a sínfej között az öntvény megszilárdulásánál, továbbá, hogy a síntalpnál és a síngerinc alsó részénél a kapcsolat jobb lesz. Egyidejűleg az öntőforma nedves kenőhomokja a forma külső oldalánál kiszárad és a káros hidrogén a formából kiűzetik. A találmány egyik előnyös kiviteli alakjának megfelelően a lángfogó burkolatot olyan kettős köpeny veszi körül, amelynek üregét hőszigetelő anyag tölti ki. Ezáltal elkerülhető a lángfogó burkolat számottevő hősugárzása. Konstrukciós szempontból különösen előnyösnek bizonyul az, ha a találmány egyik további ismérvének megfelelően a lángvezető csatornákat szögletes keresztmetszetű csövek alkotják. Ez a kivitel lehetővé teszi azt, hogy az egész készülék két szimmetrikusan kialakított lemezövből készüljön. Ilyenkor célszerű a lángvezető csatornákat képező csövek szabad végeinek ferde kiképzése a sínnel szemben. Ily módon a lángvezető csatornák torkolata megnagyobbodik. A találmány további ismérveit a következőkben az ábrákon feltüntetett kiviteli példa segítségével ismertetjük. Ezek az ábrák a következők: 1. ábra: a találmány szerinti készülék vázlatos oldalnézete az öntőformára felhelyezve; 2. ábra: az 1. ábra szerinti készülék homloknézete; 3. ábra: a készülék felülnézete öntőforma nélkül. A feltüntetett készülék a két 2 sín végeinek aluminotermikus hegesztésére szolgáló kétrészes 1 öntőformára van ráhelyezve. A mintaüreggel körülzárt hegesztési zóna előmelegítésére az a 3 égő szolgál, amely a 4 vezetéken keresztül propán és oxigén keverékével van táplálva. A 3 égő a minta felső oldala felől a minta üregében olyan lángot kelt, ami az öntőformából a mintaüreghez képest legalább egy oldalt elhelyezkedő és az aluminoenergetikus acél bevezetésére szolgáló, a mintaüreggel összeköttetésben lévő bevezető csatornán lép ki. Célszerű módon ez a bevezető csatorna a mintaüregnek a síntalpat magába fogadó szakaszával van összeköttetésben. Az előmelegítő berendezésnek ezen kívül a 6 bevezető csatornát lefedő 7 burkolata van. Ezt a 7 lángfogó burkolatot olyan lemezből készült 7’ kettős köpeny határolja, amelynek az üregét itt nem ábrázolt hőszigetelő anyag, például azbesztgyapot tölti ki. A 7 lángfogó burkolattól, párhuzamosan a sín hosszanti középsíkjával, az öntőforma mindkét oldala felé két 8 lángvezető csatorna indul ki, amelyek az ábrázolt példánál szögletes áramlási keresztmetszetű lemezcsőből vannak kiképezve. Mindegyik lángvezető csatornának van egy könyöke és a síntalp felé függőlegesen vezető szakasza, ami a síntalp felé, illetve a síngerinc és a síntalp átmeneti szakasza felé irányulva végződik. A lángvezető csövek szabad vége, amint a 2. ábra feltünteti, a 2 sín felé ferdén van levágva. Az egész lángvezető szerkezet például két egymással összekötött lemezövből lehet kiképezve. A készüléket egyszerű módon a 9 fogantyúval lehet az 1 öntőformára ráhelyezni, illetve arról eltávolítani. A szerkezet megtartására ezen kívül a minta homlokoldalán túlnyúló 10 feltétek szolgálnak, amelyek a 7 burkolatról lefelé nyúlnak ki. Az előzőkben ismertetett készülékkel a 6 bevezető csatornából kilépő lángot, illetve égésterméket vezetjük a hegesztendő sínvégek talpához és a síntalp és síngerinc közötti átmeneti zónához úgy, hogy ezek az öntőformán kívül lévő részek is előmelegednek a teljes előmelegítési idő alatt. A síneknek a találmány szerinti kiegészítő előmelegítése következtében a mangántartalmú síneknél, különösen a 900 N/mm2 szilárdságú mangántartalmú síneknél az egyébként a sín hegesztési művelete után szükséges utómelegítés elmaradhat. Az olyan öntőformák alkalmazása esetén, amelyeknek két egymással szemben lévő 6 bevezető csatornája van, az egyik csatorna nyílására a találmány szerinti készüléket, a másik csatorna nyílására pedig egy’ öntőtölcsért helyezünk. , Az ismertetett kiviteli példa a találmány szerinti alapgondolat keretei között különbözőképpen megváltoztatható. így például a lángvezető csatornáknak kör-, vagy ovális keresztmetszete is lehet. Ezen kívül lehetnek olyan további lángvezető csatornák, illetve elágazó csatornák is, amelyek a készülékkel ellentétes sínoldalLoz vezetnek. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
