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Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen zum Herstellen von Blöcken durch Elektroschlacken-Umschmelzen einer oder mehrerer verzehrbarer Elektroden, die in einem zum Anschliessen von Stromzuführungen eingerichteten Elektrodenhalter befestigt sind und mit ihren unteren Enden in den oberen, zur Aufnahme des
Schlackenbades und der Metallschmelze bestimmten Abschnitt einer Kokille eintauchen, an den ein unterer, engerer Kokillenabschnitt anschliesst, der mittels eines entfernbaren Bodens verschliessbar ist.
Bekanntgewordene Anlagen dieser Art (brit. Patentschrift Nr. 1, 089, 456) dienen zum Umschmelzen drahtförmiger, kontinuierlich in das Schlackenbad vorgeschobener Elektroden in eine Stange, die aus der Kokille nach unten abgezogen wird. Sie sind zur Herstellung schwererer Blöcke ungeeignet, bei der andere und mit diesen Anlagen nicht bewältigbare Probleme auftreten. Zunächst sind verständlicherweise die zu grossen Blöcken umzuschmelzenden verzehrbaren Elektroden schwer, woraus erhebliche Schwierigkeiten entspringen, weil die
Vorschubeinrichtungen praktisch nur für Elektroden mit einem Gewicht ausgelegt werden können, das unterhalb einer Schranke liegt.
Anderseits muss bei schweren und grossen Blöcken der Abkühlung eine besondere Beachtung zuteil werden, denn wenn der Block bis zu seiner Fertigstellung in der Kokille verbleibt, kühlt der von dem
Schlackenbad abliegende Blockabschnitt so stark ab, dass Risse auftreten können. Es ist versucht worden, der letztgenannten Schwierigkeiten mit einer Anlagekonstruktion (brit. Patentschrift Nr. 1, 103, 350) zu begegnen, bei welcher die Elektrode verschiebbar, der erschmolzene Block gegen einen unbewegbaren Kokillenboden dauernd abgestützt und die Kokille anhebbar ist, so dass die Möglichkeit besteht, den aus der Kokille ausgetretenen, unteren Blockabschnitt warm zu halten. Wegen der Vorschubeinrichtung für die Elektrode oder Elektroden ist aber deren Gewicht beschränkt.
Bei andern Anlagen (belgische Patentschrift Nr. 979583) hat man versucht, dieser Gewichtsbeschränkung zu entgehen und die stationär gehaltenen Elektroden in einer ebenfalls fest aufgestellten Kokille umzuschmelzen, deren Querschnitt annähernd dem Querschnitt der Schmelzelektroden entspricht, wobei die erwähnten Abkühlungsschwierigkeiten bestehen bleiben.
Ziel der Erfindung ist es, eine Anlage zu schaffen, die von den erwähnten Mängeln frei ist und mit der auch Blöcke grossen Gewichtes und von einwandfreier Qualität hergestellt werden können. Dieses Ziel ist mit einer Anlage des eingangs umrissenen Aufbaues erreichbar, bei der erfmdungsgemäss sowohl der Boden der Kokille, die in an sich bekannter Weise an einem mittels eines Antriebs in Vertikalrichtung verstellbaren Traggestell angeordnet ist, als auch der Elektrodenhalter in Betriebsstellung in Vertikalrichtung unbewegbar abgestützt ist, und dass der Querschnitt des verengten, unteren Kokillenabschnittes das etwa 1- bis 1, 2-fache des Querschnittes der Elektrode bzw. des Gesamtquerschnittes sämtlicher Elektroden beträgt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kokillenboden einen in den verengten, unteren Abschnitt der Kokille einführbaren Ansatz auf, dessen Höhe höchstens der Länge dieses Kokillenabschnittes entspricht und dessen Querschnitt der lichten Weite des verengten, unteren Kokillenabschnittes angepasst ist. Mit solchen Ansätzen lässt sich das Schlackenbad auf den oberen und weiteren Kokillenabschnitt beschränken, wenn sich am Beginn eines Umschmelzvorganges noch kein ausreichender Block bzw. eine ausreichende Metallschmelze gebildet hat. In den erweiterten oberen Kokillenabschnitt können verzehrbare Elektroden grossen Querschnitts eintauchen, die dann kürzer sein können und leichter herstellbar sind.
Diese bekannte Erweiterung der Kokille ist demnach beim Erschmelzen grosser Blöcke besonders vorteilhaft, bei dem meistens von mehreren grossen Elektroden ausgegangen wird, die bei Speisung aus einem Dreiphasennetz auch ausreichend distanziert sein müssen.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht ist. In den Zeichnungen zeigt Fig. l eine erfindungsgemässe Anlage nach dem Eingiessen der flüssigen Schlacke in die Kokille ; Fig. 2 während des Abschmelzens der Elektroden und Fig. 3 in Draufsicht.
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Aussenseite des Rahmens --2-- sind voneinander isolierte Stromzuführungen-7--und an der Innenseite der Platte Stromabnehmer --8-- angeordnet, die über Zuleitungsschienen-9-mit einer Stromquelle
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An den Tragsäulen--l--ist ein in vertikaler Richtung mit Hilfe eines Antriebs--11--bewegliches rraggestell --12-- montiert, auf welches die Kokille --13-- aufgesetzt ist, die sich unterhalb der Öffnung --3-- des Rahmens-2-befindet. Vor dem Beginn des Prozesses wird die Kokille --13-- auf einen Kokillenboden-14-aufgestellt, der an einem verfahrbaren Wagen --15-- montiert ist. Die kühlbare Kokille--13--weist einen oberen Abschnitt--16--zur Aufnahme eines Schlackenbades--17--auf, in velches die Elektroden --6-- mit ihren unteren Enden eintauchen. An diesen oberen schliesst über eine z.
B. kugelförmige Schulter ein engerer Abschnitt--18--an, in dem sich das abgeschmolzene Metall sammelt und : u einem Block --19-- erstarrt. Der Querschnitt dieses unteren Kokillenabschnittes beträgt das etwa l-bis L, 2-fache des Querschnittes der umzuschmelzenden Elektrode oder, wenn mehrere Elektroden vorhanden sind, hres Gesamtquerschnittes.
Diese Abstimmung der Querschnitte von Elektroden und Kokillenunterteil schafft die Bedingungen für die
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Führung des Prozesses bei unbeweglich gehaltenen Elektroden und feststehendem Kokillenboden. Verständlicherweise wird man trachten, dem Idealwert--l--des Querschnittsverhältnisses so nahe wie möglich zu kommen, weil dann die Längenabnahme der Elektrode oder Elektroden der Längenzunahme des herzustellenden Blockes entspricht und sich die Tiefe des Schlackenbades nicht ändert.
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dieses Niveaus liegt. Diese Stirnfläche bildet den unteren Abschluss des zur Aufnahme des Schlackenbades bestimmten Kokillenraumes, solange der Umschmelzvorgang noch nicht bis zur Ausbildung eines Blockes vorgeschritten ist.
Sobald die Kokille so weit angehoben ist, dass der untere Teil des Blockes --19-- aus ihr auszutreten beginnt und im weiteren Verlauf des Umschmelzvorganges kann dieser Blockunterteil mit Hilfe eines wärmedämmenden Schirmes--22--vor zu rascher Abkühlung geschützt und damit das Auftreten von Rissen vermieden werden.
Die Anlage wird auf nachstehende Weise betrieben.
Bei der Vorbereitung eines Umschmelzprozesses wird der Wagen--15--samt dem Kokillenboden - unter die Öffnung --3-- im Rahmen --2-- gestellt und die Kokille --13-- wird durch
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--12-- derartDie verzehrbaren Elektroden--6--werden in den Haltern--5--der Platte--4--befestigt und zusammen mit dieser in der Öffnung --3-- des Rahmens --2-- angeordnet, so dass sich die Stromzuführungen --7-- und Stromabnehmer --8-- berühren. Die unteren Enden der Elektroden-6liegen dann innerhalb des oberen Kokillenabschnittes--16--ohne die Kokillenwandung zu berühren. Darauf wird in die Kokille--13--Schlacke entweder steigend über eine (nicht dargestellte) Öffnung im
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Abschmelzen der Elektroden nimmt der durch das Schlackenbad fliessende Strom ab, und sobald diese Abnahme ein bestimmtes Mass überschreitet, wird die Kokille aufwärts bewegt, wobei der Block --19-- gegen den Boden - 14-- abgestützt und in Ruhe bleibt.
Der aus der Kokille ausgetretene untere Teil des Blockes --19-- wird mittels eines aus Ringabschnitten aufgebauten Schirms --22-- warmgehalten. Der Verbrauch an Schlacke, der aus der Bildung einer Schlackenkruste auf der Blockoberfläche entsteht, kann durch Zugabe von festen Zuschlägen in das Schlackenbad-17-während des Umschmelzvorganges kompensiert werden.
Nach beendeter Herstellung des Blockes --19-- wird die Schlacke aus der Kokille-13-abgegossen und diese so weit hochgehoben, bis der Block--19--aus ihr ganz austritt. Hierauf wird der Kokillenboden samt dem auf ihm aufruhenden Block mit dem Wagen--15--seitlich ausgefahren.
Die erfindungsgemässe Anlage kann mit einer, mit zwei oder drei Elektroden betrieben werden, die dementsprechend an ein- oder mehrphasige Stromquellen angeschlossen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anlage zum Herstellen von Blöcken durch Elektroschlacken-Umschmelzen einer oder mehrerer verzehrbarer Elektroden, die in einem zum Anschliessen von Stromzuführungen eingerichteten Elektrodenhalter befestigt sind und mit ihren Enden in den oberen, zur Aufnahme des Schlackenbades und der Metallschmelze bestimmten Abschnitt einer Kokille eintauchen, an den ein unterer, engerer Kokillenabschnitt anschliesst, der
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(14) der Kokille (13), die in an sich bekannter Weise an einem mittels eines Antriebes (11) in Vertikalrichtung verstellbaren Traggestell (12) angeordnet ist, als auch der Elektrodenhalter (4) in Betriebsstellung in Vertikalrichtung unbewegbar abgestützt ist, und dass der Querschnitt des verengten, unteren Kokillenabschnittes (18) das etwa 1- bis 1, 2-fache des Querschnittes der Elektrode bzw.
des Gesamtquerschnittes sämtlicher Elektroden (6) beträgt.
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