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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metallblöcken.
Vorrichtungen zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Blöcken aus Metallen und Legierungen sind allgemein bekannt. Diese Vorrichtungen besitzen eine auf einen Untersatz aufgesetzte Kokille und mindestens eine verzehrbare Elektrode, die in den Kokillenhohlraum, in welchem das Schlackenbad erzeugt wird, eingeführt wird. Ausserdem besitzen sie einen Antrieb zum relativen Verschieben von Kokille, Untersatz und verzehrbarer Elektrode in vertikaler Richtung während des Schmelzprozesses.
Hiebei wird jedoch ein Teil der Wärme, die in der Schlacke entwickelt und durch die Elektrode ausgestrahlt wird, unproduktiv zum Erwärmen des Umgebungsraumes und der Kühlkokillenwände verbraucht.
Es ist das Ziel der Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metallblöcken zu schaffen, die leistungsfähiger und wirtschaftlicher im Betrieb ist.
Diese Aufgabe wird durch Schaffung einer Vorrichtung zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metallblöcken gelöst, die eine auf einen Untersatz aufgesetzte Kokille aufweist, in welcher das Schlackenbad erzeugt wird, mit einer verzehrbaren Elektrode, die in den Kokillenhohlraum eingeführt wird, sowie mit einem Antrieb zum relativen Verschieben der Kokille, des Untergrundes und der verzehrbaren Elektrode in vertikaler Richtung und bei der erfindungsgemäss an der oberen Stirnfläche der Kokille ein in die Schlacke ragender rohrförmiger Schirm von dieser elektrisch isoliert angeordnet ist.
Diese konstruktive Ausführung der Vorrichtung mit einem Schirm ermöglicht es, die in der Schlacke entwickelte und von der verzehrbaren Elektrode ausgestrahlte Wärme zu konzentrieren, wodurch die beschleunigte Durchführung des Schmelzprozesses begünstigt wird. Infolgedessen ist diese Vorrichtung leistungsfähiger und wirtschaftlicher im Betrieb als die bekannten. Ausserdem schützt der Schirm die Kühlkokillenwände gegen Überhitzung.
Es wird, da der Schirm an der oberen Kokillenstirnfläche befestigt ist, der Antrieb zum Verschieben des Schirmes überflüssig.
Vorteilhafterweise ist der Schirm mit einem Aussenflansch unter Zwischenlage einer Isolierschicht am oberen Kokillenflansch befestigt.
Es ist auch von besonderem Vorteil, den Schirm berührungsfrei koaxial zwischen Elektrode und Kokille anzuordnen.
Hiedurch wird in radialer Richtung eine gleiche Wärmeverteilung sowohl im Schlacken-, als auch im Metallbad auf ihrer ganzen Höhe gewährleistet und ermöglicht, Metallblöcke höchster Qualität zu erzeugen.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, den Schirm um ein solches Mass zu verlängern, welches dem Schirmabbrand während mindestens einer Schmelze entspricht. Daher kann ein und derselbe Schirm während mehrerer Schmelzen verwendet werden, wobei er entsprechend seinem Abbrand gemeinsam mit der Kokille abgesenkt wird.
Nachstehend wird zur Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben, in welcher die Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt ist.
Die Vorrichtung zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metallblöcken enthält eine Kokille --1-- mit einem Untersatz--2--und einer verzehrbaren Elektrode--3--. Es ist zum relativen Verschieben der Kokille des Untersatzes-2--und der verzehrbaren Elektrode --3-- in vertikaler Richtung ein (aus der Zeichnung nicht dargestellter) Antrieb vorgesehen.
An der oberen Stirnfläche der Kokille--l--befindet sich ein Flansch--4--zum Befestigen des Aussenflansches-5-eines Schirmes-6-, der durch eine Zwischenlage --7-- elektrisch von der Kokille isoliert ist. Der Schirm--6--besitzt eine Zylinderform und ist zum Konzentrieren der Wärme, die in der
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Der Schirm --6-- ist koaxial zur Elektrode --3-- und der Kokille-l-angeordnet. Er ist so tief in die in der Kokille-l-befindliche flüssige Schlacke eingetaucht, dass die Schmelzzone der verzehrbaren Elektrode --3-- gegen die Wandung der Kokille abgeschirmt wird.
Der Schirm--6--kann um ein Mass verlängert werden, welches dem Schirmabbrand während mindestens eines Schmelzvorganges entspricht. Hiebei soll die Zwischenlage --7-- so dick sein, dass der Schirm-6-so tief wie vorgesehen in die Schlacke eingetaucht ist.
Der Schirm --6-- kann, falls er keinen Flansch --5-- besitzt, durch eine Klemmvorrichtung, die auf der Zwischenlage --7-- über der Stirnfläche der Kokille-l-montiert ist, festgehalten werden.
Der Schirm--6--kann eine der verzehrbaren Elektrode ähnliche Form besitzen oder aus einzelnen Platten zusammengesetzt werden.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermassen :
Der Schirm--6--wird vor dem Beginn des Umschmelzens in die Kokille--l--eingesetzt und sein
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--5-- wirdZwischenlage --7-- befindet. Dann wird die Kokille-l-auf den Untersatz --2-- aufgesetzt und in den Kokillenraum eine Schlackenmischung geschüttet. Die verzehrbare, an die elektrische Stromquelle angeschlossene
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Elektrode --3-- wird koaxial zur Kokille in deren Hohlraum eingeführt. Es entstehen, wenn die Elektrode --3-- die Schlackenmischung berührt, zwischen ihr und dem Untersatz Lichtbögen, wobei Wärme entwickelt und die Schlackenmischung geschmolzen wird.
Die Elektrode--3--wird in die flüssige Schlacke eingetaucht. Während des Abschmelzens der Elektrode - steigt das Niveau der flüssigen Schlacke und des flüssigen Metalls, was zur Folge hat, dass die untere Stirnfläche des Schirmes--6--in die Schlacke eingetaucht wird. Weiterhin werden die Kokille--l--und Elektrode --3-- zusammen mit einer Geschwindigkeit verschoben, die gleich der Blockaufschmelzgeschwindigkeit ist.
Infolge der starren Befestigung des Schirmes--6--an der Kokille--l--wird ein konstanter Abstand zwischen Schirm und Oberfläche des flüssigen Metallbades während des ganzen Schmelzvorganges aufrechterhalten.
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verringert, das ungefähr gleich der Länge des abgebrannten Teiles des Schirmes --6-- ist.
Versuche haben gezeigt, dass die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung gesteigert und der Stromverbrauch je Tonne ungeschmolzenen Metalls gesenkt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metallblöcken mit einer auf einem Untersatz aufgesetzten Kokille, in welcher das Schlackenbad erzeugt wird, mit einer verzehrbaren Elektrode, die in den Kokillenhohlraum eingeführt wird, sowie mit einem Antrieb zum relativen Verschieben der Kokille, des
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The invention relates to an apparatus for electroslag remelting of metal blocks.
Devices for electroslag remelting of ingots of metals and alloys are well known. These devices have a mold placed on a base and at least one consumable electrode which is inserted into the mold cavity in which the slag bath is generated. They also have a drive for relative displacement of the mold, base and consumable electrode in the vertical direction during the melting process.
In doing so, however, part of the heat that is developed in the slag and radiated through the electrode is used unproductively for heating the surrounding space and the cooling mold walls.
The aim of the invention is to eliminate these drawbacks.
The invention is based on the object of creating such a device for electroslag remelting of metal blocks which is more efficient and more economical in operation.
This object is achieved by creating a device for electroslag remelting of metal blocks, which has a mold placed on a base in which the slag bath is generated, with a consumable electrode that is inserted into the mold cavity, and with a drive for relative displacement the mold, the substrate and the consumable electrode in the vertical direction and in which, according to the invention, a tubular screen protruding into the slag is arranged on the upper end face of the mold, electrically insulated from the latter.
This structural design of the device with a screen makes it possible to concentrate the heat developed in the slag and radiated by the consumable electrode, which promotes the accelerated implementation of the melting process. As a result, this device is more efficient and more economical to operate than the known ones. In addition, the screen protects the chill walls against overheating.
Since the screen is attached to the upper end face of the mold, the drive for moving the screen is superfluous.
The screen is advantageously attached to the upper mold flange with an outer flange with an insulating layer in between.
It is also particularly advantageous to arrange the screen coaxially between the electrode and the mold without contact.
This ensures an equal heat distribution in the radial direction both in the slag bath and in the metal bath over its entire height and enables metal blocks of the highest quality to be produced.
A further advantage results from lengthening the screen by an amount which corresponds to the screen burn-off during at least one melt. One and the same screen can therefore be used during several melts, whereby it is lowered together with the mold in accordance with its burn-up.
To explain the invention, an exemplary embodiment of the device is described below with reference to the drawing, in which the device is shown in longitudinal section.
The device for electroslag remelting of metal blocks contains a mold --1-- with a base - 2 - and a consumable electrode - 3--. A drive (not shown in the drawing) is provided for the relative displacement of the mold of the base-2 - and the consumable electrode - 3 - in the vertical direction.
On the upper end face of the mold - 1 - there is a flange - 4 - for attaching the outer flange - 5 - of a screen - 6-, which is electrically isolated from the mold by an intermediate layer --7--. The screen - 6 - has a cylindrical shape and is used to concentrate the heat that is in the
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The screen --6-- is arranged coaxially to the electrode --3-- and the mold -l-. It is so deeply immersed in the liquid slag in the mold-1 that the melting zone of the consumable electrode --3-- is shielded against the wall of the mold.
The screen - 6 - can be lengthened by an amount which corresponds to the screen burn-off during at least one melting process. The intermediate layer --7-- should be so thick that the screen-6-is immersed as deeply as intended in the slag.
The screen --6--, if it does not have a flange --5--, can be held in place by a clamping device that is mounted on the intermediate layer --7-- above the face of the mold-l-.
The screen - 6 - can have a shape similar to the consumable electrode or can be composed of individual plates.
The device works as follows:
The screen - 6 - is inserted into the mold - 1 - before remelting begins
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--5-- is intermediate layer --7--. Then the mold-1-is placed on the base --2- and a slag mixture is poured into the mold space. The consumable, connected to the electrical power source
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Electrode --3-- is inserted into its cavity coaxially to the mold. When the electrode --3-- touches the slag mixture, arcs are created between it and the base, developing heat and melting the slag mixture.
The electrode - 3 - is immersed in the liquid slag. During the melting of the electrode - the level of the liquid slag and the liquid metal increases, with the result that the lower face of the screen - 6 - is immersed in the slag. Furthermore, the mold - 1 - and electrode --3 - are moved together at a speed that is equal to the melting speed of the ingot.
As a result of the rigid attachment of the screen - 6 - to the mold - 1 - a constant distance between the screen and the surface of the liquid metal bath is maintained during the entire melting process.
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which is approximately equal to the length of the burnt part of the screen --6--.
Tests have shown that the performance of the device is increased and the power consumption per ton of unmolten metal is reduced.
PATENT CLAIMS:
1. Device for electroslag remelting of metal blocks with a mold placed on a base in which the slag bath is generated, with a consumable electrode that is inserted into the mold cavity, and with a drive for relative displacement of the mold, des
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