AT410413B - Verfahren zum elektroschlacke umschmelzen von metallen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betnfft ein Verfahren zum kontinuierlichen Umschmelzen von Metallen, insbe- sondere von Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen durch Abschmelzen einer oder mehrerer selbstverzehrender Elektroden in einem elektrisch leitenden Schlackenbad in einer kurzen, nach unten offenen Kokille, über welche ein direkter Stromkontakt zum Schlackenbad herstellbar ist und aus der der teilweise erstarrte Block oder Strang kontinuierlich oder schrittweise entweder durch Abziehen des Blockes nach unten oder durch Anheben der Kokille nach oben abgezogen wird. 



   Bei der Herstellung von Umschmelzblöcken nach dem Verfahren des Elektroschlacke Um- schmelzens in Standkokillen aber auch in kurzen Gleitkokillen ist es üblich je nach der Seigerungs- anfälligkeit der umgeschmolzenen Legierung eine Abschmelzrate in kg je Stunde einzustellen, die bei Rundblöcken zwischen 70 % und 110 % des Blockdurchmessers in mm beträgt. Bei vom Rundquerschnitt abweichenden Blockformen, wie Quadrat - oder Flachformaten kann mit einem äquivalenten Durchmesser gearbeitet werden, der sich aus dem Querschnittsumfang dividiert durch die Zahl   n   (Pi) errechnet. Der untere Bereich wird vor allem bei stark seigernden Legierun- gen, wie Werkzeugstählen oder hochlegierten Nickel Basislegierungen angewendet, bei welchen zur Vermeidung von Seigerungen einer flacher Metallsumpf angestrebt wird.

   Der Wert von 70 % kann beim konventionellen ESU - Verfahren aber kaum unterschritten werden, da dann die Leistungszufuhr von der Abschmelzelektrode in das Schlackenbad sehr stark reduziert werden muss, was eine niedrige Temperatur des Schlackenbads und in weiterer Folge eine schlechte, oft rillige Oberfläche des Umschmelzblocks zur Folge hat. Bei zu niedriger Leistungszufuhr zum Schlackenbad bildet sich dann vielfach auch ein dicker Schlackenmantel zwischen Block und Kokille, was wiederum die Wärmeabfuhr von der Blockoberfläche behindert, so dass erst wieder der erwünschte flache Schmelzsumpf nicht erzielt werden kann.

   Andrerseits kann aber auch bei wenig seigerungsempfindlichen Stählen und Legierungen ein Wert von 110 % beim konventionellen ESU Verfahren nicht überschritten werden, da sonst die Überhitzung des Schlackenbads zusammen mit der erhöhten Abschmelzrate einen für Umschmelzblöcke unzulässig tiefen Schmelzsumpf und damit eine unerwünscht grobe Blockstruktur, verbunden mit Seigerungen zur Folge hat.

   Wie aus dem oben gesagten leicht zu erkennen ist sind beim konventionellen ESU Verfahren, bei welchem der Schmelzstrom über die Abschmelzelektrode in das Schlackenbad geleitet wird und über den umgeschmolzenen Block und die Bodenplatte wieder abgeleitet wird die Schlackenbadtemperatur und die Abschmelzrate und im Zusammenhang damit Sumpftiefe und Ausbildung der Oberfläche eng miteinander verknüpft und können nicht unabhängig voneinander und getrennt kontrolliert und gesteuert werden. 



   Es ist auch ein Verfahren zum Elektroschlacke Umschmelzen bekannt, bei welchem durch Ab- schmelzen von Elektroden vergleichsweise grossen Durchmessers höhere Abschmelzraten als beim konventionellen Elektroschlacke Umschmelzen eingestellt werden können. Bei dem beschrie- benen Verfahren kann die Rückleitung eines Teils des Schmelzstroms über in der Kokillenwand eingebaute stromleitende Elemente erfolgen Es kommt dann zu einer zwangsläufigen Aufteilung der Rückleitungsströme verkehrt proportional zu den Gesamtwiderständen der jeweiligen Leiter- schleifen, die wieder von der geometrischen Anordnung derselben abhängen. 



   Bei der Herstellung von Umschmelzblöcken grossen Durchmessers mit 1000 mm und darüber zeigt sich, dass die Einhaltung der o. a gewünschten niedrigen Abschmelzraten vor allem bei Ver- wendung von Abschmelzelektroden grossen Durchmessers, entsprechend 65 - 85 % des Kokillen- durchmessers, zu einer zu niedrigen Schlackenbadtemperatur führt, die ihrerseits dann eine schlechte, oftmals rillige Oberfläche am Umschmelzblock zur Folge hat. Erhöht man in diesem Fall die Leistungszufuhr zum Schlackenbad so hat dies zwar eine Verbesserung der Blockoberfläche zur Folge, gleichzeitig erhöht sich dadurch aber die Abschmelzrate über die zulässige Grenze, was zu einem tieferen Schmelzsumpf und ungünstiger Erstarrung führt.

   Zu dieser Erhöhung der Ab- schmelzrate bei erhöhter Leistungszufuhr zum Schlackenbad kommt es deshalb, da die Ab- schmelzelektrode einerseits der Energiezufuhr zum Schlackenbad dient, andererseits aber umso rascher abschmilzt je mehr man die Energiezufuhr zum Schlackenbad erhöht. Die Elektrode muss dann mit der Geschwindigkeit in das Schlackenbad nachgeführt werden mit der sie abschmilzt. 



  Würde die Abschmelzelektrode nicht nachgeführt, so würde sie bis knapp oberhalb der Schlacken- badoberfläche abschmelzen, womit der elektrische Kontakt und damit die Leistungszufuhr zum Schlackenbad unterbrochen wären. Der Umschmelzprozess käme sohin zum erliegen. 



   Ein anderer Weg die Schlackenbadtemperatur zu erhöhen besteht darin Elektroden kleineren 

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 Durchmessers umzuschmelzen. In diesem Fall ist die in das Schlackenbad eintauchende Stirnflä- che der Elektrode kleiner, so dass ein vergleichsweise heisseres Schlackenbad benötigt wird um die erwünschte Abschmelzrate zu erreichen. Diese Massnahme kann zwar vielfach zu einer Verbesse- rung der Blockoberfläche führen. Die Verwendung von Elektroden kleinen Durchmessers führt aber zu einer erhöhten Wärmekonzentration im Zentrum des Blockes, was zu einem V-förmig vertieften Sumpf mit erhöhter Seigerungsneigung führen kann. 



   All die o.a. Schwierigkeiten hängen ursächlich damit zusammen, dass einerseits die Abschmelz- rate der Elektrode durch die über die Elektrode dem Schlackenbad zugeführte Energie kontrolliert wird und dass eben diese Energiezufuhr auch ausreichend sein muss um den Schmelzsumpf bis zu seinem Rand hin ausreichend flüssig zu halten und ein zeitweiliges Fortschreiten der Erstarrung über den Meniskus des Schmelzsumpfes hinweg sicher zu verhindern. Kommt es nämlich auf Grund einer zu niedrigen Temperatur des Schlackenbades zeitweilig zu einem derartigen Erstar- rungsfortschritt über den Meniskus hinweg so hat dies die Ausbildung einer für die Weiterverarbei- tung der Blöcke ungünstigen rilligen Oberfläche zur Folge. 



   Es wird aber auch eine wassergekühlte Kokille für das Stranggiessen oder Elektroschlacke Um- schmelzen beschrieben, in deren Wände im Bereich des den Metallspiegel abdeckenden elektrisch leitenden Schlackenbades stromleitende Elemente zur Zufuhr oder Ableitung des Heiz- oder Schmelzstroms eingebaut sind. Dieses Konzept ermöglicht es grundsätzlich die Zuleitung des Schmelzstroms zum Schlackenbad über die Abschmelzelektrode als auch über die stromleitenden Elemente in der Kokillenwand sowohl einzeln als auch gemeinsam vorzunehmen. Das gleiche gilt für die Rückleitung des Stroms, die von den stromleitenden Elementen der Kokille bzw. der Boden- platte erfolgen kann.

   Wird die Zuleitung gemeinsam über Elektrode und Kokille vorgenommen so kommt es zu einer Aufteilung des Gesamtstroms auf zwei Teilströme im umgekehrten Verhältnis der Gesamtwiderstände der beiden Strompfade zueinander. Analoges gilt wenn mit zwei Rücklei- tungen gefahren wird. Die beschriebene Anordnung ermöglicht einerseits die Aufteilung des zuge- führten Schmelzstroms zwischen Elektrode und Kokille verkehrt proportional zu den Gesamtwider- ständen, wobei dann der gesamte Strom über die Bodenplatte zurückgeleitet werden muss. Es kann aber auch der gesamte Schmelzstrom über die Abschmelzelektrode allein zugeführt werden. 



  In diesem Fall kann der rückgeführte Strom zwischen Kokille und Bodenplatte aufgeteilt werden, wobei sich die Teilstromstärken verkehrt proportional zu den Gesamtwiderständen der Leiterschlei- fen verhalten. Wie aus dem oben gesagten hervorgeht ermöglicht die beschriebene Kokille und Anordnung zwar eine Verteilung des Schmelzstroms zwischen entweder Elektrode und Kokille oder Kokille und Bodenplatte, doch ist diese Verteilung nicht frei wählbar oder einstellbar. Die Ströme stellen sich zwangsläufig verkehrt proportional zu den Gesamtwiderständen in den Leiter- schleifen ein. Dies hat zur Folge, dass die Aufteilung der Ströme nicht einmal über die Länge eines einzelnen Umschmelzblockes gleich bleibt.

   Mit wachsendem Block bzw. sich verkürzender Elektro- den, aber auch nach einem allfälligen Elektrodenwechsel ändern sich die Wirk- und Blindwider- stände in den einzelnen Leiterschleifen und damit die Teilströme Dies führt unvermeidlicherweise zu unterschiedlichen Bedingungen während des Blockaufbaus und damit zu untolerierbaren Quali- tätsunterschieden über die Länge des Umschmelzblocks. 



   Industrielle Elektroschlacke   Umschmelzanlagen   werden heute praktisch ausschliesslich mit Wechselstrom betrieben obwohl Wechselstromanlagen bei hohen Stromstärken, wie sie beim Elektroschlacke Umschmelzen üblich sind nicht unerhebliche Wirk- und Blindverluste zur Folge haben. Diese Nachteile werden aber in Kauf genommen, da bei Verwendung von Wechselstrom sowohl gute metallurgische Ergebnisse als auch akzeptable Energieverbrauchszahlen erreicht werden. Bereits zu Beginn der technischen Anwendung des ESU - Verfahrens wurde versucht das Verfahren mit Gleichstrom zu betreiben.

   Dabei zeigte sich bei der bei konventionellen ESU - Anlagen üblichen Leitungsführung des Schmelzstroms über Elektrode, Schlackenbad und Block und Bodenplatte, dass unabhängig von der Schaltung der Anlage das flüssige Metall immer entwe- der an der Elektrodenspitze oder im Schmelzsumpf sowohl die Kathode als auch die Anode bilde- te. Grundsätzlich wäre es erstrebenswert das flüssige Metall als Kathode zu schalten, da an der Kathodengrenzfläche der Ablauf metallurgischer Feinungsreaktionen, wie der Abbau von Sauer- stoff und Schwefel begünstigt werden.

   Andrerseits wird an der Kathode beim Stromübergang nur wenig Wärme frei, da dort auf Grund der Ansammlung äusserst beweglicher kleiner Kationen der Übergangswiderstand gering ist An der Anode, wo sich grosse, schwer bewegliche Anionen 

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 ansammeln ist der Übergangswiderstand für den elektrischen Strom und damit die Energieausbeu- te zwar gross, es muss aber mit der Aufnahme von Anionen, wie Sauerstoff, Schwefel etc. aus der Schlacke gerechnet werden, was eine Verschlechterung der Güte des umgeschmolzenen Metalls zur Folge hat Im Gegensatz dazu ändert sich beim Umschmelzen mit Wechselstrom ständig die Polarität der Grenzfläche, sowohl an der Elektrodenspitze als auch an der Phasengrenze zwischen Schlacke und Schmelzsumpf mit der Frequenz des verwendeten Wechselstroms.

   Dies führt einer- seits zu einer relativ guten Stromausnützung für das Abschmelzen des Elektrodenmetalls sowie andrerseits zu guten metallurgischen Ergebnissen, da das ständige Ändern der Polarität an den Phasengrenzflächen das Erreichen des thermodynamischen Gleichgewichtszustandes begünstigt. 



  Wenn es jedoch gelingt alle auftretenden Phasengrenzen zwischen Metall und Schlacke als Kathode zu schalten so ist grundsätzlich eine weitere Verbesserung der metallurgischen Ergebnis- se zu erwarten. 



   An diesem Punkt setzten die Überlegungen zu der vorliegenden Erfindung an, deren Zielset- zung es ist einerseits die Abschmelzrate der Elektrode unabhängig von der Temperatur des Schlackenbades kontrollieren zu können und gleichzeitig eine gute Blockoberfläche sicherzustellen und andrerseits bei Verwendung von Gleichstrom sowohl die Stirnfläche der Abschmelzelektrode als auch die Oberfläche des Schmelzsumpfes als Kathode schalten zu können.

   Dies gelingt in überraschend einfacher Weise, wenn für das Umschmelzen selbstverzehrender Elektroden unter Schlacke eine an sich bekannte Kokille mit in die Kokillenwand im Bereich des Schlackenbads eingebauten und gegen den unteren, den Umschmelzblock formenden Teil der Kokille, elektrisch isolierten stromleitenden Elementen verwendet wird, wobei diese bei Verwendung von mindestens zwei derartigen stromleitenden Elementen auch gegeneinander isoliert sein können. Damit wird es möglich über die stromleitenden Elemente in der Kokillenwand dem Schlackenbad Energie zuzu- führen bzw. auch aus diesem abzuführen und dieses unabhängig von der Stromzu- bzw. Abfuhr über die Elektrode oder den Block zu beheizen, so dass der Metallsumpf bis zum Rand über den Meniskus hinweg flüssig gehalten werden kann.

   Andrerseits kann die Abschmelzrate der verzehr- baren Elektrode in einfacher Weise durch die Vorschubgeschwindigkeit gesteuert werden mit der sie in das überhitzte Schlackenbad nachgeschoben wird. Die erzielbare Abschmelzrate wird dabei umso höher sein, je grösser die Stirnfläche und die Eintauchtiefe der in das Schlackenbad eintau- chenden Elektrode und je höher dessen Temperatur ist. Dabei kann die Abschmelzelektrode völlig stromlos sein Es ist aber auch möglich einen Teilstrom über die Elektrode führen. Hier kann es von Interesse sein wenn der über die Elektrode geführte Teilstrom ein Gleichstrom ist, der so geschaltet ist, dass die Elektrode den negativen Pol bildet, also die Kathode ist. Auch der Block- sumpf kann grundsätzlich stromlos bleiben oder aber mit einem Teilstrom beaufschlagt werden. 



  Bei Verwendung von Gleichstrom ist auch beim Blocksumpf eine Schaltung als Kathode aus den o. a. Gründen von Interesse Werden Block und Elektrode als Kathode geschaltet so kann die Rückleitung über als Anode geschaltete stromleitende Elemente in der Kokille erfolgen. 



   Die im unteren Teil der Kokille geformten Umschmelzblöcke können aus dieser entweder nach unten abgezogen werden oder die Kokille wird in der Weise angehoben, wie der auf einer Boden- platte stehende Block wächst. 



   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen durch Abschmelzen selbstverzehrender Elektroden in einem elektrisch leitenden Schlackenbad in einer kurzen, nach unten offenen wassergekühlten Kokille mit in die Kokillenwand eingebauten stromlei- tenden Elementen, über die ein Stromkontakt zum Schlackenbad hergestellt wird, wobei der Schmelzstrom sowohl über die Abschmelzelektrode als auch über die Bodenplatte,

   den Um- schmelzblock und den Schmelzsumpf sowie allenfalls mindestens ein stromleitendes Element der Kokille in das Schlackenbad eingeleitet wird und die Verteilung des Schmelzstroms zwischen den einzelnen Zuleitungswegen je nach den betrieblichen Erfordernissen eingestellt wird und die Rück- leitung des Schmelzstroms über mindestens ein weiteres stromleitendes Element der Kokille erfolgt, welches gegenüber dem mindestens einem anderen stromleitenden Element sowie auch gegenüber dem den Umschmelzblock formenden Teil der Kokille elektrisch isoliert ist. 



   Der Anteil des über die Abschmelzelektrode oder den Umschmelzblock und Schmelzsumpf oder allenfalls ein stromleitendes Element der Kokillenwand zugeführten Stroms kann dabei 0 bis 100 % des gesamten zugeführten Schmelzstroms betragen. 

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   Dieses hier vom Prinzip her geschilderte erfindungsgemässe Verfahren kann in vielfacher Wei- se an die Erfordernisse des Betreibers angepasst werden. 



   So kann beispielsweise die kurze, stromleitende Kokille fix in eine Arbeitsbühne eingebaut sein und der Umschmelzblock nach unten abgezogen werden 
Es kann aber auch der Block auf einer feststehenden Bodenplatte aufgebaut werden und die Kokille in der Weise angehoben werden, wie der Block anwächst. Das Abziehen des Blockes bzw. 



  Anheben der Kokille können kontinuierlich oder schrittweise erfolgen. 



   Ferner besteht die Möglichkeit, die Kokille oszillieren zu lassen, was insbesondere bei einem kontinuierlichen Blockabzug von Interesse sein kann. 



   Im Falle einer schrittweisen Blockabzugs- oder Kokillenhubbewegung kann zusätzlich an jeden Hubschritt unmittelbar ein Gegenhubschritt anschliessen, wobei die Schrittlänge des Gegenhub- schritts bis zu 60 % der Schrittlänge des Abzugshubschritts betragen kann. 



   Die schematische Darstellung einer Vorrichtung mit absenkbarer Bodenplatte für die Durchfüh- rung einer Variante des erfindungsgemässen Verfahrens mit einer möglichen Anordnung der Hoch- stromleitungen zeigt   Fig. 

Claims (16)

1. Darin wird der Umschmelzblock (1) im wassergekühlten unteren Teil (6) der Kokille (5) geformt und so aus der Kokille abgezogen, dass der Meniskus des flüssigen Sumpfes (2) sich im unteren wassergekühlten Teil (6) befindet. Darüber befindet sich das flüssige Schlackenbad (3) in welches die verzehrbare Elektrode (4) eintaucht. Im Bereich des Schlackenbades (3) befindet sich ein entweder ringförmiges oder ein aus mehreren Teilen bestehendes stromleitendes Element (8), welches, wie hier dargestellt, von den Strom nicht leitenden, isolierenden Elementen (7) gegenüber dem unteren, wassergekühlten, den Block formenden Teil (6) elektrisch isoliert ist. Eine derartige Isolierung (7) kann auch zwischen dem stromleitenden Element (8) und einem allenfalls, wie hier dargestellt, angeordneten oberen wassergekühlten Teil (9) vorgesehen werden, obwohl sie für die erfindungsgemässe Verwendung der hier beschriebenen Anordnung nicht zwingend erforderlich ist. Die Zuleitung des Schmelzstroms zum Schlackenbad erfolgt von einer Wechsel- oder Gleichstrom- quelle je nach Stellung der Hochstromkontakte (10) und (11) entweder nur über die Elektrode (4) oder nur über Bodenplatte (13), Umschmelzblock (1) und Schmelzsumpf (2) oder aber über Elek- trode und Bodenplatte gleichzeitig, wobei die Anteile des über die Elektrode und die Bodenplatte fliessenden Stroms durch regelbare Widerstände (14) und (15) oder andere in der Wirkung ver- gleichbare Vorrichtungen nach Wunsch eingestellt werden können. Die Rückleitung des gesamten Schmelzstroms erfolgt bei dieser Anordnung ausschliesslich über das in die Kokillenwand einge- baute stromleitende Element (8). Es ist aber auch eine andere, in Fig.

2 gezeigte Anordnung denkbar, wenn eine an sich be- kannte Kokille (5) mit mindestens zwei durch Isolierelemente (17) sowohl gegeneinander als auch gegen den unteren Teil (6) und diesfalls nicht nur gegen den unteren Teil der Kokille sondern auch zwingend auch gegen den oberen Teil (9) der Kokille (5) durch Isolierelemente (7) isolierten strom- leitenden Elementen (8a und 8b) verwendet wird. Hier besteht die Möglichkeit die Stromzuleitung zur Kokille einer Stromquell (12a) von zwei Wechsel- oder Gleichstromquellen (12a) und (12b) an nur eines der stromleitenden Elemente (8a) oder (8b) zu legen. Die auf unterschiedlichem Potential liegenden stromleitenden Elemente (8a) und (8b) können dabei, jeweils gegeneinander isoliert über den Umfang der Kokille auf mehrere Einzelelemente aufgeteilt sein Die Rückleitung des Stroms kann dann über das jeweils andere stromleitende Element (8b) oder (8a) erfolgen. Von einer zweiten Stromquelle (12b) kann Strom je nach Stellung der Hochstromschalter (10) und (11) entweder nur über die Elektrode oder nur über Bodenplatte und Block oder über beide gemeinsam in das Schlackenbad geleitet werden. Bei Zuleitung über Bodenplatte und Block gemeinsam kann die Aufteilung des Stroms durch regelbare Widerstände (14) und (15) eingestellt werden. Die Rückleitung kann dann über eines der beiden stromleitenden Elemente der Kokille [hier (8a)] erfolgen. Wenn es sich bei der Stromquelle (12b) um eine Gleichstromquelle handelt so besteht die Möglichkeit Elektrode und Block als Kathode zu schalten. Werden, wie hier beschrieben, zwei oder mehrere auf verschieden Potentialen liegende strom- leitende Elemente benötigt, so können diese insbesondere bei Kokillen mit kreisförmigem Quer- schnitt auch kreisförmig als Ring ausgebildet und übereinander angeordnet werden und durch dazwischen angeordnete, ebenfalls ringförmige Isolierelemente gegeneinander isoliert sein In Fig. 3 wird eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit drei <Desc/Clms Page number 5> parallel angeordneten, getrennt regelbaren Schmelzstromversorgungen (12a), (12b) und (12c) dargestellt. Dabei ist beispielsweise die Zuleitung von der Schmelzstromversorgung (12a) zur Bodenplatte und dem Umschmelzblock, die Zuleitung von der Schmelzstromversorgung (12b) zu mindestens einem stromleitenden Element (8b) und die Zuleitung von der Schmelzstromversor- gung (12c) zur Abschmelzelektrode geführt. Eine gemeinsame Rückleitung wird von mindestens einem weiteren, gegenüber dem ersteren und gegenüber dem unteren (6) und oberen (9) Teil der Kokille isolierten stromleitenden Element [hier 8(a)] zu den drei Stromversorgungen zurückgeführt. Die einzelnen Stromkreise können über die Hochstromschalter (16), (17) und (18) unterbrochen werden. Diese Anordnung ermöglicht unterschiedliche Arbeitsweisen. Werden als Schmelzstrom- versorgungen drei parallel geschaltete Wechselstromquellen verwendet so können über jede der Zuleitungen unabhängig einstellbare Ströme gefahren werden. Die drei Stromversorgungen können beispielsweise aber auch an die drei Phasen einer Drehstromversorgung angeschlossen werden, wobei die Rückleitung zum Sternpunkt geführt wird. Damit wird es möglich im Schlacken- bad und Metallsumpf eine durch das Drehfeld induzierte Rührbewegung aufzubauen. Es ist aber auch möglich Elektrode und Bodenplatte als Kathode zu schalten, wenn als Schmelzstromversor- gungen (12a) und (12c) Gleichstromquellen verwendet werden, wobei die einzelnen Stromstärken unabhängig voneinander eingestellt und geregelt werden können. Als Stromversorgung (12b) kann dann eine Wechselstromquelle verwendet werden, die über die stromleitenden Elemente der Kokille für eine effiziente Beheizung des Schlackenbads sorgt. Durch Auswechseln der Elektroden können in den erfindungsgemässen Anlagen in an sich be- kannter Weise auch lange Umschmelzblöcke, unabhängig von der Elektrodenlänge, hergestellt werden Die Elektrode und das Schlackenbad können durch hier nicht dargestellte gasdichte Hauben, die auch gegen den Kokillenflansch abdichtbar sind, gegen den Luftzutritt geschützt werden. Damit kann das Umschmelzen unter kontrollierter Atmosphäre und Ausschluss des Luftsauerstoffs statt- finden, womit auch die Herstellung höchstreiner Umschmelzblöcke ermöglicht und ein Abbrand sauerstoffaffiner Elemente verhindert wird. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stahlen sowie Ni- und Co-Basislegierungen durch Abschmelzen selbstverzehrender Elek- troden in einem elektrisch leitenden Schlackenbad unter Verwendung von Wechsel- oder Gleichstrom in einer kurzen, nach unten offenen wassergekühlten Kokille, über welche über allenfalls gegeneinander bzw gegen die Kokille isolierte, stromleitende Elemente ein Stromkontakt zum Schlackenbad hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzstrom sowohl über die Abschmelzelektrode als auch über die Bodenplatte, den Umschmelzblock und den Schmelzsumpf sowie allenfalls mindestens ein stromleitendes Element der Kokille in das Schlackenbad eingeleitet wird, dass dabei die Verteilung des Schmelzstroms zwischen den einzelnen Zuleitungswegen je nach den betrieblichen Erfor- dernissen eingestellt wird und dass die Rückleitung des Schmelzstroms über mindestens ein weiteres stromleitendes Element der Kokille erfolgt, welches gegenüber dem mindes- tens einem anderen stromleitenden Element sowie auch gegenüber dem den Umschmelz- block formenden Teil der Kokille elektrisch isoliert ist. 2. Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der über die Bodenplatte zugeführte Anteil des gesamten zugeführten Schmelzstroms zwischen 0 und 100 % gewählt wird.

3. Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der über die Elektrode zugeführte Anteil des gesamten zugeführten Schmelzstroms zwischen 0 und 100 % gewählt wird.

4 Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, <Desc/Clms Page number 6> dass der über das mindestens eine stromleitende Element der Kokille zugeführte Anteil des gesamten zugeführten Schmelzstroms zwischen 0 und 100 % gewählt wird.

5. Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Gleichstrom die Zuleitung zu Elektrode und/oder Bodenplatte und Block als Kathode geschaltet wird.

6. Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gebildete Block kontinuierlich aus der Kokille abgezogen wird.

7. Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gebildete Block schrittweise aus der Kokille abgezogen wird.

8. Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gebildete Block feststeht und die Kokille kontinuierlich angeho- ben wird.

9. Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, dass der gebildete Block feststeht und die Kokille schrittweise angehoben wird.

10. Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach einem der Ansprüche 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille eine oszillierende Bewegung ausführt.

11. Verfahren zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach einem der Ansprüche 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Hubschritt unmittelbar ein Gegenhubschntt in entge- gengesetzter Richtung anschliesst, wobei die Hublänge des Gegenhubschritts maximal 60 % der Hublänge des vorangegangenen Hubschritts beträgt.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen unter Verwendung einer kurzen, wassergekühlten Kokille (5), die im Bereich des Schlackenbads (3) über ein oder mehrere stromleitende Elemente (8) ver- fügt, die gegenüber dem unteren, den Umschmelzblock (1) formenden Teil der Kokille (5) und auch gegeneinander isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung des Schmelzstroms von mindestens einer Stromversorgung (12) sowohl zur Abschmelzelek- trode (4) als auch zur Bodenplatte (13), auf welcher der Umschmelzblock (1) aufgebaut wird sowie allenfalls zu einem stromleitenden Element (8b) der Kokille (5) geführt wird,

dass die Stromverteilung zwischen den einzelnen Zuleitungen durch geeignete Vorrichtungen nach den betrieblichen Erfordernissen einstellbar ist, und dass die Rückleitung zu der mindestens einen Schmelzstromversorgung (12) von mindestens einem stromleitenden Element (8a) der Kokille erfolgt, welches gegenüber dem mindestens einen anderen stromleitenden Element (8b) sowie gegen den den Umschmelzblock (1) formenden Teil der Kokille (5) elektrisch isoliert ist.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach An- spruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung der Stromstärken zwischen den einzelnen Zuleitungen durch regelbare Widerstände (14), (15) eingestellt werden kann

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach An- spruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder drei voneinander unabhängig regel- bare Stromversorgungen (12a), (12b), (12c) verwendet werden.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach An- spruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von drei Stromversorgungen diese an die drei Phasen eines Drehstromnetzes angeschlossen werden <Desc/Clms Page number 7>

16 Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Blöcken oder Strängen aus Metallen, insbesondere aus Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Schmelzstromversorgung Gleichrichteranlagen verwendet werden.

HIEZU 3 BLATT ZEICHNUNGEN