CN111727093B - 重熔设备及用于操作重熔设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种重熔设备，包括：一炉腔室(50)、一电极棒(48)、以及一导引柱(30)。炉腔室(50)可定位在熔化站的坩埚(60)上方。电极棒(48)经由引入件(52)而可插入或插入在炉腔室(50)中，以接触一消耗性电极(58)。固定地连接至电极棒(48)的电极棒支架(40)以轴向移动的方式在导引柱上(30)被引导，以相对炉腔室(50)移动电极棒(48)，且可连接或连接至炉腔室(50)的腔室支架(38)以轴向移动的方式在导引柱(30)上被引导以移动炉腔室(50)。导引柱(30)在第一端部关节式地连接至旋转柱(18)，使得导引柱(30)可相对旋转柱(18)倾斜，且可与旋转柱(18)一起绕着旋转柱(18)的旋转轴(24)旋转。导引柱(30)在第一端部的区域中包括秤重装置(36)，秤重装置(36)较佳地附接至旋转柱(18)。

Description

重熔设备及用于操作重熔设备的方法

技术领域

本发明关于一种用于重熔呈电极形式的金属材料的重熔设备，以及用于操作此种电极重熔设备的方法。

背景技术

此种重熔设备及/或熔化设备是用来改善金属材料的性质，且特别是用于实施真空电弧重熔制程或电极熔渣重熔制程。在上述两制程中，将被加工的金属材料呈电极(消耗性电极)的形式，金属材料被重熔设备的电极棒接触，且在熔化站的坩埚的方向上移动或垂直地移开。在此种制程期间，电极持续地被消耗，其中重熔制程经常通过秤重装置根据消耗性电极的重量改变而控制。电极的消耗在封闭空间中执行，上述封闭空间是通过熔化站的坩埚及定位在坩埚上的重熔设备的炉而限制。为了将炉定位在熔化站的坩埚上方，且为了在完成重熔制程后松开坩埚以填充重熔设备，炉亦设计使得炉可相对于坩埚被移动及/或垂直地移开。进一步地，重熔设备经常被设想成与多于一个熔化站一起使用。

为了改变电极棒及炉的高度或垂直地移开电极棒及炉，在专利案DE 10 2016 100372 A1中提出一种重熔设备，其中电极棒及炉各自固定在高架(gantry)的两柱之间的一横贯件上。每一横贯件包括一驱动心轴，可以独立于彼此移动。电极棒与炉是布设在一框架上方，数个坩埚可移开地装设在上述框架上。虽然坩埚可被移动而定位在炉与电极棒下方，相对指定的坩埚而将电极放置在中央是一大挑战。

专利案DE 2 425 032 A1描述一种包含导引柱的重熔设备，以可移动的方式在导引柱上引导电极棒支架，用于调整电极棒的高度。进一步地，一抬升装置被提供在相同导引柱上，用以在坩埚上方上下移动炉。一坩埚或一模具布设在滑车支架上，以在重熔方法完成之后被拉出设备。

进一步地，专利案DE 29 30 254 A1揭露一种包含支撑柱的重熔设备，用于承载电极的支架与用于承载冷却模具的支架是固定在支撑柱上。在电极消耗期间，冷却模具是持续地被抬升。通过将冷却模具布设在滑轮(trolley)上的方式，在重熔方法完成之后，可将冷却模具与重熔金属块一起拉出重熔设备。

并且，在专利案DE 2 425 032 A1及DE 29 30 254 A1的重熔设备的案例中具有一问题，即，关于定位在电极下方的模具或关于定位在电极下方的坩埚而将电极放置在中央。

进一步地，专利案EP 3 002 534 A1描述一种包括荷重元(weighing cell)的重熔设备，用于在重熔制程期间秤重消耗性电极。所以，根据消耗性电极的消耗，消耗性电极可被进给至布设在设备机架中的坩埚之中。荷重元是安装在设备机架上，且支持布设有用于电极棒的线性驱动件及用于高电流缆线的承载件的一平台。然而，这种重熔设备的缺点是只能与布设在设备机架中的坩埚一起使用。此外，仅能用可调整的方式以有限的程度将电极放置到坩埚的中央。

为了可以将电极放置到坩埚的中央，在已知的重熔设备中，提供一种包括外鞘的电极棒，其中电极棒的力及传递电流的内部部件是以不会接触外鞘的方式被承载。所以，上述内部部件可在鞘内横向地移动，用于将接触内部部件的电极棒放置到坩埚的中央。包含三个荷重元的秤重装置是提供在电极棒及支持电极棒且可在垂直方向上移动的一滑动件之间。然而，这种重熔设备的缺点是电极棒布设较大的外直径以及所需的安装空间。此外，在重熔方法期间，杂质可沉积在鞘与电极棒的内部部件之间的自由空间中，上述杂质最后可能出现在熔化物中或在坩埚被拉出之后进到环境中。

进一步地，从实践中已知一种包括秤重装置的重熔设备是布设在炉的顶盖上，上述秤重装置包含数个荷重元。秤重装置支持通过引入件而延伸进入炉的电极棒。这种重熔设备的缺点是，为了填充重熔设备，必须将炉与附接在炉上的设备构件一起抬升，导致相对大的设备高度，上述设备高度为电极棒、秤重装置、炉与电极的长度及坩埚的深度的总和。

发明内容

本发明的根本目的为提供一种包含秤重装置的重熔设备，设备高度小且容许电极放置在坩埚的中央。此外，秤重装置的电极棒应具有小的直径。

根据本发明的重熔设备包括可定位在熔化站的坩埚上方的炉，以及经由引入件而可插入或插入在炉之中的电极棒，以接触一消耗性电极或将被重熔的电极。进一步地，重熔设备包括一导引柱，固定地连接至电极棒的一电极棒支架以轴向移动的方式在导引柱上被引导，以相对炉移动电极棒，且可连接或连接至炉的一炉支架以轴向移动的方式在导引柱上被引导以移动炉。重熔设备的导引柱在第一端部关节式地连接至一旋转柱，使得导引柱可相对旋转柱倾斜，且可与旋转柱一起绕着旋转柱的旋转轴旋转。导引柱在第一端部的区域中包括一秤重装置。秤重装置较佳地附接至旋转柱。特别是，导引柱可能通过彼此交叉地延伸的两轴而至少在第一端部枢接至旋转柱，且因此可在至少两个不同的方向上倾斜。

换句话说，在本发明中，重熔设备的整个炉首系统(furnace head system)可通过导引柱与旋转柱之间可关于旋转柱的旋转轴旋转的固定连接，绕着旋转柱的旋转轴而与旋转柱一起旋转，炉首系统至少包括导引柱、电极棒支架、电极棒、引入件、炉支架、以及较佳地包括电极与炉(腔室)。因此，可通过从第一旋转站的坩埚将旋转柱旋转至至少一个第二熔化站的另一坩埚，而移动整个炉首系统。同时，可通过关节式的连接而相对旋转柱偏斜导引柱，进而偏斜整个炉首系统。因此，通过倾斜导引柱而倾斜整个炉首设备的简单方式，接触电极棒及/或借电极棒承载的电极可被放置在指定的静止坩埚的中央。然而，在本发明的一实施例中，由此造成的炉的偏斜是可被补偿的，举例来说，通过在炉支架与炉之间的炉环架(gimbal)，将在以下参照对应的实施例详细说明。在一实施例中，炉支架亦可以可拆地与炉连接，使得在拆卸或连接分离的情况下，导引柱的及因此炉支架的偏斜/倾斜不会转移到炉。这也将在以下参照对应的实施例详细说明。

通过电极棒支架与炉支架沿着导引柱的长轴的轴向可动性，电极棒与炉各自可在此方向上移动。因此，电极棒与炉可彼此独立地相对地面及坩埚在高度方向上垂直地移开。为了更换熔化站，电极棒与炉需要彼此独立地被移开，移开的距离要足够使得需要被接触的新电极可被布设在电极棒与炉下方，且避免炉首系统旋转期间与另一熔化站碰撞。因为电极棒支架与炉支架可相对彼此轴向地移动，电极棒与电极棒支架不须在抬升炉的期间一起被移开，使得可维持低的重熔设备总高度。炉的抬升亦可被描述为炉支架朝向导引柱的第二端部方向上的轴向移动，上述第二端部是相对于第一端部。同时，在根据本发明的重熔设备的情况下，可能维持相对小的电极棒直径，因为不需要形成内鞘及外鞘。

秤重装置布设在导引柱的第一端部区域中、及因此导引柱与旋转柱之间关节式连接的区域，使得在重熔制程期间秤重通过导引柱支持的所有重熔设备构件是可能的。因此，相对彼此移动的构件之间的摩擦力不会影响量测结果。消耗性电极改变的重量可因此被精确地量测，而达成准确的制程控制，制程控制是通过根据电极改变的重量而在朝向坩埚的方向上重新定位电极。

在重熔设备的一实施例中，导引柱可通过球接头而关节式地与旋转柱连接。导引柱可设在球接头上，且通过球接头支持。基本上，球接头容许导引柱在任意方向上的倾斜。

球接头可配置使得球接头至少部分地包围秤重装置。通过球接头较佳的与旋转柱上的被包围的秤重装置固定附接，旋转柱绕着旋转轴的旋转运动可传递到导引柱。秤重装置可具有荷重元的设计，特别是单一荷重元。

根据重熔设备的一实施例，在非偏斜/非倾斜状态下的导引柱可能实质上平行于旋转轴延伸，且横向地与旋转轴有所间隔。在本案中，旋转轴与导引柱的长轴是不同的。

在一替代的实施例中，举例来说，可在导引柱与旋转柱之间提供万向接头以替代球接头。进一步地，导引柱可布设在旋转柱上方，其中导引柱的长轴与旋转柱的旋转轴及/或长轴彼此对应。

在重熔设备进一步的实施例中，导引柱可具有相对于第一端部的自由第二端部，操作性地与用于绕着关节式连接而倾斜导引柱的驱动装置连接。特别是，用于倾斜导引柱的驱动装置可关节式地附接至旋转柱，且可包括接触导引柱的自由第二端部区域的至少一驱动元件。为此，导引柱的自由第二端部可例如：包括一首控制台(head console)，首控制台至少部分地突出超过导引柱的基部区域。驱动装置可例如为一所谓X-Y驱动器，包括可在彼此垂直的两方向上移动且关于驱动装置水平移动的两个驱动元件。通过移动驱动元件，连接的导引柱的自由第二端部可与驱动元件一起移动。因为导引柱在相对的第一端部是关节式地(但除了此部分之外是不可动地)连接至旋转柱，这种自由第二端部的基本上水平的移动导致导引柱的偏斜/倾斜。通过驱动装置在旋转柱上的关节式附接，以及驱动元件在导引柱上的附接，可能将驱动装置与导引柱一起倾斜。

在重熔设备的一些实施例中，引入件可借伸缩囊(bellow)而与炉连接。这容许电极棒真空及/或气密地插入炉中。此外，或替代地，引入件可刚性地与炉支架连接，且可与炉支架一起移动。因此，可保证在炉通过炉支架移动的期间，炉与引入件之间的距离不会变得过大，且例如在中间的伸缩囊不会损坏。引入件与炉支架的刚性连接可通过非弹性横接件实现，非弹性横接件在引入件与炉支架之间延伸，且固定地与两者连接。因为电极棒的引入件是通过横接件而与炉支架连接，更多构件例如支架驱动装置及驱动心轴的重量是借其支持，且因此通过秤重装置量测，引入件处的摩擦力是作为重熔设备秤重部分的内力，因此不影响秤重结果。

在重熔设备的一实施例中，炉可包括一环架，炉支架是经由环架而可拆地连接或可以可拆地连接至炉。为了将电极放置在指定坩埚的中央，当导引柱(至少包含在其上被导引的支架)、电极棒、引入件及电极绕着关节式连接件倾斜时，此关于炉的倾斜可通过环架补偿。所以，炉保持在实质上垂直的位置，而不受导引柱偏斜的影响。环架可附接至炉，特别是炉的外周区域。通过炉支架朝向导引柱的自由第二端部方向的轴向运动，亦即在垂直地向上操作期间，炉支架可至少部分地与环架连接。因此，当炉支架进一步朝向导引柱的自由第二端部方向运动时，炉可被抬升离开熔化站的坩埚。相似地，通过炉支架朝向导引柱的第一端部方向的轴向运动，炉可被放置在熔化站的坩埚上，使得炉的空间可用真空及/或气密的方式封闭。

在将炉放到坩埚上之后，炉支架可进一步地被移动朝向导引柱的第一端部方向，炉支架与环架之间的连接可借此拆开或分离。接着，炉只通过伸缩囊而与引入件连接。因为在拆开与炉支架的连接之后，炉不再通过导引柱支持，炉的重量也不再影响秤重装置，因此不会在制程控制期间被量测。

相反地，电极棒与电极棒支架之间的连接为固定连接。此固定连接是布设在外面，更精确地在一安装条件下是布设在炉上方。上述固定连接可例如为在电极棒支架与电极棒之间的螺钉或钳夹连接。

根据重熔设备的一实施例，电极棒支架与炉支架可各自包括一支架驱动装置，用于轴向地沿着导引柱移动各自的支架。用于两支架的分离的支架驱动装置容许彼此独立的移动。每一支架驱动装置可具有心轴驱动件(spindle drive)的设计。支架驱动装置的心轴驱动件可较佳地关于导引柱平行地布设，且在一端部可从导引柱的首控制台悬吊地装设。

在重熔设备的一实施例中可还包括一支撑柱，刚性地连接或可刚性地连接地面，且实质上平行于旋转柱延伸，且横向地与旋转柱有所间隔。在此实施例中，旋转柱可在第一旋转柱端部处通过轴向轴承绕着旋转轴而可旋转地放在地面或平台上，且可在相对于第一旋转柱端部的一第二旋转柱端部处绕着旋转轴可旋转地支撑在径向轴承中，径向轴承布设在刚性地连接至支撑柱的一杆件。上述杆件可具有横梁的形式，实质上在水平方向上延伸，从支撑柱延伸朝向旋转柱的方向，且至少部分地延伸至旋转柱上方。特别是，秤重装置可靠近地布设在轴向轴承的周围，更精确地直接在轴向轴承上方。

在一实施例中，电极棒可通过高电流缆线系统而与电源供应器连接，高电流缆线系统包括一第一高电流缆线、一第二高电流缆线、及一第三高电流缆线。第一高电流缆线可固定在电源供应器与第一缆线悬挂件之间。第一缆线悬挂件可附接至旋转柱，使得第一高电流缆线必须具有足够长度，使得旋转柱的旋转运动不受拘束。第二高电流缆线可固定在旋转柱处的第一缆线悬挂件与第二缆线悬挂件之间，其中第二缆线悬挂件是附接至导引柱。所以，将重熔设备需要被秤重的部分从重熔设备不需被秤重的部分解联是可被达成的。第三高电流缆线可固定在导引柱处的第二缆线悬挂件与第三缆线悬挂件之间，其中第三缆线悬挂件是附接至电极棒。第三高电流缆线具有足够长度，使得电极棒的下降与抬升不受拘束。因为导引柱直接或间接地支持第二缆线悬挂件及第三缆线悬挂件，第三高电流缆线及其悬挂件是通过秤重装置秤重，使得借移动电极棒而导致的缆线移动不会影响秤重结果。不言而喻的是，第一、第二及第三高电流缆线可各自包括数个导体或缆线导线(harness)。

根据进一步的实施例，每个柱可具有框架的设计。在此情况下，电源供应器与电极棒之间的高电流缆线系统可布设在此框架内，使得高电流缆线附近在重熔方法期间产生的电场不具有对重熔设备的钢构件的负面影响。这可为有利的，特别是当重熔设备为电极熔渣重熔设备(electrode slag remelting plant，ESR plant)时。尤其是在这种重熔设备的情况下，可发生由交流电导致的问题，其中被所谓高电流回圈包围的设备构件可被耦接在这里且被加热。此外，高电流回圈的长度及所封闭的面积可通过增加设备的电抗而具有负面影响，使得设备的电流消耗增加。通过布设高电流缆线系统及因此具有框架形式的柱内的高电流回圈，可最小化高电流回圈的长度及所封闭的面积。

根据本发明用于操作重熔设备的方法，特别是上述种类的重熔设备，包括下列步骤：

-沿着引导一电极棒支架的一导引柱轴向地移动电极棒支架，电极棒支架固定地连接至一电极棒，以相对炉移动电极棒而接触一电极，电极棒经由一引入件而可插入或插入在炉中，以及

-沿着引导一炉支架的导引柱轴向地移动炉支架，炉支架是连接至或可连接炉，以移动炉。

导引柱在第一端部关节式地连接至旋转柱。根据本发明的方法还包括下列步骤：

-通过绕着旋转柱的一旋转轴将导引柱与旋转柱一起旋转，将炉定位在一熔化站的一坩埚上方，

-通过相对旋转柱倾斜导引柱，将电极放置在坩埚的中央，电极棒接触电极，以及

-通过一秤重装置秤重至少上述电极，秤重装置布设在导引柱的第一端部的区域，且较佳地附接至旋转柱。

在此，秤重装置亦量测导引柱的重量以及在重熔制程期间藉导引柱支持的构件的重量。因为除了电极重量之外的其他构件的重量不会在重熔制程期间改变，实质上只需评估量测到的重量改变来执行制程控制。在重熔制程期间通过导引柱支持的构件可特别包括：电极棒支架、电极棒、电极、炉支架、以及引入件。球接头可被视为导引柱的一部分，而亦通过秤重装置秤重。此外，在重熔制程期间通过导引柱支持的构件可包括两个缆线悬挂件、高电流缆线、横接件、炉支架的驱动件及/或电极棒支架的驱动件。

虽然仅关于重熔设备描述了一些型态及特征，这些型态及特征可相应地应用于操作重熔设备的方法及其实施例。

附图说明

本发明应通过绘示重熔设备的范例实施例的示意附图而进一步的解释。

图1为重熔设备的示意附图。

具体实施方式

图1所示的重熔设备包括一静止支撑柱10，静止支撑柱10包含刚性地连接地面12的下方端部，且垂直地向上延伸。在关于下方端部相对的上方端部，支撑柱10包括水平地布设的横梁14，横梁14延伸超过支撑柱10的基部区域。横梁14刚性地附接至支撑柱10。在横梁14背向支撑柱10的一端部，形成封闭旋转柱18上方端部的径向轴承16。在此，旋转柱18的上方端部亦被称为第二旋转柱端部。

旋转柱18布设成横向地邻接支撑柱10，且在垂直方向上平行于支撑柱延伸。在所示的范例实施例中，旋转柱18是布设在平台20上方，且在下方端部(第一旋转柱端部)通过轴向轴承22可旋转地(绕着旋转轴24)装设在此平台20。在此，旋转轴24对应至旋转柱18的长轴以及平台20的长轴。平台20固定地连接地面12。在轴向轴承22的正上方，单一荷重元形式的秤重装置26是附接至旋转柱18。

秤重装置26关于支撑柱18在横向方向上放置的部分，至少部分地被球接头28封闭。球接头28是提供在导引柱30的下方端部(第一端部)，且因此在旋转柱18与导引柱30之间形成关节式连接。导引柱30的上方端部(第二端部)具有自由端部的设计。所以，导引柱30可绕着球接头28而相对旋转柱18偏斜。在图1中，所示的导引柱30是在非偏斜的状态下，其中导引柱30关于旋转柱18在平行的方向上延伸，且横向地与旋转柱有所间隔。进一步地，通过球接头28，可以将旋转柱18的旋转运动传递至导引柱30上，使得导引柱30可与旋转柱18一起绕着旋转轴24旋转。

为了绕着球接头28及相对旋转柱18偏斜导引柱30，导引柱30的自由第二端部必须以一指定方式偏转。为此目的，提供一种具有X-Y驱动设计的可被致动的驱动装置32，如在范例实施例中所示。驱动装置32包括两个驱动元件34，更精确地，一X驱动元件及一Y驱动元件。驱动元件34可各自地在水平于驱动装置32的方向上移动，其中两个方向较佳地彼此垂直。为了偏斜导引柱30，在驱动装置32连接至旋转柱18的上方端部的同时，驱动元件34连接至导引柱30的首控制台36。因此，通过移动驱动元件34的一或两者，导引柱30的自由第二端部可被移动，使得导引柱30可被偏斜。因为导引柱30的偏斜不仅改变了导引柱30的第二端部与旋转柱18的上方端部之间的横向距离，还有两者之间的垂直距离，因此驱动装置32是关节式地附接至旋转柱18的上方端部。进一步地，驱动元件34是关节式地附接至首控制台36。因此，驱动装置32以及驱动元件34与导引柱30一起偏斜，使得通过致动驱动装置32，用简单方式就可确保导引柱30的精确偏斜。

在导引柱30上，炉支架38及电极棒支架40以可移动的方式被导引。炉支架38是布设在电极棒支架40下方，即，在球接点28与电极棒支架40之间。两支架38、40可在轴方向上及/或沿着导引柱30的长轴移动。为此目的，炉支架38包括炉支架驱动装置42，且电极棒支架40包括电极棒支架驱动装置44。支架驱动装置42、44可被分离地致动，而可以彼此独立地移动两支架38、40。支架驱动装置42、44各自地布设在分配给支架驱动装置的支架38、40的凹处、或在凹处中。在此，支架驱动装置42、44具有心轴驱动件的设计，其中支架驱动装置的驱动心轴46是悬挂在导引柱30的首控制台36，且从那里开始在平行于导引柱30的长轴的方向上向下延伸。这容许重熔设备的节省空间的特定设计。

在电极棒支架40背向导引柱30的部分，电极棒48通过螺栓或钳夹连接件固定地附接至电极棒支架40。因此，电极棒48可通过电极棒支架40的轴向运动而和电极棒支架一起移动。电极棒48从电极棒支架40垂直地向下延伸朝向炉50的方向，且因此实质上平行于导引柱30。

电极棒48通过引入件52插入炉50中。在引入件52与炉50之间提供伸缩囊54，电极棒48延伸通过伸缩囊54。这些伸缩囊54确保电极棒48插入炉50的真空及气密性。当电极棒48通过电极棒支架40移动时，这导致相对炉50及引入件52(以及伸缩囊54)的移动。引入件52通过刚性横接件56而固定地连接至炉支架38，且可与炉支架38一起移动。

电极棒48在下方端部接触及/或承载电极58，下方端部与电极棒支架40有所间隔，电极58在前述重熔制程期间被消耗。电极58放置在真空且气密的炉空间中，炉空间由炉50与熔化站的坩埚60形成。电极58可通过电极棒支架40透过电极棒48而移动。所以，消耗性电极58可重新定位以达到预设的熔化速率。为此目的，在秤重装置26的帮助下持续地量测消耗性电极重量的改变，且据此控制制程。

炉50可与炉支架38的接触部分连接，炉支架38通过环架62在炉50的方向上延伸。在图1所示的重熔设备的状态下，炉50已被定位在或放在熔化站的坩埚60上，且炉与坩埚形成重熔制程发生的真空且气密的炉空间。在所示的状态下，炉支架38的接触部分是定位在环架62下方预设的距离，使得炉支架38与炉50之间没有直接连接。通过炉支架38在向上方向或朝向导引柱30的第二端部的方向的移动，炉支架38的接触部分抵接环架62，使得炉50可通过炉支架38而垂直地移动。所以，可以在例如重熔制程完成之后，将炉50抬升离开坩埚60，而不阻挡坩埚60。

为了重熔设备的能源供给，第一高电流缆线64连接至高电流源66且固定在附接至旋转柱18的第一缆线悬挂件68。第二高电流缆线70导通地连接至第一高电流缆线64，且在旋转柱18的第一缆线悬挂件68与附接至导引柱30的第二缆线悬挂件72之间延伸。第三高电流缆线74导通地连接至第二高电流缆线70及电极棒40，且在导引柱30的第二缆线悬挂件72与附接至电极棒48的第三缆线悬挂件76之间延伸。高电流是通过电极棒48而供给至电极58。

重熔设备的功能可如以下描述：起始于图1所示的起始位置，重熔制程启动且电极58持续地被消耗。为此目的，电极棒支架40及所承载的电极棒48与电极58是定位在最高可能的起始位置，其中电极棒支架40布设在导引柱30的第二自由端部下方。在此期间，炉50与炉支架38分离，且被放置在坩埚60上。消耗性电极58通过电极棒支架40的受控制的移动朝向导引柱30的第一端部方向而重新定位在坩埚60中。为此目的，在秤重装置26的帮助下持续地量测消耗性电极重量的改变，且据此控制制程。在支架38、40与导引柱30之间以及电极棒48与引入件52之间发生的摩擦力并不会影响秤重结果，因为这些构件全部通过秤重装置26支持及秤重，因此所发生的摩擦力只作为重熔设备的秤重部分的内力。

当重熔制程在所示的第一熔化站完成时，炉50及电极棒48应被移动至另一熔化站。在另一熔化站中，已经准备有新的消耗性电极，且从此另一熔化站的坩埚向上伸出。

一开始，电极棒支架40与所附接的电极棒48通过电极棒支架驱动装置44而再次被向上移动至起始位置。接着，炉支架38通过炉支架驱动装置42向上移动朝向导引柱30的第二自由端部的方向，使得炉支架38的接触部分变成与炉50的环架62连接。透过炉支架38进一步的抬升，炉50被抬升离开第一熔化站的坩埚60。炉支架38与所连接的炉50一起进一步轴向地向上移动，直到炉50的下方端部，下方端部在垂直方向上是在比新的消耗性电极的伸出端部更高的位置。

导引柱30与所导引的支架38、40以及电极棒48及炉50是通过旋转柱18的旋转，一起绕着旋转轴24从第一熔化站旋转至另一熔化站。因为炉50最后是在准备的电极垂直的上方，可能将炉50移动至新电极上方而不与新电极碰撞。当电极棒48定位在新电极上方时，新电极可接触且被电极棒48夹持。为此目的，在特定的实施例中，电极棒48可选择性地稍微被向下移动。

炉支架38被向下移动，使得定位在另一熔化站的坩埚上方的炉50下降。在炉50被放在另一熔化站的坩埚上不久之前，通过据此致动驱动装置32，新电极被放置在另一熔化站的坩埚中央。为了将新电极放置在中央，驱动装置32将导引柱30与布设在导引柱30上的支架38、40、支架驱动装置42、44与驱动心轴46、电极棒48、引入件52与横接件56以及新电极在所需的方向上绕着球接头26偏斜。在此，然而，炉50保持垂直地对齐且并未偏斜，因为形成在炉支架38与炉50之间的环架62以及形成在炉50与引入件52之间的伸缩囊54实质上补偿了偏斜。

在将新电极放置在另一熔化站的中央后，炉50通过炉支架38的轴向移动而朝向导引柱30的第一端部方向而被放在另一熔化站的坩埚上，使得炉50再次与另一熔化站的坩埚形成真空且气密的炉空间。接着，炉支架38进一步朝向导引柱30的第一端部方向，移动一预设距离，以拆开或分离炉支架38的接触部分与炉50的环架62之间的连接。所以，在后续的重熔制程期间，炉50的重量并未被秤重装置26量测，因为炉50与被秤重的构件仅通过伸缩囊54接触。可如关于第一熔化站所述的重复重熔制程(包括新电极的下降)。

符号说明

10 支撑柱

12 地面

14 横梁

16 径向轴承

18 旋转柱

20 平台

22 轴向轴承

24 旋转轴

26 秤重装置

28 球接头

30 导引柱

32 驱动装置

34 驱动元件

36 首控制台

38 炉支架

40 电极棒支架

42 炉支架驱动装置

44 电极棒支架驱动装置

46 驱动心轴

48 电极棒

50 炉

52 引入件

54 伸缩囊

56 横接件

58 电极

60 坩埚

62 环架

64 第一高电流缆线

66 高电流源

68 第一缆线悬挂件

70 第二高电流缆线

72 第二缆线悬挂件

74 第三高电流缆线

76 第三缆线悬挂件

Claims (14)

1.一种重熔设备，包括：

一炉(50)，可定位在一熔化站的一坩埚(60)上方，

一电极棒(48)，通过一引入件(52)而插入在该炉(50)之中，以承载一消耗性电极(58)，以及

一导引柱(30)，固定地连接至该电极棒(48)的一电极棒支架(40)以一轴向移动的方式在该导引柱(30)上被引导，以相对该炉(50)移动该电极棒(48)，该炉(50)的一炉支架(38)以一轴向移动的方式在该导引柱(30)上被引导以移动该炉(50)，

其特征在于该引入件(52)是经由一伸缩囊(54)而连接该炉(50)，该引入件(52)连接该炉支架(38)且可与该炉支架(38)一起移动，该炉(50)包括一环架(62)，该炉支架(38)通过该环架(62)而可拆地连接至该炉(50)，且该引导柱(30)在一第一端部关节式地连接至一旋转柱(18)，使得该导引柱(30)可相对该旋转柱(18)倾斜，且可与该旋转柱(18)一起绕着该旋转柱(18)的一旋转轴(24)旋转，其中该导引柱(30)在该导引柱(30)的该第一端部的区域中包括一秤重装置(26)，因此在该导引柱(30)与该旋转柱(18)之间关节式连接的区域中，该关节式连接部件至少部分地包围该秤重装置(26)，用于秤重至少该电极(58)。

2.根据权利要求1所述的重熔设备，其中该导引柱(30)通过一球接头(28)作为关节式连接部件而关节式地连接至该旋转柱(18)。

3.根据权利要求2所述的重熔设备，其中该球接头(28)至少部分地包围该秤重装置(26)。

4.根据权利要求3所述的重熔设备，其中该秤重装置(26)形成为一单一荷重元。

5.根据权利要求1所述的重熔设备，其中该秤重装置(26)附接至该旋转柱(18)。

6.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的重熔设备，其中该导引柱(30)在一不倾斜的状态下平行于该旋转柱(18)延伸，且横向地与该旋转柱(18)有所间隔。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的重熔设备，其中该导引柱(30)在相对于该第一端部的一自由第二端部是与一驱动装置(32)操作性地连接，用于倾斜该导引柱(30)。

8.根据权利要求7所述的重熔设备，其中用于倾斜该导引柱(30)的该驱动装置(32)是关节式地附接至该旋转柱(18)，且包括至少一驱动元件(34)，该驱动元件(34)接触该导引柱(30)的该自由第二端部的区域。

9.根据权利要求1或权利要求2所述的重熔设备，其中该引入件(52)是刚性地连接该炉支架(38)且可与该炉支架(38)一起移动。

10.根据权利要求1或权利要求2所述的重熔设备，其中该电极棒支架(40)包括一支架驱动装置(44)及该炉支架(38)包括一支架驱动装置(42)，用于沿着该导引柱(30)轴向地分别彼此独立地移动该电极棒支架(40)和该炉支架(38)。

11.根据权利要求10所述的重熔设备，其中所述支架驱动装置(42、44)两者包括相同的驱动心轴(46)。

12.根据权利要求1或权利要求2所述的重熔设备，还包括一支撑柱(10)，刚性地连接至或可连接一地面(12)，该支撑柱(10)平行于该旋转柱(18)延伸，且横向地与该旋转柱(18)有所间隔，其中该旋转柱(18)在一第一旋转柱端部绕着该旋转轴(24)可旋转地支撑在该地面(12)上、或通过一轴向轴承(22)而支撑在一平台(20)上，且在相对于该第一旋转柱端部的一第二旋转柱端部绕着该旋转轴(24)可旋转地装设在一径向轴承(16)中，该径向轴承(16)布设在刚性地连接至该支撑柱(10)的一杆件。

13.一种用于操作重熔设备的方法，采用如权利要求1至权利要求10中任一项所述的重熔设备，包括下列步骤：

-沿着引导一电极棒支架(40)的一导引柱(30)轴向地移动该电极棒支架(40)，该电极棒支架(40)固定地连接至一电极棒(48)，以相对该炉(50)移动该电极棒(48)而承载一电极(58)，该电极棒(48)通过一引入件(52)而插入在该炉(50)中，以及

-沿着引导一炉支架(38)的该导引柱(30)轴向地移动该炉(50)的该炉支架(38)，以移动该炉(50)，

其特征在于该引入件(52)是经由一伸缩囊(54)而连接该炉(50)，该引入件(52)连接该炉支架(38)且可与该炉支架(38)一起移动，该炉(50)包括一环架(62)，该炉支架(38)通过该环架(62)而可拆地连接至该炉(50)，且该导引柱(30)在一第一端部关节式地连接至一旋转柱(18)，其中该方法还包括下列步骤：

-通过绕着该旋转柱(18)的一旋转轴(24)将该导引柱(30)与该旋转柱(18)一起旋转，将该炉(50)定位在一熔化站的一坩埚(60)上方，

-通过相对该旋转柱(18)倾斜该导引柱(30)，将该电极(58)放置在该坩埚(60)的中央，该电极棒(48)承载该电极(58)，以及

-通过一秤重装置(26)秤重至少该电极(58)，该秤重装置(26)布设在该导引柱(30)的该第一端部的区域，因此在该导引柱(30)与该旋转柱(18)之间关节式连接的区域中，该关节式连接部件至少部分地包围该秤重装置(26)。

14.根据权利要求13所述的用于操作重熔设备的方法，其中该秤重装置(26)附接至该旋转柱(18)。

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