DE1252218B

DE1252218B - Ver fahren zum Elektro Schlacken Umschmel zen metallischer Absi.hmelzelektroden und Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1252218B
Application number: DEJ29746A
Authority: DE
Inventors: I Me do\ar Jury V Latash Bolesla\ I Maxi movich Kiew Bons (Sow)etumon)
Original assignee: Institut hlektrosvarki im E O Pa+ona Kiew (Sowjetunion)
Publication date: 1967-10-19

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C21c

Deutsche Kl.: 18 b-5/52

Nummer: 1 252 218

Aktenzeichen: J 29746 VI a/18 b

Anmeldetag: 30. Dezember 1965

Auslegetag: 19. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft das Elektro-Schlacken-Umschmelzen von Metallen unter Benutzung von Abschmelzelektroden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei diesbezüglichen bekannten Verfahren wird der Metallblock durch allmähliche Füllung der während des Umschmelzens unbeweglichen, wassergekühlten Kokille, die mittels einer wassergekühlten Abdeckung abgeschlossen ist, entsprechend der abgeschmolzenen Menge der Abschmelzelektrode gebildet. Diese Verfahren besitzen folgenden grundlegenden Nachteil: Da die Kokille während des Umschmelzvorgangs bis zum vollen Aufschmelzen des Blockes unbeweglich bleibt, können nur Blöcke hergestellt werden, deren Höhe höchstens 70 bis 80 %> der Höhe der Kokille beträgt.

Da die technisch-wirtschaftlichen Kennzeichen des Elektro-Schlacken-Umschmelzprozesses mit der Erhöhung der Blockhöhe verbessert werden, wurde die Höhe der Kokille bis zu Werten getrieben, die gleich vier bis fünf Durchmesser der Kokille betragen. Die weitere Steigerung der Höhe der Kokillen ist jedoch mit einer Reihe von Schwierigkeiten sowohl beim Betrieb als auch bei der Herstellung der Kokillen verknüpft. Je größer nämlich die Höhe der Kokille ist, desto härter sind die Anforderungen an die Geradlinigkeit der Abschmelzelektroden, desto schwieriger ist es, den Block aus der Kokille herauszunehmen und die erforderliche Intensität der Kühlung der Kokille zu gewährleisten.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile. Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, solch einElektro-Schlacken-Umschmelzverfahren zu entwickeln, das bei einer verhältnismäßig geringen Höhe der Kokillen Blöcke herzustellen ermöglicht, welche die Kokille an Höhe weit übertreffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Elektro-Schlacken-Umschmelzen metallischer Abschmelzelektroden in der wassergekühlten Metallkokille erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den Vorgang bei Gegenbewegung der Abschmelzelektrode und der Kokille durchführt, wobei die letztere mit einer der linearen Geschwindigkeit des Aufschmelzens des Blockes gleichen Geschwindigkeit nach oben verschoben wird.

Für das erfindungsgemäße Elektro-Schlacken-Umschmelzverfahren dient die in der Zeichnung in einer Ausführungsform dargestellte Vorrichtung. Sie besteht im wesentlichen aus der senkrechten Führungssäule 1 mit dem Gleitschlitten 2 für den Elektrodenhalter 3 und dem Gleitschlitten 4 für die daran be-Verfahren zum Elektro-Schlacken-Umschmelzen metallischer Abschmelzelektroden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Anmelder:

Institut Elektrosvarki im. E. O. Patona, Kiew (Sowjetunion)

Vertreter:

Dipl.-Chem. L. Zellentin, Patentanwalt, Ludwigshafen/Rhein, Rubensstr. 30

Als Erfinder benannt:

Boris I. Medovar,

Jury V. Latash,

Boleslav I. Maximovich, Kiew (Sowjetunion) - ·

festigte wassergekühlte, senkrecht verschiebbare Kokille 5; ferner aus dem unter die Kokille 5 waagerecht verfahrbaren Kokillenboden 6, auf welchem die als Kokillenuntersatz dienende wassergekühlte Stromzuführungsscheibe 7 und auf dieser die Impf scheibe 8 aus Metall der gleichen chemischen Zusammensetzung wie das Umschmelzgut angeordnet ist.

Bei Beginn des Umschmelzprozesses wird die Abschmelzelektrode 9 derart im Elektrodenhalter 3 eingespannt, daß deren unteres Ende mit der Impfscheibe 8 in Berührung kommt. Die anfangs auf der Scheibe 7 aufliegende Kokille 5 wird mit dem beim Elektro-Schlacken-Umschmelzen verwendeten Flußmittel gefüllt. Die Elektroenergie wird der Anlage von der Speisequelle 10 zugeführt. Der zwischen der Impfscheibe 8 und der Abschmelzelektrode 9 entstehende elektrische Bogen schmilzt anfangs eine gewisse Menge des Flußmittels; weiterhin erfolgt das volle Erschmelzen des Flußmittels, worauf das Abschmelzen der Abschmelzelektrode 9 durch die im geschmolzenen Flußmittel beim Stromdurchgang entwickelte Wärme in Gang kommt.

An der Innenfläche der Kokille 5 bildet das Flußmitte! eine dünne halberstarrte Kruste, an welcher die Oberfläche des Metallblockes 13 entsteht. Dem Fortschreiten des Abschmelzvorganges entsprechend verschiebt sich die Abschmelzelektrode 9 mit Hilfe des Schlittens 2, welcher die Antriebseinrichtung 11 auf-

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Claims

weist, nach unten mit der Geschwindigkeit V1, die durch die gegebenen elektrischen Umschmelzbedingungen bestimmt wird. Die Erschmelzung der Abschmelzelektrode 9 wird so lange fortgesetzt, bis der Block 13 eine Höhe erreicht, die etwa der halben Höhe der Kokille 5 entspricht. Darauf erfolgt die Verschiebung der Kokille 5 nach oben mit der Geschwindigkeit V2, die der linearen Geschwindigkeit des Aufschmelzen des Blockes 13 gleich ist. Eine Verminderung oder eine Erhöhung der Hubgeschwindigkeit V2 der Kokille 5 im Verhältnis zur Geschwindigkeit V1 des Aufschmelzens des Blockes 13 rufen Störungen im Umschmelzvorgang hervor. Die Kokille 5 wird mit Hilfe des Schlittens 4 verschoben. Der Schlittenantrieb 12 besteht aus einem Gleichstrommotor mit Drehzahlregelung und einem Getriebe. Der weitere Umschmelzvorgang verläuft bei Gegenbewegung der Abschmelzelektrode 9 und der Kokille 5. Der Block 13 selbst bleibt während des Umschmelzens unbeweglich. Der Vorgang wird nach Abschmelzen der Abschmelzelektrode in der erforderlichen Länge beendet. Durch Gegenbewegung von Kokille 5 und Abschmelzelektrode 9 während des Umschmelzens können bei der verhältnismäßig kleinen Höhe der Kokille Blöcke von die Höhe der Kokille wesentlich, ja um das Mehrfache überschreitender Länge hergestellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend an Hand eines praktisch durchführbaren Beispiels des Elektro-Schlacken-Umschmelzens z. B. von Kugellagerstahl näher erläutert. Die Abschmelzelektrode 9 aus Kugellagerstahl von 200 mm Durchmesser und 7,0 m Länge wird im Elektrodenschalter 3 der Anlage eingespannt. In die Kokille 5 von 300 mm Durchmesser und 1,2 m Höhe wird eine Impfscheibe 8 aus Kugellagerstahl von 250 mm Durchmesser und 50 mm Dicke eingelegt und hierauf 60 bis 80 kg eines aus 70 % CaF2 und : 30 % Al2O3 bestehenden Flußmittels eingeschüttet. Bei Zufuhr von Elektroenergie entsteht zwischen der Impfscheibe 8 und der Abschmelzelektrode 9 ein elektrischer Bogen, welcher das Flußmittel zum Schmelzen bringt. In 10 bis 20 Minuten verschwindet der Bogen, und weiterhin erfolgt das volle Erschmelzen des Flußmittels; gleichzeitig beginnt das Abschmelzen der Abschmelzelektrode 9 durch die im Flußmittel beim Stromdurchgang entstehende Wärme. Dem Abschmelzvorgang entsprechend wird die Elektrode 9 nach unten mit einer Geschwindigkeit geführt, die zum Aufrechterhalten des Stromes von 6500 bis 7500 A erforderlich ist. Nachdem der Block 13 durch Aufschmelzen eine Höhe von 600 mm erreicht hat — dies findet etwa nach IV2 Stunden nach Beginn des Umschmelzens statt —, beginnt man die Kokille 5 mit der Geschwindigkeit von 0,53 bis 0,55 m/h nach oben zu verschieben. Im folgenden verläuft der Vorgang bis zum vollen Abschmelzen der Elektrode bei Gegenbewegung der Abschmelzelektrode 9 und der Kokille 5. Das volle Abschmelzen der Abschmelzelektrode 9 entspricht dem Aufschmelzen eines Blockes von 1,5 bis 1,7 t Gewicht und etwa 3 m Höhe, welche somit die Höhe der Kokille um das 2,5fache übersteigt. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Elektro-Schlacken-Umschmelzen metallischer Abschmelzelektroden in einer wassergekühlten Metallkokille, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschmelzen bei linearer Gegenbewegung der Abschmelzelektrode und der Kokille durchgeführt wird, wobei man die letztere mit einer Geschwindigkeit nach oben verschiebt, die der linearen Geschwindigkeit des Aufschmelzens des Metallblockes gleich ist.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend einerseits aus zwei übereinander an einer Führungssäule (1) senkrecht verschiebbar angeordneten Gleitschlitten (2, 4), wobei der obere (2) mit einem Elektrodenhalter (3) für die senkrecht zu befestigende Abschmelzelektrode (9) versehen und am unteren Schlitten (4) die senkrecht verschiebbare Kokille (5) befestigt ist, und andererseits aus einem unter die Kokille (5) waagerecht verfahrbaren Kokillenboden (6), auf dem eine wassergekühlte Stromzuführungsscheibe (7) und auf dieser eine Impfscheibe (8) aus einem Metall gleicher Zusammensetzung wie die Abschmelzelektrode (9) angebracht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen