DE1254296B

DE1254296B - Vorrichtung zur Elektrodenfuehrung bei elektrischer Blockkopfbeheizung

Info

Publication number: DE1254296B
Application number: DEJ23308A
Authority: DE
Inventors: Daniil A Dudko; Georgij S Tjagun-Bjelous
Original assignee: INST ELEKTROSWARKI IM J O PATO
Current assignee: INST ELEKTROSWARKI IM J O PATO
Priority date: 1963-03-08
Filing date: 1963-03-08
Publication date: 1967-11-16

Description

Vorrichtung zur Elektrodenführung bei elektrischer Blockkopfbeheizung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Elektrodennachstellungsregelung in bezug auf den sinkenden Metallspiegel erstarrender Gußblöcke bei elektrischer Blockkopfbeheizung durch unter einer Schlackenabdeckung beim Stromdurchgang zwischen Gußblock und der abschmelzbaren, in ihrer chemischen Zusammensetzung dem Gußblock ähnlichen Metallelektrode entstehende, die Erstarrung des Gußblockkopfes verzögernde Wärme zur Vermeidung von Lunkerbildung und Verdichtung sowie Güteverbesserung des Metallgefüges von Gußblöcken sowie auch zur Elektrodennachstellung bei Elektroschlackenschweißung und zur Auf- und Umschmelzung von Metallen unter Verwendung zweier verstellbarer Stromzuführungsklemmen.
Es sind Vorrichtungen zur Verhinderung der Folgen der Volumenverminderung beim Erstarren von Gußblöcken, wie Lunkerbildung, bekannt, die eine Blockkopfbeheizung aufweisen. Bei derartigen Vorrichtungen erkaltet der Block zunächst fast oder ganz, worauf die nicht verstellbare Elektrode in einer feststehenden Stellung in die Schlackenschicht eingebracht wird und der in dieser Elektrodenstellung erkaltete Blockkopf erneut geschmolzen wird, um die bereits entstandenen Lunker zu beseitigen. Zur Verstellung der Elektrode dient hierbei ein beweglicher, nicht nachstellbarer Halter, an dem das obere Ende der Elektrode befestigt wird. Eine derartige Anordnung hat den Nachteil, daß viel Energie aufgewendet werden muß, das bereits erkaltete Metall erneut zu schmelzen, und daß die Metallstruktur des Blockes beim zweimaligen Erkalten uneinheitlich wird.
Es sind auch Vorrichtungen zur Verhinderung der Lunkerbildung und zur Güteverbesserung und Verdichtung des Metallgefüges von Gußblöcken und zur Verminderung der Größe des verlorenen Kopfes bekannt, bei denen bei elektrischer Blockkopfbeheizung unter einem dünnen Schlackenbad zwischen der Elektrodenspitze und dem Stahlbad freie Lichtbogen brennen, um die Gußblockoberfläche längere Zeit flüssig zu erhalten und damit das Nachfließen zum Blockinneren während der Erstarrung sicherzustellen, hierbei kann Wechselstrom oder Gleichstrom verwendet werden. Derartige Vorrichtungen, bei denen eine dünne Schlackenschicht verwendet wird und die keine selbsttätige Elektrodenregelung aufweisen, haben den Nachteil, daß die Wärmeverteilung und Wärmespeicherung in der dünnen Schlackendecke ungenügend ist und daß ohne Elektrodenregelung nur schwere Blöcke hergestellt werden können.
Es sind auch Blockkopfbeheizungsvorrichtungen bekanntgeworden, deren Lichtbogen unter einer verhältnismäßig großen Schlackenmenge verborgen ist, so daß die Wärme des Lichtbogens vorteilhaft über eine große Blockoberfläche verteilt und gleichzeitig der Stahl vor Oxydation geschützt wird, wobei auch selbsttätige Steuervorrichtungen und Elektrodenführungsanordnungen verwendet wurden, bei denen die selbsttätige - Regelvorrichtung hydraulisch durch Leitungswasser angetrieben wird, deren Steuerung in Abhängigkeit von der umstellbaren Stromstärke des Lichtbogens durch ein Relais und einen magnetisch betätigten hydraulischen St Querzylinder erfolgt, wodurch das Heben und Senken der Kohlen-Elektroden durch hydraulische Arbeitszylinder geschieht, die an der Beheizungshaube angebaut sind.
War es ohne selbsttätige Elektrodenregelung bisher nur möglich, schwere Gußblöcke herzustellen, so konnten jetzt auch eine größere Zahl kleinerer Blöcke wirksam beheizt werden.
Derartige Vorrichtungen wiesen jedoch den Nachteil auf, daß die Elektrodenabsenkvorrichtung kompliziert, die Wartung schwierig und deren Herstellung kostspielig war.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine selbstgesteuerte Elektrodenabsenkeinrichtung zu schaffen, die unkompliziert in Aufbau und Steuerung ist und zuverlässig in Abhängigkeit vom beim Erkalten absinkenden Metallspiegel des Gußblockes selbsttätig schrittweise nachgestellt werden kann. Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die schrittweise zuführende Elektrodenklemme 5 mit einer die Elektrode festhaltenden Klemme 6 leitend verbunden ist und diese miteinander eine Elektrodenzuführungseinrichtung bilden, wobei in dem Stromkreis ein den Antrieb 7 der Elektrodenzuführungseinrichtung beim Absinken die Größe des Arbeitsstromes während des Aufschmelzens unter einem Sollwert ein jeweils schrittweise mittels eines Signals regelndes Relais eingeschaltet wird, wobei zur Regelung der Schrittfrequenz der Elektrodenzuführungseinrichtung auch ein Zeitrelais verwendet werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.
F i g. 1 bis 6 der Zeichnung veranschaulichen die Lage der einzelnen Teile der Zubringungsvorrichtung in den einzelnen Arbeitsphasen.
Eine Metallelektrode 1 von großem Querschnitt wird in ein Bad geschmolzener Schlacke 2 eingeführt, das den Blockkopf des gegossenen Metallblockes bedeckt; wobei ein elektrischer Ström die Schlacke zwischen der Elektrode und der Metalloberfläche durchfließt.
Unter Einwirkung des durch die Schlacke geleiteten elektrischen Stromes wird die Schlacke bis über die Schmelztemperatur des geschmolzenen Metalls des zu gießenden Blockes erwärmt. Abschmelzende Tropfen der Abschmelzelektrode füllen ununterbrochen das Bad des geschmolzenen Metalls auf. Auf diese Weise wird das Entstehen von Lunkern sowie eine Auflockerung Struktur und Dichte des Metalls verhindert.
Als Elektroden können verschiedene Abfälle der Hüttenindustrie ausgenutzt werden, z. B. Angüsse, Profilmetallabschnitte. Zur Verdichtung der Metallstruktur großer Blöcke können jeweils mehrere Elektroden großen Querschnitts verwendet werden, wobei diese Elektroden an einem Dreiphasen-Transformator angeschlossen werden. Es ist auch möglich, mehrere Elektroden an einen Pol der Stromquelle anzuschalten.
Während des Arbeitsvorganges ist die Elektrode I, die in das Bad der geschmolzenen Schlacke 2 eingebracht wird, mit den regelbaren stromzuführenden Klemmen 5 und 6, die mit dem Antrieb 7 des Mechanismus für Schrittzubringung in Verbindung stehen, fest verbunden.
Der biegsame Bügel 8 verbindet leitend die Klemmen 5 und 6 sowohl untereinander wie auch mit der Stromquelle.
Solange die Stromstärke sich innerhalb des festgegesetzten Sollwertes bewegt, verbleibt die Elektrode unbeweglich. Hierbei (F i g. 1) sind die beiden stromzuführenden Klemmen 5 und 6 geschlossen, und der Antrieb 7 des Mechanismus für Schrittzubringung ist ausgeschaltet.
Falls die Größe der Stromstärke des Schweißungsstromes den festgesetzten Sollwert übersteigt, was z. B. bei Aufschmelzen der Elektrode vorkommt, dann sendet das Stromrelais sogleich ein Signal zur Einschaltung des Antriebes 7 für die Elektrodensenkung. Dieser öffnet die Klemme 5 (F i g. 2), versetzt sie nach oben (F i g. 3), schließt die Klemme 5 (F i g. 4), öffnet die Klemme 6 (F i g. 5) und verschiebt die Klemme 5 zusammen mit der Elektrode nach unten um den Wert der festgesetzten schrittweisen Absenkung. Danach wird die Klemme 6 geschlossen, und der Antrieb für die Elektrodensenkung wird ausgeschaltet. Dieser Arbeitszyklus wiederholt sich.
Für Elektroden mit einem Querschnitt bis zu 10 000 mm2 wird ein Zubringungsschritt in den Grenzen von 3 bis 10 mm empfohlen. Der Antrieb für die Elektrodenabsenkung kann ein elektrischer oder ein pneumatischer sein. Die Absenkung der Elektrode kann auch zeitrelaisgesteuert sein, wobei dieses Relais den Antrieb der Zubringervorrichtung periodisch einschaltet.
Die hier beschriebene Vorrichtung gewährleistet zuverlässige Arbeit bei bedeutend verminderten baulichen Ausmaßen und geringen Anlagekosten und kann auch für die Elektroschlackenverdichtung, Elektroschlackenum- und -aufschmelzung sowie Schweißung von Metall großer Dicke zur Anwendung gelangen.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Elektrodenabsenkungsregelung in bezug auf den sinkenden Metallspiegel erstarrender Gußblöcke bei elektrischer Blockkopfbeheizung durch unter einer Schlackenabdeckung beim Stromdurchgang zwischen dem Gußblock und der schmelzbaren, in ihrer chemischen Zusammensetzung dem Gußblock ähnlichen Metallelektrode entstehende, die Erstarrung des Gußblockkopfs verzögernde Wärme zur Vermeidung von Lunkerbildung und Verdichtung sowie auch zur Elektrodenabsenkung bei Elektroschlackenschweißung und zur Auf- und Umschmelzung von Metallen unter Verwendung zweier verstellbarer Stromzuführungsklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Elektrode schrittweise zuführende Klemme (5) mit der die Elektrode festhaltenden Klemme (6) leitend verbunden ist und diese zusammen eine der Aufschmelzung entsprechende Elektrodenzuführungseinrichtung bilden, wobei in den Stromkreis ein den Antrieb (7) der Elektrodenzuführungseinrichtung beim Absinken der Größe des Arbeitsstromes während des Aufschmelzens unter einem Sollwert jeweils schrittweise mittels eines Signals regelndes Relais eingeschaltet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Schrittfrequenz der Elektrodenzuführungseinrichtung ein Zeitrelais angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: österreichische Patentschrift Nr. 182 832; USA.-Patentschriften Nr. 2 240 405, 2 361101; »Stahl und Eisen«, 1930, S. 1801 bis 1805 und 1955, S. 1755 bis 1774.