DE1508816C - Gießanlage für das bei der Elektroschlackenraffination anfallende Metall - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich im Gebiet der Metallurgie und des Maschinenbaues insbesondere auf eine Gießanlage für das bei der Elektroschlackenraffination anfallende Metall.

Es ist eine Versuchsanlage zur Durchführung des Elektroschlacken-Blockgußverfahrens bekannt, die eine Gießpfanne für das flüssige Metall, eine nicht schmelzbare Hohlelektrode und eine Gießform mit dem Gießgespann enthält. Diese Versuchsanlage arbeitet wie folgt:

Die Schlackenmischung wird in die Gießform geschüttet und geschmolzen, wobei dem Gießgespann und der Elektrode Strom zugeführt wird.

Dann wird die Mischung überhitzt und das flüssige Metall wird aus der Gießpfanne durch den Hohlraum der in die flüssige Schlacke getauchten Elektrode hindurch zugeleitet. Je nach der Höhe der Metallfüllung und der Bildung des Blockes in der Gießform wird die unverzehrbare Elektrode aus der Gießform hochgehoben (Urheberschein N 168 743, UdSSR).

Es ist bei dieser Versuchsanlage jedoch notwendig, mit der Elektrode gleichzeitig und synchron auch die Gießpfanne hochzuheben und dabei das Gießen des flüssigen Metalls durch den Elektrodenhohlraum in die Gießform fortzusetzen. Es ist dabei nicht auszuschließen, daß der Metallstrahl die Wände des Elektrodenhohlraumes berührt, so daß ein Kurzschluß erfolgt, und/oder Metall setzt sich an den Wänden des Elektrodenhohlraumes an, wodurch der Kanal in der Elektrode verengt wird. Aus diesen Gründen muß die Elektrode oft ausgewechselt werden.

Außerdem besteht bei der bekannten Versuchsanlage die rohrförmige Elektrode völlig aus Graphit und besitzt deshalb keine genügende Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit. Der Strom wird der rohrförmigen Elektrode durch Klammern zugeführt, die gleichzeitig zum Festhalten der Elektrode dienen.

Die bekannte Anlage enthält zwar eine Führungssäule, längs der über Halterungen die Elektrode und die Gießpfanne im Laufe der Blockbildung und des Blockabstreifens senkrecht verschoben werden können, jedoch ist es schwierig oder unmöglich, damit die obengenannten Nachteile zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießanlage für das bei der Elektroschlacken-Raffination anfallende Metall zu schaffen, die eine höhere Leistung aufweist und durch die die Qualität der gegossenen Blöcke verbessert werden kann, wobei aber die Notwendigkeit, die Gießpfanne beim Abguß des Metalls in die Gießform hochzuheben, beseitigt ist; ferner soll die Anlage eine kräftigere Elektrode mit verbesserter Stromzuführung haben, wodurch Energieverluste verringert und erhöhte Lebensdauer und Betriebssicherheit garantiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch eine Gießanlage für das bei der Elektroschlackenraffination anfallende Metall gelöst, die eine gekühlte Gießform mit Gießgespann und eine unverzehrbare Hohlelektrode aufweist und erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hohlelektrode an einem stromzuführenden Metallgestell befestigt ist, und daß in der Hohlelektrode und innerhalb des Metallgestelles eine abnehmbare rohrförmige Zuleitung für das flüssige Metall angeordnet ist, die aus einem feuerfesten, elektrisch nicht leitenden Material besteht.

Am Metallgerüst sind vorteilhafterweise Metallstreifen angebracht, zwischen denen und dem Gestell Flachschienen angeschlossen sind, die als Stromzuführungen dienen.

Die abnehmbare Zuleitung für das flüssige Metall weist oben einen Trichter auf, und das Gestell der Elektrode ist mit einer Auflage zum Festhalten des Trichters versehen.

Die Zuleitung für das flüssige Metall besteht vorzugsweise aus einem Metallgehäuse und darin befindlichen Ringgliedern, die zusammengesetzt den Hohlraum der Zuleitung bilden.

Die Gießanlage weist ferner wenigstens eine Gießform mit einem zugehörigen Gießuntersatz auf, die mit Hilfe einer Hubvorrichtung vertikal bewegbar sind; ferner ist die an dem Metallgestell befestigte, rohrförmige nicht schmelzende Elektrode vertikal und horizontal verschiebbar.

Die Gießform und der Gießuntersatz, das Gießgespann, sind vorzugsweise voneinander trennbar, so daß zum Abstreifen des Metallblockes aus der Gieß-

ao form diese durch eine Vorrichtung in hoher Lage festgehalten werden kann, während der Metallblock nach unten entleert wird.

Zum besseren Verständnis und zur Erläuterung weiterer Einzelheiten der Erfindung wird im folgen-

«5 den als Beispiel eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht einer, erfindungsgemäßen Anlage,

Fig. 2 die Draufsicht auf diese Anlage,

Fig. 3 die Elektrode der Anlage (teilweiser Längsschnitt),

Fig. 4 diese Elektrode im Schnitt IV-IV der Fig. 3.

Die Anlage besitzt zwei gekühlte Gießformen 1 und Γ (F i g. 1 und 2) mit den zugehörigen Gießgespannen 2 und 2' und hydraulischen Antrieben 3 und 3' zur gemeinsamen Verschiebung der Gießformen samt den zugehörigen Gießgespannen, sowie eine Elektrode 4, die auf einer mittels Wagen 6 längs einer Säule 7 verschiebbaren Konsole 5 befestigt ist. Zum Bewegen der Elektrode 4 (z. B. in horizontaler Richtung) ist die Konsole 5 mit einem Druckluftantrieb 8 ausgerüstet.

Die Druckluftantriebe 9 bzw. 9' dienen zur Drehung der Gießformen in horizontaler Richtung, und die Vorrichtungen 10 bzw. 10' dienen zur Feststellung der Gießformen während des Abstreifens des Metallblockes.

Die unverzehrbare Graphit-Hohlelektrode 4 ist am Metallgestell 11 montiert, das gleichzeitig als Stromzuführung dient.

Innerhalb der Elektrode 4 und des Metallgestells 11 ist die abnehmbare Zuleitung 12 für das flüssige Metall eingesetzt, die hier aus einzelnen in einem Metallgehäuse 14 befindlichen Ringgliedern 13 bestehtv

Die Ringglieder 13 bestehen aus einem feuerfesten, elektrisch nicht leitenden Material.

Im oberen Teil des Gestells 11 der Elektrode 4 ist eine Auflage 15 zum Festhalten des Trichters 16 der Zuleitung 12 vorgesehen.

Am Metallgestell 11 sind flache Metallstreifen 17 angebracht, die über Flachschienen 18 greifen, die somit sowohl am Gestell 11 als auch an den Streifen

. 17 großflächig angeschlossen sind und als Strom-Zuführungen zum Gestell 11 und damit zur Elektrode 4 dienen.

Die Gießpfanne für das flüssige Metall und ein Kran zu deren Verschiebung und zum Abtransport des Metallblockes sind in den Zeichnungen nicht gezeigt.

Die Anlage arbeitet folgendermaßen: Die an der Konsole 5 montierte Elektrode 4 mit eingesetzter Zuleitung 12 wird in die Arbeitsstellung gebracht. Auf das auf dem hydraulischen Antrieb 3 gelagerte Gießgespann 2 wird eine Impfscheibe gelegt, auf die ein selbst entzündliches Flußmittel aufgeschüttet wird. Die Gießform 1 wird auf das Gießgespann 2 aufgestellt und die Elektrode 4 an das selbst entzündliche Flußmittel herangeführt, indem durch den hydraulischen Antrieb 3 die Gießform 1 samt Gießgespann 2 hochgeführt werden; da aber auch die Elektrode vertikal verschiebbar ist, kann die günstigste Lage von Elektrode 4 und Gießform 1 zueinander auf einfache Weise eingestellt werden. Danach wird die Schlackenmischung aufgeschüttet und dem Gießgespann 2 und der Elektrode 4 Strom von einem Transformator (hier nicht gezeigt) zugeführt.

Durch die Wärmeentwicklung beim Stromdurchgang durch das selbst entzündliche Flußmittel wird dieses und demzufolge auch die Schlackenmischung geschmolzen. Dann wird die Gießpfanne mit dem flüssigen Metall z. B. mit einem Kran zur Gießanlage transportiert.

Die Auslauföffnung der Gießpfanne wird über dem Trichter 16 der Zuleitung 12 eingestellt, und das Metall wird durch die Zuleitung 12 und die Elektrode 4 in die Gießform 1 abgegossen. Die Gießform 1 mit dem Gießgespann 2 wird je nach der Füllung mit flüssigem Metall mit Hilfe des hydraulischen Antriebs 3 abgesenkt. Elektrode 4 und Zuleitung 12 stehen dabei fest, so daß die Gießpfanne in ihrer Lage verbleiben kann.

Zur Aufrechterhaltung der Schlackentemperatur zwischen 1700 bis 2000° C wird während des Gießens Strom zugeführt. Dabei wird durch eine flüssige Schlackenschicht hindurch vergossen, wodurch eine gezielte Kristallisation und Raffination des flüssigen Metalls mittels hoch erhitzter Schlacke gewährleistet wird.

Deshalb zeichnet sich der gegossene Block durch ein porenfreies, fehlerloses Gefüge, erhöhte Reinheit in Hinsicht auf nichtmetallische Einschlüsse und minimalen Gehalt an Schwefel und Gasen aus.

Nach Beendigung des Gießens wird die Erhitzung des Blockkopfes fortgesetzt, damit Schwindlunker vermieden werden, wonach der Strom abgeschaltet wird. Die Elektrode 4 wird aus der Gießform 1 herausgezogen und mit Hilfe des Druckluftantriebs 8 aus der Arbeitsstellung herausgeführt. Nach der Erstarrung des Blockes wird die Gießform 1 samt Gießgespann 2 und dem gegossenen Block durch den hydraulischen Antrieb3 hochgehoben und die Gießform in dieser Stellung festgehalten, worauf das Gießgespann 2 mit dem Block abgesenkt wird. Hierdurch erfolgt das Abstreifen des Blockes.

Die entleerte Gießform 1 wird mit Hilfe des Druckluftantriebes 9 so beiseite geführt, daß der fertig gegossene Block vom Gießuntersatz durch einen Kran abgenommen werden kann.

Damit ist der Gieß- und Raffinationsvorgang beendet.

In der gezeigten Anlage ist eine zweite Gießform Γ mit einem Gießgespann 2' und einem hydraulischen S Antrieb 3' vorhanden, der nach dem Gießen und dem Abschalten des Stroms in der Gießform 1 in Tätigkeit versetzt wird, wobei ebenfalls die Elektrode 4 durch Umschwenken der Konsole 5 verwendet wird. Vor dem Gießbeginn wird die Zuleitung 12 ausgewechselt, damit etwa an den Wänden der Zuleitung angesetztes Metall beim erneuten Gießvorgang nicht in die Gießform 1' gelangen und die Güte des gegossenen Blockes beeinträchtigen kann. Um die Zuleitung 12 wiederholt benutzen zu können, genügt es, is ihre feuerfeste Auskleidung zu wechseln.

Der Gieß- und Raffinationsvorgang in der Gießform 1' wird entsprechend dem Prozeß in der Gießform 1 durchgeführt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Gießanlage für das bei der Elektroschlacken-Raffination anfallende Metall mit einer gekühlten Gießform mit Gießgespann und nicht schmelzbarer Hohlelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlelektrode (4) an einem stromzuführenden Metallgestell (11) befestigt ist und daß in der Hohlelektrode (4) und innerhalb des Metallgerüstes (11) eine abnehmbare rohrförmige Zuleitung (12) für das flüssige Metall angeordnet ist, die aus einem feuerfesten, elektrisch nicht leitenden Material besteht.

2. Gießanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Gerüst (11) Metallstreifen (17) angebracht sind, zwischen denen und dem Gestell (11) Flachschienen (18) angeschlossen sind, die als Stromzuführungen dienen.

3. Gießanlage nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abnehmbare Zuleitung (12) oben einen Trichter (16) aufweist und daß das Gestell (11) der Elektrode (4) mit einer Auflage (15) zum Festhalten des Trichters (16) versehen ist.

4. Gießanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (12) aus einem Metallgehäuse (14) und darin befindlichen Ringgliedern (13) zusammengesetzt ist.

5. Gießanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Gießform (1, Γ) mit einem zugehörigen Gießgespann (2, ΊΓ) vorgesehen sind, die mit Hilfe einer Hubvorrichtung (3,3') vertikal bewegbar sind, und daß die an dem Metallgestell (11) befestigte rohrförmige, nicht schmelzende Elektrode (4) vertikal und horizontal verschiebbar ist.

6. Gießanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Gießform (1,1') und Gießgespann (2,2') trennbar sind, und daß zum Abstreifen des Metallblockes aus der Gießform (1, Y) nach unten eine Vorrichtung (10,10') vorgesehen ist, die die Gießform in hoher Lage festhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen