DE1558727A1

DE1558727A1 - Melting mold for electro-refining metals using liquid slag

Info

Publication number: DE1558727A1
Application number: DE19671558727
Authority: DE
Inventors: Maskall Peter Thomas Reginald
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1966-04-12
Filing date: 1967-04-11
Publication date: 1970-04-23
Also published as: GB1166246A; US3448790A

Description

PatentanwaltPatent attorney

Dr,Ing. Wilhelm RoichelDr, Ing. Wilhelm Roichel

Fiankfurt/Main-1
Parksiraßel3Fiankfurt / Main-1
Parksiraßel 3

51345134

Associated Electrical Industrie« Limited,, London SW-1_; EnglandAssociated Electrical Industrie "Limited", London SW-1 _; England

Schmelzforai säunj Elektro- Haffinieren von Metallen mittel» flüssiger SchlackeSchmelzforai säunj Electro refining of metals medium » liquid slag

Die Erfindung besieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Rohblecken aus vergütetes Metall durch Elektro-Raffination mit flüssiger Schlacke (electroslag process); wobei unter Metall nicht nur elementare Metalle sondern auch insbesondere Metallegierungen, z.B. Stähle, verstanden werden sollen, auf die dieses Verfahren heute bevorzugt angewendet wird«The invention relates to a method of manufacture of raw sheets made of tempered metal by electro-refining with liquid slag (electroslag process); whereby under metal not only elemental metals but also in particular Metal alloys, e.g. steels, are to be understood, to which this process is preferred today «

Bei der Elektro-Haffination von Metallen mittels flüssiger Schlacke wird eine verbrauchbar® Elektrode aus dem zu vergütenden Metall oder möglicherweise aus den unlegierten Bestandteilen einer Legierung, die in vergüteter Form hergestellt werden soll, in ein Bad aus geschmolzener Schlacke geschmolzen, die sich in einer wassergekühlten Form befindet, und das Metall wird unter Bildung eines Rohblocks wieder verfestigt- Das Verfahren wird bisher in mit Kühlwassermänteln versehenen Kupferformen durchgeführt. Eine kürzliche Verbesserung geht dahin, eine dünnwandige Stahlform zu verwenden? die durch eine Art offenen Wasservorhang gekühlt wird, indem man nämlich an ihrer Außenwand Kühlwasser frei herabströmen läßt. Derartige Formen sind nicht nur billiger, sondern auch betriebssicherer, da öer Wirkungsgrad der Kühlung überwacht werden kann und SchritteIn the electro-Haffination of metals by means of liquid Slag is a consumable® electrode made from the metal to be hardened and tempered or possibly from the unalloyed components of an alloy that are manufactured in hardened and tempered form is to be melted in a bath of molten slag, which is in a water-cooled form, and the metal is solidified again to form an ingot- The process has so far been carried out in copper molds provided with cooling water jackets. A recent improvement is to use a thin-walled steel mold? which is cooled by a kind of open water curtain, namely by looking at it Cooling water can flow down freely on the outer wall. Such forms are not only cheaper, but also more reliable because they are more reliable Cooling efficiency can be monitored and steps

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BADBATH

unternommen werden können, um lokale Überhitzung eu veraeiden, Wenn Durchbrüche stattfinden, dann befindet eich dae Wasser auf Atmosphärendruek und ee sind keine engen Taschen oder Kammern vorhanden, in denen gefährliche Dampf- oder Gasdrücke erzeugt werden können. Reparaturen sind außerdem einfach und billig.can be done to avoid local overheating, When breakthroughs occur, there is water on atmospheric pressure and ee are no tight pockets or Chambers present in which dangerous vapor or gas pressures are present can be generated. Repairs are also easy and cheap.

Jas Waaaer wird« nachdem ea en den Seitenwänden der Form here bgeatrömt ist, in einer KUhlwaeeerwanne aufgefangen, die den Boden der Form umgibt, Ee besteht jedoch die Möglichkeit, daß sich in der Ecke zwischen der Wand der Form und dem Boden der Wanne Taschen bilden, in denen sich das Kühlwasser βtaut. Bei einen Kühlwaeeeraystern, bei den sich das Kühlwasser in der Wanne bis zu einer Höhe von 2,5 bis 5 ca (1^N~2") ansaeaelt, trifft der Strom dee aufgrund der Schwerkraft frei fallenden Wassers, der durch den Strömungswiderstand an der Wand der Form gebremst wird, die Oberfläche des gesammelten Wassers nicht mit ausreichender Geschwindigkeit, um es wirksam zu beeinflußen bzw. aufzurühren- Selbst bei einem wesentlich wirksameren Kühlsystem, bei dem in Boden der Wanne ein Abflußloch vorgesehen ist und bei dem das Kühlwasser βφοββη der Fora BUgIi-* cherweise nur eine Tiefe von einem Bruchteil tinte Zentimeters aufweist, ist der Waaserstroa tntlang dtr Wand dtr Foia nicht ausreichend stark, üb die notwendigerweise scharfe Ecke zwischen der Wand und den Boden der Wanne wirkeaa zu kühlen. Des Wasser kenn von den Boden der Wanne zurückprallen und dadurch können Lufttaschen oder Poren entstehen-Jas Waaaer is caught in a cooling tub that surrounds the bottom of the mold after it has flown in the side walls of the mold, but there is a possibility that pockets may form in the corner between the wall of the mold and the bottom of the tub in which the cooling water thaws. In a Kühlwaeeeraystern, in which the cooling water in the tub up to a height of 2.5 to 5 ca (1 ^N ~ 2 "), the flow hits the water falling freely due to the force of gravity, which is caused by the flow resistance on the wall the shape is slowed down, the surface of the collected water not with sufficient speed to influence it effectively or stir it - even with a much more effective cooling system in which a drainage hole is provided in the bottom of the tub and in which the cooling water βφοββη the Fora BUgIi - * is usually only a fraction of an inch deep, the water flow along the wall of the foia is not strong enough to cool the necessarily sharp corner between the wall and the bottom of the tub. The water knows from the bottom of the tub rebound and this can create air pockets or pores.

Die Fora selbst besitzt einen offenen Boden und steht auf einer wassergekühlten Bodenplatte, von der sie abgehoben werden kann, damit man am Ende dee Verfahrens an den hergestellten Rohblobk herankommt. Zu Beginn des Verfahrens wird am Boden der Form eine sehr intensive Hitze erzeugt _Γ· und wenn dabei an den krlti-The fora itself has an open bottom and stands on a water-cooled base plate, from which it can be lifted so that at the end of the process the raw blob can be accessed. At the beginning of the process, very intense heat is generated at the bottom of the mold _Γ

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sehen Ecken am Boden Dampftsccheu gebildet werden,- denn können 3chlacken oder Me+alldurehbrttehe sfca'fctf laden und die neu hergestellten Rohblöcke können an der Form fest schweißen. Der Erfindung liegt daher die A\i£gabe zugrvnde? die Bildung derartiger Tauchen au verhindern oder auf ein Minimum herabzusetzen-see corners on the floor Vapor scissors are formed - because can 3chlacken or Me + alldurehbrttehe sfca'fctf load and the newly manufactured ingots can weld firmly to the mold. The invention is therefore based on the application? the formation of such Prevent diving or reduce it to a minimum.

Die Erfindung geht daeu ®u® von einer Sohm@l3forra zum Elektro-Raffinieren von Metallen asitteis flüssiger Schlacke, mit einem Kühlwaeaereyatem zum Berieseln der F:rm von außen und mit einer XÜhlwaeserweane? die άί® Farn en ihr@m unteren Ende bia eu einer gewiesen Höhe umgibt·The invention goes from a Sohm @ l3forra for the electro-refining of metals asitteis liquid slag, with a Kühlwaeaereyatem for sprinkling the F: rm from the outside and with a XÜhlwaeserweane? the άί® ferns surround their lower end bia eu a height

Die« Erfindung besteht am?"M-. UaB In i@T Wanne-'in geringem Abstand von ü®r Wend übt f@r-K ©in® I^ise&enwend vorgesehen ist, die sswiechen ite und i©f feai öe? F©ra ®ia®n ©ben offenen_f die Form u»geb©si©n laum Iäil3@ts, wobei Mittel forg®eehen eind, mit denen ein© Hilf@kühlw©@0@r@tipüimisg ierart in diesen Raum einfuhr bar ist, I@g eise äurcM ii© Swieeheawand eng gegen die Wand der W@sm g@iri@lt© W@@@©ritetouB|g entsteht und dadurch in der Ecke mi®ßh®is u@w W&mä ü®r form und äer Kühlwesserwanne StauwaaaertascheE vei'MiiS©?^ w@rä@E. Dl® Mittsl eind bevorzugt derart angebracht, daß <£i® UlfoMilaluQe®ersts'äsnag vom Umfang her in ien Baue eintritt* W©aa d@r Ee%s@_t wie ©s wohl gewöhnlich der Tall sein wird, riogfSrsig ist, äann sollte die Hilfekühlwasserstrumuag duroh die@@ Mittel tangential In den Raum eingeleitet 'werden. damit sieh eine zirkulierende Strömung ergibt. The "invention on?" M-. UaB In i @ T pan-'in short distance from ü®r Wend exerts f @ rk © in® I ^ ise & enwend is provided sswiechen ite and i © f FeAl ÖE? F © ra ®ia®n © ben open _for the form u »geb © si © n laum Iäil3 @ ts, whereby means are forg®eehen with which a © Hilf @kühlw © @ 0 @ r @ tipüimisg ierart entered this room bar is, I @ g eise äurcM ii © Swieeheawand tightly against the wall of the W @ sm g @ iri @ lt © W @@@ © ritetouB | g and thus in the corner mi®ßh®is u @ w W & mä ü® r form and OCE cooling Wesser tub StauwaaaertascheE vei'MiiS ©? ^ w @ ra @ e. DL® Mittsl eind preferably such appropriate that <£ i® UlfoMilaluQe®ersts'äsnag occurs in scope in ien Build * W © aa d @ r Ee% s @ _t as the tall will usually be, riogfSrsig is, then the auxiliary cooling water stream should be introduced tangentially into the room through the means so that a circulating flow results.

Die Erfindung wird nun auch an Band der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden.The invention will now also be described in detail using the attached figures, with all details or features emerging from the description and the figures being able to contribute to the solution of the object within the meaning of the invention and having been included in the application with the intention of being patented.

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BAPBAP

Die Figo 1 fet ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,Figo 1 is a section through an embodiment of the invention,

Die Pig« 2 ist ein Schnitt längs der Linie A-A der Pig. 1.The Pig «2 is a section along the line A-A of the Pig. 1.

Nach den Figuren 1 und 2 sieht eine Form "ι auf einer wassergekühlten Bodenplatte 2 und in einer sie umgebenden und an ihrem unteren Ende angeschweißten Kühlwasserwanne 3· Zwischen der Bodenplatte 2 und der Wanne 3 iat ein Dicircungering 3A vorgesehen, der an seinem.inneren Umfang aus einem wärmebeständigen Material. z.B» Asbest, und an seinem äußeren Umfang aus einem stärker isolierend wirkenden Material, ZoB. Gummi, zusammengesetzt let- Durch Wasserstrahlen, die aus einem ringfömigen Wasserbehälter 4 gegen die Außenwand der Form sprühen, 1st um die Außenseite der Form 1 eine Art Wassermörtel gebildet. Erfindungsgemäß iat in der Wanne 3 ein innerer, ringförmiger Staukörper bzw, eine ringförmige Zwischenwand 5 vorgesehen; die von der Wand der Form einen Abstand von etwa 2,5 cm aufweist λ Die Zwischenwand bildet einen nahezu wasserdichten Verschluß mit dem Boden der Wanne und ist bis au einer Höhe von etwa 5-7,5 cm (2" 3") hochgelegen, damit ihr oberer Rand oberhalb des normalen Wasserspiegels in der Wanne, aber unterhalb dea oberen Randes der äußeren Wand der Wanne 1st. Durch die Zwischenwand 1st un den Boden der Form ein oben offener, ringförmiger Baum 6 gebildet, Mit Hilfe von ein oder mehreren, tangential herangeführten Rohrleitungen 7 wird in diesen Raum HiIfskühlwaseer eingeleitet- Dieses Hilfekühlwasser kann bevorzugt 'aber nicht notwendig) dasjenige Wasser sein« das aus der was*- sergekühlten Bodenplatte, auf dem die Form steht, ausströmt, wie in den Piguren durch die Verbindungeleitung 8 angegeben iat. In manchen Fällen kann es aber auch vorteilhaft sein_c dl· Hilfskühl was β er zu fuhr unabhängig von dem Kühlwasserstrom durch die Bodenplatte zu machen.According to Figures 1 and 2 provides a form of "ι on a water-cooled bottom plate 2 and in a surrounding and welded at its lower end cooling water tub 3 · provided between the bottom plate 2 and the tub 3 iat a Dicircungering 3A, the at seinem.inneren circumferential Made of a heat-resistant material, e.g. asbestos, and on its outer circumference of a more insulating material, such as rubber, composed of water jets spraying from an annular water container 4 against the outer wall of the mold, around the outside of the mold According to the invention, an inner, annular baffle or an annular partition 5 is provided in the tub 3 ; the partition is approximately 2.5 cm from the wall of the mold The bottom of the tub and is up to a height of about 5-7.5 cm (2 "3") so that its top edge is above the normal water tank iegel in the tub, but below the upper edge of the outer wall of the tub. A ring-shaped tree 6, open at the top, is formed through the partition wall and the bottom of the mold. With the help of one or more tangential pipelines 7, auxiliary cooling water is introduced into this space. This auxiliary cooling water can preferably but not necessarily be the water flows out of the water-cooled base plate on which the mold stands, as indicated in the Piguren by the connection line 8. In some cases, however, it can also be advantageous to make _c dl · auxiliary cooling what β he drove independently of the cooling water flow through the base plate.

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Der verringerte Querschnitt des ringförmigen Räume bewirkt> daß das Hilfsktthlwaaaer kräftig und spiralförmig um den Boden der Form nach oben und über die Zwischenwand 5 in die Kühlwasserwanne 3 strömt * Das Wasser ist bis zum Überfließen der ZwiauheBWäEdi wo es mit dem die Wand herabströmenden Wasser zu- «saamentrifft·. in heftiger Bewegung gegen die Wand der Porm gedrückt ο Auf diese Waiae gibt es keine Stelle_t an der daa Wasser stillsteht und es besteht kaum die Möglichkeit, daß sich Dampftaschen bilden:. Das HS.lfskühlwasser sollte sogar mit genügend Druck sugaführt wsräen_f damit ee kräftig gegen die untere Ecke zwischen der Wand der Fora: und den Boden der Wanne gedrückt wird»The reduced cross-section of the ring-shaped space causes the auxiliary water to flow powerfully and spirally around the bottom of the mold upwards and over the partition 5 into the cooling water trough 3. «Seed meets ·. pressed into violent motion against the wall of Porm ο In this Waiae there is no point _t on the daa water stands still and there is little possibility that the formation of vapor pockets :. The HS.lfskühlwasser should even sugaführt with sufficient pressure wsräen _f ee so hard against the lower corner between the wall of Fora: and the bottom of the trough is pressed "

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Claims

Patantana prcha

1.) Schmelzfora zum Elektro~Raff!nieren von Metallen mittel* flüssiger Schlacke, alt einem Kühlwasser«yetem sum Berieseln der Form von außen und mit einer Kühlwasserwanne, die das untere Ende der Form bis au einer gewissen Höhe umgibt» dadurch gekennzeichnet,,- daß in der Wanne (3) in geringen Abstand von der Wand der Form (1) eine Zwischenwand (5) vorgesehen iat_; die zwischen ihr und der Wand der Form einen oben offenen, die Form umgebenden Raum (6) bildet, wobei Mittel (7) vorgesehen sind, mit denen Hilfskühl wasser derart in dieaen Raum einführbar iBt» daß eine durch die Zwischenwand eng gegen die Wand der Form gedrückte Wasserströmung entsteht; die in der Ecke zwiechen der Wand der Form und1.) Melting fora for the electrical refining of metals with medium * liquid slag, old a cooling water «yetem sum sprinkling of the mold from the outside and with a cooling water tub that surrounds the lower end of the mold up to a certain height» characterized by “ - That an intermediate wall (5) is provided in the tub (3) at a small distance from the wall of the mold (1) _; which between it and the wall of the mold forms a space (6) which is open at the top and surrounds the mold, means (7) being provided by means of which auxiliary cooling water can be introduced into the space in such a way that one through the partition wall tightly against the wall of the mold Form pressed water flow is created; those in the corner between the wall of the mold and

4e öi/ti»] tr*. 4e öi / ti »] tr *.

dem Boden der Kühlwasserwanne/Stauwasserteechen verhindert,prevents the bottom of the cooling water pan / backwater tears,

2,} Schfflelzform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel (7) derart angebracht sind, daß die Kühlwasserströmung vom Umfang her in den Raum (6) strömt und in diesem zirkuliert.2,} Schfflelzform according to claim 1, characterized in that the means (7) are attached in such a way that the cooling water flow flows from the circumference into the space (6) and circulates in it.

3«) Scheelzform na oh Anspruch 2, dadurch gekenn« zeichnet , daß der Raus (6) ringförmig ist und die Mittel (7) derart angebracht sind, daß die Küllwaseeretrömrag tangential in den Raum strömt.3 «) Scheelz shape na oh claim 2, characterized by« shows that the Raus (6) is annular and the means (7) are attached in such a way that the Küllwaseeretrömrag flows tangentially into the room.

4.) Schmelzform nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfekühl wasserβtrömung dasjenige Wasser in den Raum (6) geleitet wird, das als Kühlwasser durch eine Bodenplatte (2) strömt, auf der die Form (1) steht. ■ , 4.) Melt mold according to one or more of claims 1-3, characterized in that that water is passed into the space (6) as the auxiliary cooling water flow that flows as cooling water through a base plate (2) on which the mold (1) stands. ■ ,

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