DE1758207A1 - Hilfselektrode zum Warmhalten von durch Elektroumschmelzen gebildeten Metallschmelzen,insbesondere von Stahlschmelzen - Google Patents

Description

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Gebr. Bonier & Co. Aktiengesellschaft in Wien

Hilfselektrode zum Warmhalten von durch Elektroumschmelzen gebildeten Metallschmelzen, insbes. von Stahlschmelzen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hilfselektrode zum Warmhalten von durch Elektroumschmelzen sich selbst verzehrenden Hauptelektroden gebildeten Metallschmelzen, insbesondere von Stahlschmelzen, welche während des Vorganges des Auswechselns der Hauptelektrode stromdurchfbssen ist und die jeweils abschmelzende Hauptelektrode umgibt.

Im Zuge der V/eiterentwicklung und Rationalisierung des Elektroumschmelzverfahrens wird angestrebt, Stahlblöcke herzustellen, die aus mehreren nacheinander eingeschmolzenen Hauptelektroden bestehen. Wenn bei dem Umschmelzprozeß eine Hauptelektrode durch die Wärmeentwicklung des aus ihr austretenden elektrischen Stromes bis auf ein kurzes Reststück abgeschmolzen ist, so muß dieses durch Hochheben des Elektrodenhalters aus der Kokille gezogen und gegen eine neue Hauptelektrode ausgetauscht werden. Dieselbe wird sodann durch Senken des Elektrodenhalters in die Kokille eingebracht und abgeschmolzen ist, so muß dieses durch Hochheben des Elektrodenhalters aus der Kokille gezogen und gegen eine neue Hauptelektrode ausgetauscht werden. Dieselbe wird sodann durch Senken des Elektrodenhalters in die Kokille eingebracht und abgeschmolzen. Damit während des eben beschriebenen Vorganges des Elektrodenwechsels die in der Kokille befindliche Metallschmelze nicht abkühlt und erstarrt, ist es üblich, sogenannte Hilfselektroden zu verwenden, durch die während dieser Phase ein elektrischer Strom geleitet wird.

Es sind derartige, entweder nach einer Schraubenlinie gewundene oder rohrartig ausgebildete, unbewegliche Hilfselektroden der eingangs genannten Art bekannt, welche aus einem Material bestehen, das einen höheren Schmelzpunkt als

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die Hauptelektrode aufweist (wie Graphit, Wolfram oder Molybdän) . Wenn aber - was in der Praxis häufig der Fall ist Hauptelektroden und / oder Kokillen verschiedener Durchmesser verwendet werden, so ergeben diese bekannten Hilfselektroden den Nachteil, daß sie in verschiedenen Abmessungen (Durchmesser) auf Lager gehalten werden müssen, da-mit für jede der vorkommenden Hauptelektroden und/oder Kokillen verschiedener Durchmesser eine Hilfselektrode passenden Durchmessers verfügbar ist. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Hilfselektroden besteht darin, daß deren Gestehungskosten auch infolge ihrer Form hoch sind, da die Herstellung solcher rohr- oder schraubenförmig ausgebildeten Hilfselektroden schwierig, zeitraubend und vielfach auch mit beträchtlichen Materialverlusten verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angeführten Nachteile zu vermeiden und eine Hilfselektrode der eingangs genannten Art zu schaffen, die jeder der vorkommenden Hauptelektroden und/oder Kokillen verschiedener Durchmesser angepaßt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die gegenständliche Hilfselektrode zum Warmhalten von durch Elektroumschmelzen sich selbst verzehrender Hauptelektroden gebildeten Metallschmelzen, insbesondere von Stahlschmelzen, welche während des Vorganges des Auswechselns der Hauptelektroden stromdurchflossen ist und die jeweils abschmelzende Hauptelektrode umgibt, von mehreren in einer Halterung, vorzugsweise auswechselbar befestigten, parallel zur Hauptelektrode angeordneten Stäben gebildet ist, die durch Zwischenräume voneinander getrennt sind.

Die erfindungsgemäße Hilfselektrode kann aus dem gleichen Material wie die Hauptelektrode hergestellt sein, ohne daß hierdurch bei der in verschiedener Hinsicht besondere Vorteil· bietenden Verwendung von Wechselstrom zum Abschmelzen der Hauptelektrode die elektrischen Energieverluste erhöht werden. Wenn man nämlich unter den gleichen Voraussetzungen eine rohrartig

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oder nach einer Schraubenlinie gewundene Hilfselektrode benutzt, so ergeben sich beträchtliche zusätzliche elektrische Energieverluste. Diese sind darauf zurückzuführen, daß im oberen Teil der Hilfselektrode, wo deren Temperaturen wesentlich unterhalb des Ouriepunktes (das heißt in dem Temperaturbereich, in dem bereits ein starker ierromagnetismus vorhanden ist) liegen, große Magnetisierungsverluste auftreten. Die durch die erfindungsgemäße Hilfselektrode hindurchgehenden, konzentrisch zur Hauptelektrode verlaufenden magnetischen Kraftlinien, müssen die zwischen den aus Stahl bestehenden Stäben vorhandenen Luftspalte durchsetzen, welche eine sehr starke Erhöhung des magnetischen Widerstandes bewirken. Infolgedessen treten in der erfindungsgemäßen Hilfselektrode nur sehr sehwache magnetische Wechselfelder auf, die keine nennenswerten Magnetiäierungsverluste mit sich bringen, wodurch sich die erwähnte Vermeidung zusätzlicher elektrischer Energieverluste erklären läßt.

Es erweist sich als zweckmäßig, wenn die erfindungsgemäße Hilfselektrode, insbesondere in vertikaler Richtung beweglich ist. Hierdurch besteht während des Betriebes stets die Möglichkeit, die Hilfeselektrode so einzustellen, daß sie in die auf der Metallschmelze schwimmende, zur Reinigung und Abschirmung des abgeschmolzenen Stahles dienende Schlackenschichte eintaucht und ihr unteres Ende den gewünschten Abstand von der Metallschmelze aufweist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hilfselektrode weisen deren Stäbe gleiche, vorzugsweise kreisförmige Querschnitte auf und sind in gleichen Abständen voneinander auf einem zu der Hauptelektrode.konzentrischen Kreis angeordnet.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Hilfselektrode gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor, das in der Zeichnung schematisch abgebildet ist.

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Es zeigern Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kokille, in welcher außer einer Hauptelektrode die gegenständliche Hilfselektrode angeordnet ist, Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellten Teile. Koaxial zu der zylindrischen Kokille 1 ist die aus Stahl vorgegossene, ebenfalls zylindrische Hauptelektrode 2 angeordnet. Diese ist von der aus mehreren Stäben 4 gebildeten Hilfselektrode umgeben. Die Hauptelektrode 2 und die Stäbe 4 bestehen aus dem gleichen Material. Die Stäbe 4 sind auswechselbar an den horizontal angeordneten Schwenkhebeln 5 •befestigt. Diese sind an den am Haltering 6 vorgesehenen, vertikal stehenden Bolzen 7 drehbar gelagert. Zur Verstellung der Schwenkhebel 5, das heißt zur Änderung des radialen Abstandes der Stäbe 4 von der Kolillenachse ist der Drehring 8 vorgesehen, welcher Zapfen 9 aufweist, die in die langlöcher 10 der Schwenkhebel 5 eingreifen. Die Verdrehung dieses Ringes 8 erfolgt mit Hilfe der Stange 11, die mittels eines (nicht dargestellten) Getriebes verstellbar ist. Um die die Hilfselektrode bildenden Stäbe 4 in einfacher Weise auswechseln und an den Schwenkhebeln 5 befestigen zu können, sind diese an ihren den Stäben 4 zugewandten Enden mit Schlitzen 5' und senkreicht zu denselben angeordneten Klemmschrauben 5" versehen. Mit Hilfe dieser Klemmschrauben 5" lassen sich die Stäbe 4 leicht an den Schwenkhebeln 5 befestigen. Sowohl der Halter 3 der Hauptelektrode 2 ale auch der oberhalb der Kokille 1 befindliche Haltering 6 sind auf (ebenfalls nicht dargestellten) Hubwagen befestigt, die sioh mit Hilfe von Seilzügen auf einer Säule in vertikaler Richtung verschieben lassen. Aus diesem Grund ist es während des Betriebes stets möglich, sowohl die Hauptelektrode als auch die Hilfselektrode so einzustellen, daß sie in die auf der Metallschmelze 12 schwimmende, zur Reinigung und Abschirmung des abgeschmolzenen Stahles dienende Schlackenschichte 13 eintauchen und hierbei ihr· Enden den gewünschten Abstand von der Metallschmelze 12 aufweisen. Von dem einen Pol der benutzten (nicht dargestellten) Stromquelle (im allgemeinen Sekundärwicklung eines Transformators) fuhrt eine elektrische L_eitung 14 zu dem Wechselschalter 15» von dem je eine elektrische L_eitung 16 bzw. 17 zu dem Halter 3 der Hauptelektrode 2 und dem Haltering 6 der Hilfselektrode ab-

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zweigt, wogegen der andere Pol der Stromquelle ebenfalls über eine elektrische leitung 18 mit der Kokille 1 verbunden ist. Solange die Hauptelektrode 2 in die Schlackenschichte 13 eintaucht, ist der Weohselschalter 15 so eingestellt, daß der Stromfluß über die elektrische leitung 16 zu der Hauptelektrode 2 erfolgt und diese infolgedessen abschmilzt. Wenn sodann das übrigbleibende Reststück der Hauptelektrode 2 zum Zwecke des Elektrodenwechselns aus der Kokille 1 gezogen werden muß, wird der Wechselschalter 15 vorzugsweise automatisch umgeschaltet (das heißt in seine strichliert angedeutete Stellung gebracht), so daß nunmehr der Stromfluß über die elektrische leitung 17 zu den Stäben 4 der Hilfselektrode erfolgt. Dies hat zur Folge, daß die Hilfselektrode die Metallschmelze 12 warm hält, wobei die Stäbe 4 abschmelzen. Dieser Abschmelzvorgang verläuft unter besonders günstigen Bedingungen, wenn der Gesamtquerschnitt der Stäbe 4 annähernd dem Querschnitt der Hauptelektrode 2 gleicht.

Der Vollständigkeit halber ist noch anzuführen, daß die Kokille t mittels Wasser gekühlt wird, welches durch den zwischen dieser und dem Außenmantel 1' vorhandenen Hohlraum fließt.

Die erfindungsgemäße Hilfselektrode bietet den beträchtlichen Vorteil, daß sie den verschiedenen vorkommenden Durchmessern der Hauptelektroden und/oder der Kokillen angepaßt werden kann, ohne daß hiefür, wie bei den bekannten rohr- oder schraubenförmig ausgebildeten Hilfselektroden, solche verschiedener Abmessungen (Durchmesser) sondern lediglich Stäbe gleicher Querschnitte (Durchmesser) auf Lager gehalten werden müssen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Hilfselektrode besteht darin, daß die Gestehungskosten der dieselbe bildenden Stäbe wesentlich geringer sind als diejenigen der bekannten rohr- oder schraubenförmig ausgebildeten Hilfselektroden. Dies gilt insbesondere unter der Voraussetzung, daß die Stäbe in erfindungsgemäßer Weise aus dem gleichen Material wie die Hauptelektrode bestehen.

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Claims (7)

- 6 - F 1320 Patentansprüche

1. Hilfselektrode zum V/armhalten von durch Elektroumschmelzen sich selbst yerzehrenden Hauptelektroden gebildeten Metallschmelzen, Insbesondere von Stahlschmelzen, welche während des Vorganges des Auswechselns der Hauptelektroden stromduroh flossen 1st und die jeweils abschmelzende Hauptelektrode umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode von mehreren in einer Halterung, vorzugsweise auswechselbar befestigten, parallel zur Hauptelektrode (2) angeordneten Stäben (4) gebildet ist, die durch Zwischenräume voneinander getrennt sind.

2. Hilfselektrode, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus dem gleichen Material wie die Hauptelektrode besteht.

3. Hilfselektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie, insbesondere in vertikaler Richtung, beweglich ist·

4. Hilfselektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß deren Stäbe (4) gleiche, vorzugsweise kreisförmige Querschnitte aufweisen und in gleichen Abständen voneinander auf einem zu der Hauptelektrode (2) konzentrischen Kreis angeordnet sind.

5. Hilfselektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß de-^en Halterung aus einem Haltering (6), einem Drehring (8) und aus schwenkbaren H_ebeln (5), auf denen die Stäbe (4) vorzugsweise auswechselbar befestigt sind, besteht, wobei die Schwenkhebel (5) auf dem Haltering (6) drehbar gelagert und mit Hilfe de· gegenüber diesem verdrehbaren Hinges (8), der in die Schwenkhebel (5) eingreifenden Zapfen (9) aufweist, ▼erstellbar sind.

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6. Hilfselektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkhebel (5) an ihren den die Hilfselektrode bildenden Stäben (4) zugewandten Enden mit Schlitzen (5') und senkrecht zu denselben angeordneten Klemmschrauben (5") versehen sind.

7. Hilfselektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der die Hilfselektrode bildenen Ctäbe (4) annähernd gleich groß wie der Querschnitt der Hauptelektrode ist.

Gebr.Bb'hler & Co Aktiengesellschaft Patentbüro I

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