DE1758720C3 - Verfahren zur Herstellung von GuBblöcken aus hoch schmelzenden Metallen, insbesondere aus Stahl - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von GuBblöcken aus hoch schmelzenden Metallen, insbesondere aus StahlInfo
- Publication number
- DE1758720C3 DE1758720C3 DE1758720A DE1758720A DE1758720C3 DE 1758720 C3 DE1758720 C3 DE 1758720C3 DE 1758720 A DE1758720 A DE 1758720A DE 1758720 A DE1758720 A DE 1758720A DE 1758720 C3 DE1758720 C3 DE 1758720C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- slag
- auxiliary electrode
- electrode
- block
- direct current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
- C22B9/18—Electroslag remelting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/08—Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Es ist eine bekannte Tatsache, daß beim Elcktroschlackeumschmelzen
die Zusammensetzung der
ίο Schlacke einen wesentlichen Einfluß auf der Ablauf
metallurgischer Reaktionen zwischen Stahl und Schlacke wie Entschwefelung, Sauerstoff abbau u. a. m.
ausübt und somit die Endzusammensetzung des umgeschmolzenen Stahles entscheidend beeinflussen kann.
Das Ausmaß des Ablaufes derartiger Reaktionen hängt von den physikalischchemischen und reaktionskinetischen
Gesetzmäßigkeiten ab und ist daher beschränkt, l'erner ist es möglich, über die Schlacke verschiedene
Legierungseleinente in de" c'·?!·! ein/.ubringen.
Nach einem älteren, jedoch nicht /um Stand der Technik gehörenden Vorschlag kann beispielsweise
unter bestimmten Vorausset/ungen durch Schwcfelzusatz zur Schlacke ein bestimmter erwünschter
Schwefelgehalt im Endprodukt eingestellt werden.
Auch eine Aufstickung des Stahles durch Verwendung stickstoffabgebender Schlacken ist bereits \ umschlagen
worden.
Die Hauptschwierigkeit bei der Durchführung dieser Verfahren besteht darin, daß sich di. Schlackenzusammensetzung
während des Umschmel/vorganges durch chemische Reaktionen vor allem mit der mit
ihr in Berührung stehenden Atmosphäre laufend ändert und daß demgemäß auch die Neigung der
Schlacke, bestimmte Elemente aufzunehmen, je nach der Große der Abweichung vom Verlcilungsgleichgewicht
eine stetige Änderung erfährt.
Die vorliegende Erfindung zeigt nun einen Weg. die Schlackenzusammensct/ung und damit die Wechselwirkung
zwischen Schlacke und Stahl in gezielter Weise zu steuern.
Hierbei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht. daß die Schlacke, welche in der Umschmelzanlage
infolge der beim Stromdurchgang entstehenden Joulschcn Wärme im geschmolzenen Zustand \<
>rliegt, weitgehend ionisiert ist, und die lirlindung geht
davon aus, die letztlich auf elektromotorische Kräfte zurückführbaren chemischen Reaktionen /wischen
Schlacke und Stahl einerseits und zwischen Schlacke und Atmosphäre andererseits durch elcktromotorische
Kräfte im gewünschten Sinn zu beeinflussen.
Die Schlacke ist weitgehend ionisiert, und die einzelnen Ionen können durch Überlagerung eines
Gleichstroms in der Schlacke bewegt werden. Durch derartige Maßnahmen kann der Ahlauf metallurgischer
Reaktionen zwischen Stahl und Schlacke beeinflußt werden. Dies wurde auch im Zusammenhang
mit dem ESU-Verfahren schon versucht, doch immer so, daß die Abschmelzelektrode den dem in der
Kokille aufgebauten Block entgegengesetzten Pol bildete, daß also beispielsweise die Abschmelzelektrode
als Kathode und der Block als Anode, oder umgekehrt, geschaltet waren. Bei einer derartigen Schaltung
kann keine echte Steuerung des Ablaufes verschiedener Vorgänge erfolgen. Dies wird sofort klar,
wenn man sich nochmals das Prinzip des Verfahrens vor Augen führt. Die Abschmelzelektrode taucht in
das heiße Schlackcnbad ein und wird auf Schmelztemperatur
erhitzt. Der an der Abschmelzelektrode
ladete Tropfen löst sich, fällt durch die g
Sehlacke und wird im Sehmelzsumpf des in der ge
kühlten Kokille aufgebauten Blockes gesammelt. Wird
nun mit Gleichstrom gearbeitet, so befindet sich der
sich bildende Tropfen zunächst an einem Pol u. B. Kathode) an der Abschmelzelektrode und fällt dann
nach unten und bildet nun den entgegengesetzten Pol (z B. Anode). Chemische Reaktionen, welche an der
Anode in einer bestimmten Richtung ablaufen, laufen an der Kathode in der entgegengesetzten Richtung ab,
woraus folgt, daß also der abtropfende Stahl zunächst durch die Wirkung des elektrischen Stromes /. B.
ciitsdiwefelt und desoxydien wird, um dann im
flüssigen Sumpf wieder Schwefel und Sauerstoff au
den Metallen, insbesondere aus Stahl nach dem Prinzip des wachsenden Blockes durch Abschmelzen mindestens
einer selhsnerzehrenden Elektrode mit Wechselstrom in einer elektrisch leitenden flüssigen Schlacke,
wobei gleichzeitig mit Hilfe einer nicht schmelzenden Uilfelektrode ein Gleichstrom durch die Schlacke
geleitet wird, und die Erfindung besteht darin, daß zum /wecke eines Schmelzelektrolyseeffektes in der
Schlacke die Abschmelzelektrode gegenüber der mit Gleichstrom gespeisten Hilfselektrode auf entgegengesetzter
Polarität gehalten wird.
Weiter ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mil einer
wechseistrombetriebenen einphasigen Elektro
der Schlacke aufzunehmen. Bei umgekehrter Poking i5 sehlackenumschmelzanlage, bestehend aus einem Einöde der Stahl an der Abschmelzelektrode Schweiel phasentransformator, dessen eine Ausgangsklemme
und Sauerstoff aus der Schlacke aufnehmen, um diese i A
beiden Elemente dann vom flüssigen Sumpf aus wieder lk hd bh I bid fll
>n das Sch lacken had abzugehen. In beiden fällen ist
ik St llh P
mit der Abschmelzelektrode und dessen zweite Ausgangsklemme
mit der Bodenplatte und damit mit dem
RIolk verbunder, ist. und einer in der Schlacke cin-
glso eine wirksame Steuerung metallurgischer Prozesse 2n tauchenden, an eine Gleichstromquelle angeschlosse-•icht
möglich. Dies trifft auch für die in der deutschen nen nicht schmelzenden HihVlekirode, die daduieh
dicht mögli
Auslegeschrift 1 162 094 beschriebene \'erwendung TOn Hilfselektrodeii zu, wenn diese mit Gleichstrom
•espeist wurden, weil diese Hilfselektrode!) abschmelzende
sind. Würden sich z. B. an der Hilfselektrode durch Elektrolyse unerwünschte Siahlhegleiter konzentrieren,
so würden diese mit dem von der Hilfselektrode abschmelzenden Metall in konzentrierter 1-nrni in den
Sehmelzsumpf gelangen und dort den Block verunreinigen, .to
Es ist auch bereits ein Vorschlag bekannt, dem die
Schmelzenergie liefernden Wechselstrom mittels einer Hilfselektrode einen Gleichstrom zu überlagern, doch
wurde bisher kein Vorschlag gemacht, die überlagerte Gleichstromkomponente zur Steuerung metallurgischer
Reaktionen auszunutzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, daß es nicht nur erforderlich ist. überhaupt
eine Schmclzelektiolyse durch Anschluß von Gleichstrom
mittels Hilfselektrodeii zu bewirken, sondern daß diese Wirkung ganz entscheidend davon abhängt,
daß in diese Elektrolyse als Gegenpol zur Hilfselektrode der sich an der Abschmelzelektrode befindliche
dünne Schmelzfilm mit einbezogen wild, wenn also die Schtnclzenergie einer Wechselstromquelle ent- .,ϊ
nommen wird und z. B. Abschmelzelektrode und aufzubauender Block gegenüber einer mit Gleichstrom
gespeisten Hilfselektrode auf gleicher Polarität gehalten werden, daß also die Hilfselektrode /. B. als
Anode und Abschmelzelektrode und Block ab- ;,o wechselnd als Kathode wirken. Bei Beachtung dieser
Maßnahme ist es möglich, in der Schlacke durch Ausnutzung des Schmelzelektrolyseeffektes die Abscheidung
unerwünschter Stahlbegleiter an der Hilfselektrode
zu erzwingen oder den Übergang crw ünschtcr Metalle oder Stahlbcgleiter in die Schlacke zu vermeiden.
In jeder Ausführungsform der Erfindung muß die Hilfselektrode eine nicht abschmelzende sein und
so gepolt weiden, daß der dem Wechselstrom überlagerte Gleichstrom wenigstens teilweise zwischen
Hilfselektrode und Hauptelektrode Hießt. Dadurch wird gewährleistet, daß der Schmelzelcktrolyseeffekl
bereits einsetzt, sobald das sich an der Abschivelzgekennzeithnet
ist. daß die Hiüselektrode über je einen Gleichrichter an die Wechselstromleitungen sowohl
/um Block als auch zur Abschmelzelektrode angeschlossen ist, wobei zur Umkehrung der Polarität
ein Schalter und zur Regulieiung der Stromstärke gegebenenfalls ein Regelwidersland vorgesehen ist.
AK Beispiel für eine Anwendungsmöglichkeit der
vorliegenden Erfindung sei ztinächst die förderung
.(o -,on Entschwefelung und Desoxydation näher eiläutert.
Hierfür ist mindestens eine in die Schlacke eintauchende und gegenüber Block und Abschmelzelektrode
als Anode geschaltete Hilfselektrode erforderlich. Die- Abschmelzelektrode und die Bodenplatte bzw.
der aufzubauende Block müssen in diesem Fall als Kathode geschaltet sein. Hierbei kommt es zu folgenden
Reakiionsabläufen:
al Der Schwefel im Stahl [S] nimmt von der Kathode zwei negative Ladungen 2c auf und liegt in der
Schlacke als negatives lon (S ) vor. Infolge der elektromotorischen
Kraft der positiv geschalteten Hilfselektrode wandern diese (S ) ionen zu ihr hin, so daß
es an ihr zu folgenden Reaktionen kommt:
(S
S
S
S
S
S
21)
21)
> S ■ 2«
■ :sä|
- !SO,!
- !SO,!
!SO2! bzw. das über 300 C gasförmige
weichen an der Anode aus dem System.
I)) Dei Sauerstoff im Stahl [O] nimmt von der Kathode
zwei tijgative Ladungen 2c auf und liegt in der
Schlacke als negatives lon (O ; vor. Infolge der clektromotorischen
Kraft der positiv geschalteten-Hilfselektrode!!
wandern diese (O ) Ionen zu ihr hm. so daß es an ihr zu folgenden Reaktionen kommt
O -I O
C -i O
C -i O
O l Ie (O2)
|O,;. {CO} sowie [SO2} entweichen an der Anode aus
Di hfl b Ddti
elektrode jeweils verflüssigende Metall in das System |; {} [2}
eintritt, und daß die sich an der Hilfselektrode konzen- 65 dein S\slem. Die Entschwefelung bzw. Desoxydation
trierenden Ionen aus dem System ausgeschieden werden. erfolgt hierbei um <u>
rascher, je größer die Wande-
Gegenstand der Lf fmdung ist somit ein Verfahren rungsgcschwindigkcit der Ionen ist. Die untere Grenze
z.ur Herstellung von Gußblöcken aus hoclischmelzen- der die Ionen bewegenden elektromotorischen Kraft C0
ist aus den für die beschriebenen Reaktionen typischen
Größen /I //, T, A S und // errechenbar.
A H ist die beim Ablauf einer bestimmten Reaktion
verbrauchte oder frei werdende Wärme in cal/Mol.
1 5 ist die Entropieänderung beim Ablauf einer chemischen Reaktion in cal/ C Mol.
Die Werte A H und /I S sind für die verschiedenen metallurgischen Reaktionen bekannt und können aus
dem Schrifttum entnommen werden.
Γ ist die absolute Temperatur in 'K,
η ist die Zahl der umgesetzten Elementarladungen
je Molekül bzw. Ion.
Der Ausdruck AH-T-AS= A G ist die freie
Standardreaktionsenthalpie und bezeichnet die Arbeit, die beim Ablauf eines chemischen Vorganges geleistet
oder aufgewendet wird.
F ist die Faradaysche Konstante, die die Strommenge
angibt, die die für Abscheidung von l/n Mol (-·■ / VaI) erforderlich.
F= 96,500 [Coulomb] == 26,6 [Ah].
Die für die elektrolytische Behandlung der Schlacke beim Elektroschlackeumschmelzen erforderliche
Gleichspannung U ergibt sich allgemein aus der Gleichung
U = U0 -f J · R.
darin bedeutet U0 die theoretische elektromotorische
Kraft (EMK oder auch E0 genannt), die benötigt wird,
um den chemischen Prozeß zu aktivieren, und wird errechnet aus
AG = AG" -\- R ■ T · In A' — η ■ F ■ U0:
J ist die Hlektrodenfläche in cm2,
A Kennzahl aus dem Massenwirkungsgesetz für die jeweilige Reaktion.
In der Folge wird ein Beispiel angegeben, für welches mit Hilfe der eben angestellten Angaben der erforderliche
Strom und die erforderliche Spannung für die Abscheidung einer bestimmten Schwefel- und Sauerstoffmenge
errechnet werden soll.
In einer ESU-Anlage wird ein Block mit 300 mm
Durchmesser mit einer Schmelzleistung von 200 kg/h umgeschmolzen. Zui Entfernung des Schwefels und
des Sauerstoffes wird Gleichstrom mit Hilfe von 8 Hilfselcktroden zu je 30 mm Durchmesser im
Schlackenbad überlagert. Die Schlacke hat einen spezifischen Widerstand von 0,5 Ω cm. Insgesamt
sollen 0.010% Sauerstoff und 0,020°/0 Schwefel entfernt
werden. Es wird errechnet, welche Spannung und welcher Strom hierfür erforderlich sind. Der Elektrodenabstand
/ beträgt 50 mm.
Zu entfernende Sauerstoff menge: 0,010% von a5 200 kg = 20 g/h.
Zu entfernende Schwefelmenge: 0,020% von 200 kg = 40 g/h.
Erforderliche Strommenge für die Sauerstoffabscheidung:
35
daraus ergibt sich
RT ... AGC
· In A —
η ■ F
η- F
Weiter gilt
45
ρ ist der spezifische Widerstand des Schlackenbades in Ω cm
/ ist der Abstand der Elektroden in der Schlacke
in cm,
20 g/h
8g
8g
26,6[Ah] - 66,5 A.
Erforderliche Strommenge für die Schwefelabscheidung:
40 g/h
16g
16g
26,6 [Ah] = 66,5 A.
40 Insgesamt ist also für die Abscheidung der gewünschten Schwefel- und Sauerstoffmenge ein ständiger
Strom von 123 A erforderlich.
A G° Sauerstoff = — 55,860 = 1,14 · T.
Bei 1600cC: Λ G° Sauerstoff = -58,10OCaVMöl.
Bei 1600cC: Λ G° Sauerstoff = -58,10OCaVMöl.
A G° Schwefel = — 62,520 + 5,27 ■ T.
Bei 1600 C: A G° Schwefel = — 52,6(T cal/Mol.
Bei 1600 C: A G° Schwefel = — 52,6(T cal/Mol.
Daraus ergibt sich für 16000C bei niedrigen Sauerstoff-
und Schwefelkonzentrationen, bei welchen dei
Ausdruck -~ · In K* klein wird und daher für diese
n-F
Rechnung vernachlässigt werden kann.
t/0 (Sauerstoff) ^ —
58,100 cal/Mol· 4,2 Ws/cal
2/Mol · 96,500 AS
2/Mol · 96,500 AS
U0 (Schwefel) ^
5^600 «'/Mol · 4,2 Ws/cal
2/Mol · 96,500 AS
= 1,1 [V]
(Der Faktor 4,2 stellt hierbei den Umrechnungsfaktor von Kalorien auf Wattsekunden dar.)
Das höhere U0 wurde nach dieser Rechnung für den Sauerstoff ermitteit, daher muß mit dieser Spannung weitergerechnet werden. Aus diesen Daten kann nur die für den Prozeß erforderliche Spannung U errechne
Das höhere U0 wurde nach dieser Rechnung für den Sauerstoff ermitteit, daher muß mit dieser Spannung weitergerechnet werden. Aus diesen Daten kann nur die für den Prozeß erforderliche Spannung U errechne
i 758 720
werden, gemäß: wird. Dadurch wird in der Schlacke ein zusätzlicher
Gleichstromfluß ei zeugt, der je nach Polung vom oder
U=- U0 + R ■ J, zum Hilfselektrodensystem gerichtet ist. Die Glcich-
„. / 0 5-5 spannung kann entweder durch Gleichstromquellen
R ~ — ■"·■'·. 5 oder, in einer bevorzugten Ausführungsform, durch
f Gleichrichter im Wechselstromumschmclzsystem auf-
R = 0,045 Ll, gebracht werden.
U --- 1,3 ~\- 123 · 0,045 F i g. 1 zeigt eine einphasige Elektroschlackeum-
--- 1,3 f- 5,5 ~ 6,8 [V] schmelzanlage gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein
ίο Einphasentransformator I, dessen eine Klemme mit
Aus dieser Überlegung ergibt sich also, daß unter der Abschmelzelektrode 2 und dessen zweite Klemme
den oben angeführten Umschmelzbedingungen eine mit der Bodenplatte und damit mit dem Block 3
Oleichspannung von mindestens 6,8 V und ein Strom verbunden ist, liefert die für den ESU-Vorgang nötige
von 123 A erforderlich sind, um aus dem Stahl Energie. Die Stiomrichtung Block—Elektrode wechselt
0,020 und 0,0100/o O zu entfernen. 15 zwangläufig mit der Netzfrequenz. Durch Einbringen
Selbstverständlich ist der Anwendungsbereich der von nicht schmelzenden Hilfselektroden 5 in die
vorliegenden Erfindung nicht auf Schwefel oder Schlacke 4 ist es möglich, diesem Wechselstromfluß
Sauerstoff beschränkt. Grundsätzlich können Ionen- eine Gleichstromkomponente zu überlagern, wobei die
reaktionen aller Art auf die oben beschriebene Weise Gleichstromrichtung vom oder zum Hilfselektrodenelektromotorisch
gesteuert werden, z. B. auch die »o system weist. Als zweiter Pol dienen dann die Elektrode
Abscheidung von Wasserstoff aus dem Stahl, wenn und der Block. Die Erzeugung der Gleichspannung
der Wasserstoff in der Schlacke als OH-Ion vorliegt. wird durch Gleichrichter 6 bewerkstelligt. Zwecks
Wenn hingegen beim Umschmelzen von Auto- Polung der Abschmelzelektrode zur Hilfselektrode
matenstählen der Schwefel daran gehindert werden wird die Leitung zum Block mit dem Hilfselektrodensoll,
aus dem Stahl in die Schlacke zu gehen oder mit 25 system über einen Gleichrichter verbunden, so daß
der Schlacke chemisch zu reagieren, muß die Hilfs- je nach Durchgangsrichtung des Stromes durch den
elektrode als Kathode geschaltet werden. Die Haupt- Gleichrichter die positive oder negative Halbwclle zur
elektrode und die Bodenplatte stellen in diesem Fall Wirkung kommt. Nach demselben System wird die
die Anode dar. Auf diese Weise entstehen elektro- Leitung zur Elektrode mit den Hilfselektroden vermotorische
Kräfte, welche den elektromotorischen 30 bunden. Um die Polarität der Hilfselektroden umKräften,
die zu einer unerwünschten Schwefelab- kehren zu können, ist ein Schalter 7 eingebaut. Zur
Scheidung führen würden, entgegenwirken. Die hierzu Regulierung des Hilfselektrodenstromes wird ein
erforderliche Mindestspannung Un errechnet sich eben- Regelwiderstand 8 eingeschaltet. Durch die Stromfalls
aus der Beziehung belastung der Hilfselektrode tritt auch eine örtliche
35 Erwärmung des Schlackenbades auf, die die Ausbil-
U RT Jn ^. I On dung des flüssigen Blocksumpfes ändern kann. Der
" n.f n-f Schalter 9 dient zur fallwcisen Speisung des FI ϊ IFs-
elektrodensystems mit Wechselstrom.
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Die Stromregulierung kann einerseits durch den
Verfahrens erforderlichen, in die Schlacke eintauchen- 4<>
Widerstand 8, andererseits durch die Stellung des den und nicht schmelzenden Hilfselektroden können Hilfselektrodensystems 5 in der Schlacke 4 gegenüber
aus metallischen Werkstoffen mit Schmelzpunkten Block und Elektrode erfolgen. Der Abstand zwischen
über 20000C, wie z. B. aus Mo oder W sein. Vorzugs- Hilfselektrode einerseits zu Elektrode und Umweise
werden solche Hilfselektroden jedoch aus Gra- schmelzblock andererseits regelt bei einem gegebenen
phit hergestellt. 45 Abschmelzelektrodenabstand vom Block die HiUs-
Die Hilfselektroden können rohrförmig ausgebildet elektrodenstromstärke im flüssigen Schlackenbad nach
sein und die selbstverzehrende Elektrode konzentrisch den Faradayschcn Gesetzen. Durch unterschiedliche
umgeben. Eine weitere Möglichkeit stellt die Verwen- Abstände der Hilfselektroden von Abschmelzelekdung
stabförmiger Hilfselektroden dar, die in gleichen troden und Block kann die Partialstromverteilung
Abständen voneinander angeordnet sind, wobei sich 50 Elektrode—Block geregelt werden,
die Achsen der Hilfselektroden auf einer die selbst- F i g. 2 zeigt eine Schaltungsmöglichkeit der Hilfsverzehrende Elektrode konzentrisch umgebenden, ge- elektroden in einer mehrphasigen Elektroschlackendachten Zylinderfläche befinden. Selbstverständlich umschmelzanlage. Die vom Transformator 1 zu der können auch mehrere selbstverzehrende Elektroden Abschmelzelektroden 2 führenden Phasen werden gleichzeitig abgeschmolzen werden. Zur Durchführung 55 über Gleichrichter 6 mit einem Hilfselektrodensystem 5 des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer wechsel- verbunden. Bei Sternpunktspeisung der mehrphasigeil strombetriebenen ESU-Anlage dient beispielsweise Umschmelzanlage kann ein weiterer Gleichrichter 1 eine Vorrichtung, bei welcher neben den in die Schlacke zwischen Sternpunkt und Hilfselektrode angeordnet eintauchenden Abschmelzelektroden nicht schmelzende werden. Der Umschalter 8 dient zur Änderung dei Hilfselektroden angeordnet sind, wobei zwischen diesen 6o Hilfselekirodenpolarität. Die Regelung des Hilfs-Hilfselektroden einerseits und dem Block und den elektrodenstromes wird durch deren Stellung in dei Elektroden andererseits eine Gleichspannung angelegt Schlacke und den Regelwiderstand 9 bewerkstelligt.
die Achsen der Hilfselektroden auf einer die selbst- F i g. 2 zeigt eine Schaltungsmöglichkeit der Hilfsverzehrende Elektrode konzentrisch umgebenden, ge- elektroden in einer mehrphasigen Elektroschlackendachten Zylinderfläche befinden. Selbstverständlich umschmelzanlage. Die vom Transformator 1 zu der können auch mehrere selbstverzehrende Elektroden Abschmelzelektroden 2 führenden Phasen werden gleichzeitig abgeschmolzen werden. Zur Durchführung 55 über Gleichrichter 6 mit einem Hilfselektrodensystem 5 des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer wechsel- verbunden. Bei Sternpunktspeisung der mehrphasigeil strombetriebenen ESU-Anlage dient beispielsweise Umschmelzanlage kann ein weiterer Gleichrichter 1 eine Vorrichtung, bei welcher neben den in die Schlacke zwischen Sternpunkt und Hilfselektrode angeordnet eintauchenden Abschmelzelektroden nicht schmelzende werden. Der Umschalter 8 dient zur Änderung dei Hilfselektroden angeordnet sind, wobei zwischen diesen 6o Hilfselekirodenpolarität. Die Regelung des Hilfs-Hilfselektroden einerseits und dem Block und den elektrodenstromes wird durch deren Stellung in dei Elektroden andererseits eine Gleichspannung angelegt Schlacke und den Regelwiderstand 9 bewerkstelligt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Gußblöcken aus hochschmelzenden Metallen, insbesondere aus
Stahl, nach dem Prinzip des wachsenden Blockes durch Abschmelzen mindestens einer selbst verzehrenden
Elektrode mit Wechselstrom in einer elektrisch leitenden flüssigen Schlacke, wobei
gleichzeitig mil Hilfe einer nicht schmelzenden Hilfselektrode ein Gleichstrom durch die Schlacke
geleitet wird, dadurchgekennzeichnet, daß zum Zwecke eines Schmelzelektrolyseneffektes
in der Schlacke die Abschmelzelektrode gegenüber der mit Gleichstrom gespeisten Hilfselektrode
auf entgegengesetzter Polarität gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom dem die Schmelzeneruie
liefernden Wechselstromnetz mittels mindesten:, einer Gleichrichteranordnung entnommen
wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom abwechselnd
zwischen Hilfselektrode und Hauptelektrode und Hilfselektrode und Block (ließt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach den Ansprüchen 1 bis 3, mit einer wechselstrombetriebcnen
einphasigen Elektroschlackenumschmelzanlage, bestehend aus einem Einphasentransformator,
dessen eine Ausgangsklemme mit der Abschmel/LektroJe und dessen zweite Ausgangsklemme
mit der Bodenplatte und damit mit dem Block verbünden ist, und einer in die Schlacke
eintauchenden, an eine Gleichst omquellc angeschlossenen nicht schmelzenden Hilfselektrode,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode (5) über je einen Gleichrichter (6) an die Wechsel-Stromleitungen
sowohl zum Block (3) als auch zur Abschmelzelektrode (2) angeschlossen ist, wobei
zur Umkehrung der Polarität ein Schalter (7) und zur Regulierung der Stromstärke gegebenenfalls
ein Regelwiderstand (8) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einer wechseltlrombetriebenen mehrphasigen Elektroschlacken-Umschmelzanlage,
bestehend aus einem Mehrphasentransformator, dessen einzelne Phasen mit <len einzelnen Abschmelzelektroden verbunden
lind, und einer in die Schlacke eintauchenden, an eine Gleichstromquelle angeschlossenen nicht
schmelzenden Hilfselektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode (5) über je einen
Gleichrichter (6) an die vom Transformator (1) zu den Abschmel/elektroden (2) führenden Leitungen
angeschlossen ist, wobei /ur Umkehrung der Polarität ein Schalter (8) und /ur Regulierung der
Stromstärke gegebenenfalls ein Regelwiderstand (9) Vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sternpunkt des Transformators
(1) mit der Bodenplatte und somit mit dem Block (3) verbunden ist, wobei ein weiterer Gleichrichter
(7) zwischen dieser Sternpunktleitung und der Hilfselektrode angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode (5)
aus Graphit besteht.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4, 5, 6
oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode aus einem System mehrerer siabförmiger
Elektroden besteht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT729067A AT289874B (de) | 1967-08-07 | 1967-08-07 | Verfahren zur Herstellung von Gußblöcken aus hochschmelzenden Metallen, insbesondere Stahl, durch Elektroschlackeumschmelzen und Vorrichtung zur Durchführung desselben |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1758720A1 DE1758720A1 (de) | 1971-03-11 |
DE1758720B2 DE1758720B2 (de) | 1973-02-22 |
DE1758720C3 true DE1758720C3 (de) | 1975-01-23 |
Family
ID=3594559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1758720A Expired DE1758720C3 (de) | 1967-08-07 | 1968-07-30 | Verfahren zur Herstellung von GuBblöcken aus hoch schmelzenden Metallen, insbesondere aus Stahl |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3571475A (de) |
AT (1) | AT289874B (de) |
BE (1) | BE719167A (de) |
DE (1) | DE1758720C3 (de) |
FR (1) | FR1602108A (de) |
GB (1) | GB1230183A (de) |
SE (1) | SE347017B (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3712365A (en) * | 1970-11-30 | 1973-01-23 | B Paton | Electroslag process for the production of metal castings |
US3768541A (en) * | 1972-05-18 | 1973-10-30 | B Paton | Process and plant for electroslag remelting of consumable electrodes |
US3885121A (en) * | 1972-06-08 | 1975-05-20 | Daniil Andreevich Dudko | Method for electroslag welding of copper blanks |
JPS511643B2 (de) * | 1972-08-28 | 1976-01-19 | ||
AT331434B (de) * | 1974-05-28 | 1976-08-25 | Ver Edelstahlwerke Ag | Verfahren zum entfernen unerwunschter elemente, insbesondere h2 und o2 beim elektroschlackenumschmelzen und anordnung zur durchfuhrung des verfahrens |
US4291744A (en) * | 1979-02-14 | 1981-09-29 | Medovar Boris I | Apparatus for electroslag remelting of consumable electrodes |
FR2453905A1 (fr) * | 1979-04-12 | 1980-11-07 | Inst Elektroswarki Patona | Dispositif pour la refusion d'electrodes consommables sous laitier electroconducteur |
BG35678A1 (en) * | 1981-12-01 | 1984-06-15 | Savov | Method and device for treating and refining liquid alloys |
AT410412B (de) † | 2000-11-10 | 2003-04-25 | Inteco Int Techn Beratung | Verfahren zum elektroschlacke umschmelzen von metallen |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2370467A (en) * | 1942-01-15 | 1945-02-27 | Kellogg M W Co | Metal fusing apparatus and method |
US2368998A (en) * | 1942-05-02 | 1945-02-06 | Nissim Raoul | Electric arc furnace |
US2448886A (en) * | 1945-05-19 | 1948-09-07 | Kellogg M W Co | Electric furnace |
US2783411A (en) * | 1955-12-09 | 1957-02-26 | Elox Corp | Servo feed for multiple electrodes |
US3024352A (en) * | 1960-03-31 | 1962-03-06 | Soudure Electr Autogene | Automatic upward welding process |
GB979583A (en) * | 1961-09-25 | 1965-01-06 | Inst Electrosvarki E O Paton | Refining metals |
AT285194B (de) * | 1967-04-28 | 1970-10-12 | Boehler & Co Ag Geb | Hilfselektrode zum Warmhalten von durch Elektroschlackeumschmelzen gebildeten Metallschmelzen, insbesondere von Stahlschmelzen |
-
1967
- 1967-08-07 AT AT729067A patent/AT289874B/de active
- 1967-10-18 US US676094A patent/US3571475A/en not_active Expired - Lifetime
-
1968
- 1968-07-30 DE DE1758720A patent/DE1758720C3/de not_active Expired
- 1968-08-02 SE SE10498/68A patent/SE347017B/xx unknown
- 1968-08-06 GB GB1230183D patent/GB1230183A/en not_active Expired
- 1968-08-06 FR FR1602108D patent/FR1602108A/fr not_active Expired
- 1968-08-07 BE BE719167D patent/BE719167A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE347017B (de) | 1972-07-24 |
DE1758720B2 (de) | 1973-02-22 |
BE719167A (de) | 1969-01-16 |
FR1602108A (de) | 1970-10-12 |
AT289874B (de) | 1971-05-10 |
US3571475A (en) | 1971-03-16 |
GB1230183A (de) | 1971-04-28 |
DE1758720A1 (de) | 1971-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2737720C3 (de) | Verfahren zur carbothermischen Reduktion von Aluminiumoxid | |
DE1758720C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von GuBblöcken aus hoch schmelzenden Metallen, insbesondere aus Stahl | |
DE3232551A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur behandlung und raffinierung von fluessigen metallegierungen mittels gleichstrom-lichtbogenerhitzung | |
WO2009077114A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur gewinnung von metallen oder metallverbindungen | |
EP0786531A1 (de) | Verfahren zum Umschmelzen von Metallen zu einem Strang sowie Vorrichtung dafür | |
DE3722167C2 (de) | ||
DE2039387A1 (de) | Schmelzelektrolyseverfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens | |
DE6942451U (de) | Vorrichtung zur regulierung der schlacken- und stahlzusammensetzung bei elektroschlackenumschmelzverfahren. | |
EP1334214A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von blöcken oder strängen aus metall durch abschmelzen von elektroden in einem elektro-schlackenbad | |
DE2511778A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur entschwefelung von metallschmelzen | |
EP0128132A3 (de) | Metallurgisches Gefäss | |
EP2937431A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Metallschmelze | |
DE2522576C3 (de) | Verfahren zum Entfernen unerwünschter Elemente, insbesondere H tief 2 und O tief 2 beim Elektroschlackeumschmelzen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2336565C3 (de) | Anlage zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metallen | |
DE2530672A1 (de) | Verfahren und elektrische schaltung zur elektrischen extraktion von nichteisenmetallen aus ihren loesungen | |
DE150262A (de) | ||
DE79435C (de) | Verfahren zur Herstellung von Legirungen der Alkali- oder Erdalkali - Metalle mit I Schwermetallen | |
US3652773A (en) | Process of electrically remelting high-melting metals | |
DE2536599C3 (de) | Verfahren zur Elektroschlacke-Raffination von Metallen und Legierungen | |
DE2522576A1 (de) | Verfahren zum entfernen unerwuenschter elemente, insbesondere h tief 2 und o tief 2 beim elektroschlackeumschmelzen und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens | |
AT345487B (de) | Einrichtung zum konstanthalten der bad- bzw. lichtbogenspannung | |
DE626944C (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Umschmelzen und Raffinieren von Rohmetallen, vor allem Rohzink | |
DE2559565C3 (de) | Elektroschlacke-Umschmelzverfahren | |
DE2415925C3 (de) | Elektroschlackenofen zur Raffination von Roheisenschmelzen | |
DE98974C (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |