DE1807042B2 - Anlage zum elektroschlacke-umschmelzen von metallen, insbesondere von staehlen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Elektroschlakke-Umschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen, mit einer aus dem umzuschmelzenden Metall bestehenden Hauptelektrode, einer Kokille und einer zum Warmhalten der gebildeten Metallschmelze dienenden, während des Auswechselns der Hauptelektrode stromdurchflossenen Hilfselektrode.

Bei den bekannten Anlagen der eingangs genannten Art sind die flüssigkeitsgekühlte Kokille, die Haupt- und die Hilfselektrode an Hubwagen befestigt, welche sich vorzugsweise mit Hilfe von Seilzügen auf einer Säule in vertikaler Richtung verschieben lassen. 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 Hauptelektroden-Hubwagens aus der Kokille gezogen und gegen eine neue Hauptelektrode ausgetauscht werden. Dieselbe wird sodann durch Senken des Hauptelektroden-Hubwagens in die Kokille eingebracht und abgeschmolzen. Damit während des eben beschriebenen Vorganges des Elektrodenwechsels die in der Kokille befindliche Metallschmelze nicht abkühlt und erstarrt, wird während dieser Phase ein elektrischer Strom durch die Hillselektrode geleitet. Die bekannten Hilfselektroden umgeben die jeweils eingebaute Hauptelektrode und sind z. B. nach einer Schraubenlinie gewunden oder rohrartig ausgebildet. Wenn man die bekannten Anlagen zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metallen in großen Dimensionen ausführt, so ergibt sich der Nachteil, daß die die Hauptelektrode umgebende Hilfselektrode beim Ausbau des jeweiligen ⁶S Reststückes der abgeschmolzenen Hauptelektrode und beim hierauf erfolgenden Einbau einer neuen Hauptelektrode sehr störend ist und infolgedessen den Wechsel der Hauptelektrode beträchtlich erschwert Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Anlage zu schaffen, die den jeweiligen räumlichen Gegebenheiten so angepaßt werden kann, daß es leicht möglich ist, die Hauptelektrode und nötigenfalls auch-die Hilfselektrode auszutauschen und hierbei über größere Entfernungen in horizontaler Richtung zu bewegen und welche es trotzdem ermöglicht, den Vorgang des Elektroschlacke-Umschmelzens in einwandfreier Weise durchzuführen. Erfindungsgemäß wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Hilfselektrode und/oder die Kokille einerseits und die Hauptelektrode andererseits an voneinander getrennten, an fahrbaren Kranbrücken hängend angeordneten und mit diesen starr verbundenen Säulen in vertikaler und horizontaler Richtung beweglich angeordnet sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise für die Hilfselektrode und die Kokille eine ortsfest angeordnete vertikale Säule vorgesehen ist, längs welcher die Hilfselektrode gemeinsam mit dem Hilfselektrodenhalter und die Kokille gemeinsam mit dem Kokillenhubwagen in vertikaler Richtung verschiebbar sind, und daß für die Hauptelektrode eine an einer horizontal verfahrbaren Kranbrücke hängend angeordnete Säule vorgesehen ist, längs welcher die Hauptelektrode gemeinsam mit dem Hauptelektrodenhalter verschiebbar ist. Hierbei ist es sowohl möglich, das Reststück der jeweils abgeschmolzenen Hauptelektrode an einer außerhalb von der die jeweils abschmelzende Hauptelektrode umgebenden Hilfselektrode gelegenen Stelle am Boden abzulegen, als auch eine ebenfalls außerhalb der Hilfselektrode in vertika'er Lage vorbereitete neue Hauptelektrode am Hauptelektrodenhaltor zu befestigen und sodann in den von der Hilfselektrode und der Kokille umschlossenen Raum einzubringen.

Im folgenden wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel erläutert, das durch die Zeichnung in schematischer Darstellung wiedergegeben ist. Die F i g. 1 zeigt eine Anlage zum Elektroschlacken-Umschmelzen von Stählen in Ansicht und die F i g. 2 in Draufsicht.

Die einen zylindrischen Innenmantel 11 aufweisende Kokille 10 liegt mit ihren Seitenwangen 14 und 17 auf den beiden gabelförmig angeordneten Armen 21 und 23 des Kokillenhubwagens 20 auf. Dieser ist auf der fixen, vertikal stehenden, im Querschnitt quadratischen Säule 30 verschiebbar und wird von dein auf der Seiltrommel 41 aufwickelbaren Drahtseil 40 gehalten. Die abzuschmelzende, an ihrem oberen Ende eine Verlange rungsstange 51 aufweisende zylindrische Hauptelektrode 50 ist an dem an der beweglichen, ebenfalls im Querschnitt quadratischen Säule 70 vorgesehenen Hauptelektrodenhalter 60 hängend angeordnet. Dessen Arm 61 weist an seinem der Säule 70 abgewandten Ende einen Längsschnitt 62 auf, in den die Verlängerungsstange 51 eingeschoben ist. Diese ist an ihrem oberen Ende mit einem Bund 52 versehen, der auf dem Arm 61 aufliegt und infolgedessen ein Herabfallen der Hauptelektrode 50 verhindert. Weiter ist auf beiden Seiten des Schlitzes 62 je eine annähernd halbkreisförmige Ausnehmung 63 aufweisende Halteplatte 63 am Arm 61 befestigt. Der Bund 52 der Verlängerungsstange 51 ist in diese beiden Ausnehmungen 63 eingehängt, wodurch erreicht wird, daß die Verlängerungsstange 51 nicht aus dem Schlitz 62 herausgleiten kann. Die bewegliche

Säule 70 ist mit beiden U-Trägem 82 der Kranbrücke 80 fest verbunden und hängt von dieser frui herab. Der Hauptelektrodenhalter 60 wird vor den auf seinen beiden Seiten angeordneten, auf je eine Seiltrommel 91 aufwickelbaren Drahtseilen 90 gehalten. Diese laufen um je eine am Hauptelektrodenhalter 60 drenbar gelagerte Seilrolle 64. Das eine Ende des jeweiligen Drahtseiles SO ist mit Hilfe einer Halterung 83 an dem U-Träger 82 der Kranbrücke 80 und das andere Ende an der zugehörigen Seiltrommel 91 befestigt Die beiden Seiltrommeln 91 sind an den Wellenstummeln 93 des auf der Kranbrücke 80 angeordneten selbsthemmenden Getriebes 92 befestigt Die Höhenlagen des Hauptelektrodenhalters 60 und der an diesem hängenden Hauptelektrode 50 lassen sich mit Hilfe des ebenfalls auf der Kranbrücke 80 vorgesehenen Elektromotors 96 verstellen, welcher über die elastische Kupplung 95 mit der Antriebswelle 94 des Getriebes 92 verbunden ist. Um zu erreichen, daß sich der Hauptelektrodenhalter 60 leicht in vertikaler Richtung auf der beweglichen Säule 70 verschieben läßt sind an jeder seiner vier Innenwände je vier auf Stegen 65 drehbar gelagerte Rollen 66 vorgesehen, welche an den Seitenflächen 71 der im Querschnitt quadratischen Säule 70 aufliegen. Die fahrbare Kranbrücke 80 liegt mit ihren vier Rädern 84 und 86 auf den beiden auf den horizontal angeordneten Doppel-T-Träger 100 befestigten Laufschienen 101 auf. Die beiden Räder 84 sind auf den am Gestell 81 der Kranbrücke 80 befestigten Zapfen 85 drehbar gelagert, wogegen die anderen beiden Räder 86 auf der Welle 87 befestigt sind. Diese ist mit Hilfe des am Gestell 81 angeordneten Elektro-Getriebmotors 89 über das Kettenvorgelege 88 antreibbar. Demgemäß kann die Kranbrücke 80 mittels des Elektro-Getriebemotors 89 in horizontaler Richtung verschoben werden. Somit bilden der Elektro-Getriebemotor 89, das Kettenvorgelege 88, die Welle 87 und die Räder 86 das Fahrwerk, hingegen der Elektromotor 96, die elastische Kupplung 95, das Getriebe 93 und die beiden Seiltrommeln 91 das Hubwerk der Kranbrücke 80. Die zur dargestellten Anlage gehörende Hilfselektrode 110 wird von sechs parallel zur Hauptelektrode 50 in dem Haltering 112 angeordneten Stäben 111 gebildet, welche entweder aus einem einen höheren Schmelzpunkt als die Hauptelektrode 50 aufweisenden Material (wie Graphit, Wolfram oder Molybdän) oder aus dem gleichen Material (Stahl) wie die Hauptelektrode 50 bestehen. Die Stäbe 111 sind an den auf der Oberseite des» Halteringes 112 vorgesehenen Klemmen 113 der Schrauben 114 auswechselbar befestigt. Der Haltering 112 stellt einen Teil des Hilfselektrodenhalters 115 dar. Dieser ist so wie der unterhalb von ihm angeordnete Kokillenhubwagen 20 auf der fixen Säule 30 verschiebbar und wird ebenfalls von einem auf einer Seiltrommel 121 aufwickelbaren Drahtseil 120 gehalten. Die Höhenlagen des Kokillenhubwagens 20 und der auf ihm befindlichen Kokille 10 sowie des Hilfselektrodenhalters 115 und der an diesem hängenden Hilfselektroden-Stäbe 111 lassen sich mit Hilfe der am oberen Ende der Säule 30 angeordneten beiden Elektro-Getriebemotoren 42 und 122, auf deren Wellenstummeln 43 und 123 die Seiltrommeln 41 und 121 befestigt sind, verstellen. Während des Abschmelzvorganges der Hauptelektrode 50 werden die Höhenlagen derselben und der Kokille 10 so verstellt, daß einerseits die Hauptelektrode 50 in die auf der Metallschmelze schwimmende (zur Reinigung und Abschirmung des abgeschmolzenen Stahls dienende^ Schlackenschicht 54 eintaucht und hierbei ihr Ende den gewünschten Abstand vom Spiegel der Metallschmelze aufweist und daß andererseits die Lage dieses Spiegels relativ zur Kokille 10 unverändert bleibt. Von dem einen Pol der benützten (nicht dargestellten) Stromquelle (im allgemeinen Sekundärwicklung eines Transformators) führt eine elektrische Leitung 130 zu dem Wechselschalter 131, von dem je eine elektrische Leitung 132 bzw. 133 zu der Verlängerungsstange 51 der Hauptelektrode 50 und dem Haltering 112 der Hilfselektrode 110 abzweigt wogegen der andere Pol der Stromquelle ebenfalls über eine elektrische Leitung 134 mit der vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Grundplatte 135 — auf welcher der durch den Umschmelzvorgang gebildete Stahlblock 53 aufliegt — verbunden ist Diese ist durch eine Zwischenplatte 136 gegenüber dem Boden elektrisch isoliert Solange die Hauptelektrode 50 in die Schlackenschicht 54 eintaucht, ist der Wechselschalter 131 so eingestellt, daß der Stromfluß über die elektrische Leitung 132 ru der Hauptelektrode 50 erfolgt und diese infolgedessen abschmilzt. Wenn sodann das übrigbleibende Reststück der Hauptelektrode 50 zum Zwecke des Elektrodenwechsels aus der Kokille 10 gezogen werden muß, wird der Wechselschalter 131 vorzugsweise automalisch umgeschaltet und gelangt hierdurch in seine strichliert angedeutete Stellung. Gleichzeitig wird der Hilfselektrodenhalter 115 so weit nach abwärts bewegt, bis die die Hilfselektrode 110 bildenden Stäbe 111 in die Schlackenschichte 54 eintauchen und ihre unteren Enden den gewünschten Abstand vom Spiegel der Metallschmelze aufweisen. Somit erfolgt nunmehr der Stromfluß über die elektrische Leitung 133 zu den Stäben 111 der Hilfselektrode 110. Dies hat zur Folge, daß die Hilfselektrode 110 die Metallschmelze warmhält, wobei die Stäbe 111 abschmelzen, wenn sie aus -dem gleichen Material wie die Hauptelektrode 50 bestehen.

Sobald das Reststück der abgeschmolzenen Hauptelektrode 50 mit Hilfe des Hubwerkes der Kranbrücke 80 aus der Kokille 10 gezogen ist und sich oberhalb des Halteringes 112 der Hilfselektrode 110 befindet, wird das Fahrwerk der Kranbrücke 80 in Funktion gesetzt und das Reststück der Hauptelektrode 50 an eine abseits der Kokille 10 gelegene Stelle gebracht, an der es leicht möglich ist, dieses Reststück vom Hauptelektrodenhalter 60 abzunehmen und auf den Boden zu legen. Hierauf wird eine außerhalb der Kokille 10 und der Hilfselektrode 110 vorbereitete, vertikal stehende neue Hauptelektrode 50 am Arm 61 des Hauptelektrodenhalters 60 eingehängt. Die neue Hauptelektrode 50 wird sodann mittels des Fahr- und des Hubwerkes der Kranbrücke 80 in die Kokille 10 eingebracht, die Hilfselektrode 110 wieder aus dieser herausgezogen und der Wechselschalter 131 vorzugsweise automatisch wieder in seine frühere Stellung gebracht, worauf sich der vorstehend beschriebene Vorgang wiederholt.

Der Vollständigkeit halber ist noch anzuführen, daß die Kokille 10 mittels Wasser gekühlt wird. Dieses fließt durch den Schlauch 140, die Rohrleitung 141 und die im Arm 21 des Kokillenhubwagens 20 sowie in der Seitenwange 14 der Kokille 10 vorhandenen Kanäle 22 und 15 in den zwischen Außenmantel 12 und Innenmantel 11 der Kokille 10 vorhandenen Hohlraum 13. Sobald das Kühlwasser diesen Hohlraum 13 von oben nach unten durchströmt hat, wird es durch die am Außenmantel 12 und in der Seitenwange 17 der Kokille 10 sowie in dem Arm 23 des Kokillenhubwagens 20 vorhandenen Kanäle 16, 18 und 24, die Rohrleitung 142 und den Schlauch 143 abgeleitet.

Weiters ist darauf hinzuweisen, daß auch der Kokillenhubwagen 20 und der Hiifselektrodenhalter 115 in analoger Weise wie der Hauptelektrodenhalter 60 auf jeder ihrer vier Innenwände mit je vier auf Stegen drehbar gelagerten (nicht dargestellten Rollen) versehen sein können, um zu erreichen, daß sich der Kokillenhubwagen 20 und der Hiifselektrodenhalter 110 leichter auf der zugehörigen Säule 30 in vertikaler Richtung verschieben lassen.

Der Hauptelektrodenhalter 60 und der Hiifselektrodenhalter 115 stellen Hubwagen dar, welche sich mit Hilfe von Seilzügen auf je einer Säule 70 bzw. 30 in vertikaler Richtung verschieben lassen.

Im vorstehenden Ausführungsbeispiel ist eine zylindrische Kokille 10 erwähnt. Die erfindungsgemäße

Anlage kann jedoch auch mit anderen, z. B. in Querschnitt rechteckigen Kokillen ausgestattet werden Gegenüber den bekannten Anlagen zum Elektroum schmelzen von Metallen bietet die erfindungsgemäßi Anlage den Vorteil, daß es bei ihr sehr einfach ist, dei Wechsel der Hauptelektrode und nötigenfalls auch de Hilfselektrode durchzuführen, und zwar auch dann wenn die erfindungsgemäße Anlage in besonder: großen Dimensionen' ausgeführt wird. Ein weitere] Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin daß es stets möglich ist, diese den jeweiligen räumlicher Gegebenheiten anzupassen und die Hauptelektrod« über größere Entfernungen zu der Kokille hin zi transportieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anlage zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen, mit einer aus dem umzuschmelzenden Metall bestehenden Hauptelektrode, einer Kokille und einer zum Warmhalten der gebildeten Metallschmelze dienenden, während des Auswechselns der Hauptelektrode stromdurchflossenen Hilfselektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode (110) und/oder die Kokille (10) einerseits und die Hauptelektrode (50) andererseits an voneinander getrennten, an fahrbaren Kranbrücken (80) hängend angeordneten und mit diesen starr verbundenen Säulen (70) in vertikaler und horizontaler Richtung beweglich angeordnet sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise für die Hilfselektrode (110) und die Kokille (10) eine ortsfest angeordnete, vertikale Säule (30) vorgesehen ist, längs welcher die Hilfselektrode (110) gemeinsam mit dem Hilfselektrodenhalter (115) und die Kokille (10) gemeinsam mit dem Kokillenhub wagen (20) in vertikaler Richtung verschiebbar sind, und daß für die Hauptelektrode (50) eine an einer horizontal verfahrbaren Kranbrücke (80) hängend angeordnete Säule (70) vorgesehen ist, längs welcher die Hauptelektrode (50) gemeinsam mit dem Hauptelektrodenhalter (60) verschiebbar ist.

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