DE1909866C

DE1909866C - Verfahren zum Elektro-Schlacke-Umschmelzen

Info

Publication number: DE1909866C
Application number: DE19691909866
Authority: DE
Inventors: Alok Dr.-Ing. 4320 Hattingen; Wahlster Manfred Dr.-Ing. 4630 Bochum Choudhury
Original assignee: Rheinstahl Hüttenwerke AG, 4300 Essen
Filing date: 1969-02-27
Publication date: 1973-03-01

Description

Dir Erfindung betrifft ein Verfahren zum Elektro-Schlacke-Umschmelzen von Blöcken aus mehreren Elektroden mittels Drehstrom. Beim Elektro-Schlacke-Umschmelzen werden Ströme von großer Stromstärke, einigen 1000 Ampere, angewendet. Dies führt beim Umschmelzen mit einem Einphasenstrom zu erheblichen Verlusten in den Zuleitungen und darüber hinaus zu einer stark asymmetrischen Belastung des Stromnetzes. Die Verluste in den Zuleitungen kommen insbesondere durch die große Selbstinduktivitiit des aus Hin- und Zurücklcitung gebildeten Stromkreises zustande, der beim Einphasenbetrieb aus der Zuleitung /ur Elektrode und der Ableitung durch den umgeschmolzenen Block zur Stromquelle zurück besteht. Zur Vermeidung dieses Nachteils hat man daher schon mit drei Elektroden und mit Drehstrombeaufschlagung gearbeitet. Bei dieser Arbeitsweise (deutsche Auslcgeschrift 1 162 094) verursacht das umlaufende Magnetfeld des Drehstromes eine gleichsinnige Drehung des noch flüssigen Teiles des umgeschmolzenen Blockes. Diese Drehung hat man durch Anbringen von Hilfsspulen außerhalb der Kokille noch verstärkt. Die Rotation des Schlackenbadcs und des Metallbades um die Achse des umgeschmolzenen Blockes fördert die Wärmeabfuhr in die Kokille und verfeinert die Kristallstruktur des umgeschmolzenen Blockes. Es hat sich nun gezeigt, daß bei hochlegierten Stählen, _w etwa rostfreien Stählen mit 18% Chrom und 8 ⁰O Nickel mit dem bekannten Elektro-Schlacke-Umschmelzverfahren mit Drehstrombetrieb sehr starke örtliche Anreicherungen der Legierungsbestandteile auftreten. Bei Umschmelzen sehr großer Blöcke, „ z. B. von 100 oder 2001 Gewicht mit diesem Ver- ^u fahren, treten vor allem in der Blockachse nichtmetallische Einschlüsse auf.

Die Arbeit mit zwei Sätzen von je drei Elektroden, wobei fünf Elektroden um eine in der Mitte e₀ liegende Elektrode auf einem Kreis angeordnet sind, ist bei Drehstrom-Lichtbogen- oder Reduktionsofen bekannt und dient im wesentlichen dazu, den Energiestrom im Ofen und damit die Temperatur gleichmäßiger zu verteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Elektro-Schlacke-Umschmelzen von Blöcken mit mehreren Elektroden mittels Drehstrom

45 so zu gestalten, daß auch beim Umschmelzen hochlegierter Stähle keine starken örtlichen Konzentralionsunterschiedc auftreten und daß beim Umschmelzen besonders großer und schwerer Blöcke nichtmetallische Einschlüsse in Blockachse und Blockachsennähe zuverlässig vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der obigen Gattung dadurch gelöst, daß ein Sat/ von drei Elektroden mit Drehstrom beaufschlagt wird und mindestens ein weiterer Salz von drei Elektroden, die zwischen den Efektroden des ersten Satzes auf einem gemeinsamen Kreis jeweils abwechselnd angeordnet sind, mit Drehstrom des umgekehrten Drehsinnes wie dem des ersten Satzes beaufschlagt wird.

Bei diesem Verfahren drehen sich die magnetischen Vektoren der Drehfelder des erste.i und des zweiten Satzes in entgegengesetztem Sinn und ihre Drehwirkungen auf das ScWackenbad und das flüssice Metall im Kopfrumpf des erstarrenden Blockes heben sich auf bzw. mindestens fast völliij auf. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß dabei die örtlichen Anreicherungen der Legierungsboiandteile mit Zuverlässigkeil vermieden werden sowie bei großen Blöcken die nichtmetallischen Einschlüsse im Blockkern.

Bei dieser symmetrischen Anordnung erreicht man eine völlige Aufhebung der beiden entgegengesetzten Drehwirkungen der beiden Magnetfelder auf das Bad und höchste Homogenität der erzeugten Blöcke.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Vorteil des bekannten Verfahrens des Elektro-Schlacke-Umschmclzens mittels Drehstrom, nämlich die verlustarme Zuführung der elektrischen Energie durch Geringhaltung der Selbstinduktion durch benachbarte Führung der Zu- und Ableitungen dadurch überboten, daß bei gleicher zuzuführender Gesamtleistung diese auf mehrere Leiter verteilt wird, wobei die Selbstinduktionsverlusle weiter sinken. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbundene Erhöhung der Elektrodenzahl auf mindestens 6 gegenüber 3 bei dem bekannten Verfahren wirkt si ;h besonders positiv beim Umschmelzen großer Blöcke aus, wobei durch die gleichmäßigere Energiezufuhr je Flächeneinheit der Kopf des umzuschmelzenden Blockes gleichmäßig beheizt wird und dadurch eine sehr gleichmäßige Erstarrung des umgeschmolzenen Blockes in Blocklängsrichtung ohne Seigerungen oder andere Inhomogenitäten erreicht wird. Beim Umschmelzen von großen Blöcken vom Gesamtgewicht von z. B. 100 oder 200 sind mit dem Verfahren nach der Erfindung die nichtmetallischen Einschlüsse mit Sicherheit zu vermeiden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Bei dem Verfahren zum Elektro-Schlacke-Umschmelzen von Blöcken mit mehreren Elektroden mittels Drehslrom wird ein Satz von Elektroden 1 mit einem Drehstrom beaufschlagt, der in dem durch den Pfeil 2 gekennzeichneten Drehsinn umläuft. Ein weiterer Satz von drei Elektroden 3 (schraffiert) wird mit Drehstrom des umgekehrten Drehsinns beaufschlagt, wie er durch den schraffierten Pfeil 4 angedeutet ist. Die Elektroden der beiden Sätze sind auf einem gemeinsamen Kreis jeweils abwechselnd in gleichen Abständen voneinander angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel wird mit zwei Drciphasentransformatoreri 5, 6 gearbeitet, die an das gleiche Netz

angeschlossen sind. Die Phasen des Drehslromes sind mit den Buchslaben R, S, T gekennzeichnet. Von den schematisch angedeuteten Dreipbejsentransformatoren wird der Strom durch die durch einfache Striche angedeuteten Leiter R, 5, T, die in praxi möglichst eng zusammengeführt werden, den Elektroden zugeführt. Die Elektroden 1, 13 tauchen in ein in der Kokille 7 befindliches Schlackcnbad rin und schmelzen unter der Wirkung des Stromdurchgangs ab und erstarren zu dem urngeschmolzenen Block in der Kokille?. Dabei heben sich die Kraftwirkungen der beiden Drehströme gegenseitig auf und das Scblackenbad sowie der flüssige Stahlsumpf im Kopf der Kokille bleiben in Ruhe. Dies führt zur Erzeugung von Blöcken ohne örtliche Anreicherung von Legierungsclemcnten und ohne SchJackencinschlüsse.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Elektro-Schlacke-Umschmelzen von Blöcken mit mehreren Elektroden mittels Drehstrom, dadurch gekennzeichnet, daß ein Satz von drei Elektroden (1) mit Drehstrom beaufschlagt wird und mindestens ein weiterer Satz von drei Elektroden (3), die zwi- jo sehen den Elektroden (1) des ersten Satzes auf einem gemeinsamen Kreis jeweils abwechselnd angeordnet sind, mit Drehstrom des umgekehrten Drehsinnes (4) wie dem (2) des ersten Satzes beaufschlagt wird.