DE1917494A1

DE1917494A1 - Processes and installations for electroslag remelting of metals, in particular steel

Info

Publication number: DE1917494A1
Application number: DE19691917494
Authority: DE
Inventors: Ploeckinger Dr Erwin; Machner Dipl-Ing Peter; Holzgruber Dr Wolfgang
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1968-04-08
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1969-11-13
Also published as: CH506623A; GB1242946A; SE363021B; FR2005776A1; PL79412B1; DE1917494B2; CS188851B2; BE731176A

Description

19Π49Λ19Π49Λ

Gebr* Böhler & Go_e Aktiengesellschaft in WienGebr * Böhler & Go _e Aktiengesellschaft in Vienna

Verfahren und Anlägen zum Elektrosohlaokenumsohmelzen von Metallen» insbesondere von StählenProcesses and systems for electric coal meltdown of Metals »in particular of steels

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Elektroschlackenum«* sohmelzen von Metallen^ insbesondere von Stählen^ bei dem sich die Sichtung des durch die jeweils abzuschmelzende Elektrode fließenden elektrischen Stromes periodisch ändert» und Anlagen zur Durchführung dieses Verfahrens»The invention "relates to a method for electroslag reclamation« * soaking of metals, especially steels, in which periodically changes the sighting of the electric current flowing through the electrode to be melted »and Systems for carrying out this process »

Ba ist bekannt ₉ in Anlagen zum ElektroschlaokenumBohmelzen von Metallen zum Abschmelzen der sich selbst verzehrenden Elektroden sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom mit der normalen Hetz·· frequenz von 50 bzw_e 6o Ez zu verwenden» Bei der Verwendung von Gleichstrom hängen unter sonst gleichen Bedingungen Absohmelz·· Ieistungen ( in kg Metall je h) und Energieverbrauch ( in kWh/t umgeschmolsenee Metall) einerseits und metallurgische'Bigenaohaften des durch den Umsohmelzvorgang hergestellten Metallblockes andererseits wesentlich von der Stromriohtung ab· Falls die ab» zuBchmelzende Elektrode den positiven und der duroh den Umachmelzvorgang gebildete Metallblook den negativen Pol darstellt ₉ ist die Abschmelzleistung zwar hoch» jedooh sind die metallurgischen Eigenschaften des Metallblookea sohlecht ( ζ·Β· weist dieser einen relativ sehr hohen Sauerstoffgehalt auf} · Hbwl hingegen die ab*· schmelzende Elektrode der negative und der duroh den Umsohmelzvorgang gebildete Metallblock der positive Pol ist, so sind zwar die metallurgischen Eigenschaften des Metallblockeβ wesentlich besser* (ζ·Β* weist dieser nur einen relativ niedrigen Sauerstoff**Ba is known ₉ in plants for ElektroschlaokenumBohmelzen of metals for melting the self-consuming electrodes both direct current and alternating with the normal Hetz ·· frequency of 50 or _e 6o Ez to use "When using dc hanging under otherwise identical conditions Absohmelz · Output (in kg of metal per h) and energy consumption (in kWh / t of remelted metal) on the one hand and the metallurgical characteristics of the metal block produced by the remelting process on the other hand essentially depend on the direction of the current The metal blook formed represents the negative pole ₉ the melting rate is high, but the metallurgical properties of the metal blook are so bad (ζ · Β · this has a relatively very high oxygen content} · Hbwl, on the other hand, the melting electrode of the negative and durohden Umsohmelzvorgang formed metal block the is positive pole, the metallurgical properties of the metal block are much better * (ζ · Β * this only has a relatively low oxygen **

- ORIGINAL INSPECTED- ORIGINAL INSPECTED

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■3M353/1353/Z■ 3M353 / 1353 / Z

gehalt auf) ₉. jedoch iat die AbschmelzleiBfcung wesentlich geringer als in dem zuerst angeführten fall» Bei der Verwendung von Wechsel· strom mit der normalen Netzfrequenz von 50 bzw· 60 Hz ist die Abschmelzleistung fast so hoch wie im zuerst angeführten Pail und die metallurgischen Eigenschaften der gebildeten Metallblöcke sind ähnlich wie im zweiten FaIl₅ jedoch ergeben sich die Nachteile £ daß in den Zuleitungen beträchtliche zusätzliche induktive Widerstände auftreten und überdies infolge der für den Umsohmelz«· Torgang erforderlichen sehr großen elektrischen Leistungen die sich ergebende unsymmetrische Netzbelastung in den meisten Fällen unzulässig hooh ist» Zur Vermeidung dieses Naohteiles wurde auoh schon vorgesehlagen· für den Betrieb von Anlagen zum Biektro« sohlaokenumsohmelzen von Metallen Drehstrom zu verwenden* wobei die Grundplatte ₉ auf welcher der gebildete Metallblock auf ruht, mit dent Sternpunkt und drei gleichzeitig in einer Kokille ab** sohmelzende Elektroden mit je einer Phase des verwendeten Drehstromsystems verbunden sind· Solche mit Drehstrom arbeitende Anlagen sind vom maschinenbaulichen Standpunkt außerordentlich kompliziert (da gleichzeitig drei Elektroden in einer Kokille abgesohmolzen werden müssen) · Infolgedeasen Bind sowohl die Baukosten der Anlage als auch die Herstellungskosten für die Elektroden sehr hoch» Die durch die drei Elektroden fließenden gegeneinander phasenverBehobenen Wechselströme erzeugen ein magnetisches Drehfeld, das die elektrisch leitende, auf der gebildeten Metallschmelze schwimmende flüssige Schlaoke in Rotation Tersetzt» Diese Eotation der Schlacke hat zur Folge₅ daß einerseits die Oberfläche der flüssigen Schlaokensohicht ein Rotations paraboloid bildet und hiedurch die Wärmeaustausohf lache zwisohen der Schlaoke und der gekühlten Kokillenwand vergrößert und andererseits auch die spezifisohe Wärmeübertragung zwischen Schlacke und gekühlter Kokillenwand erhöht wird» In« f olgedessen besteht ein weiterer Nachteil dieser Anlagen darin* daß di· bei ihnen auftretenden Wärmeverluste wesentlich höher als bei des. mit Grleich-oder Wechselstrom arbeitenden Anlagen sind»salary) ₉ . However, the deposition rate is much lower than in the first cited case. When using alternating current with the normal mains frequency of 50 or 60 Hz, the deposition rate is almost as high as in the first cited Pail and the metallurgical properties of the metal blocks formed are similar As in the second case _5, however, there are the disadvantages that considerable additional inductive resistances occur in the supply lines and, moreover, as a result of the very high electrical power required for melting the gate, the resulting asymmetrical network load is in most cases impermissibly high. To avoid this this Naohteiles was already vorgesehlagen AUOH · for the operation of facilities for Biektro "sohlaokenumsohmelzen metal phase current to use * the base plate ₉ on which the metal block formed on rests with dent neutral point and three simultaneously in a mold from ** sohmelzende electrodes each a phase of the three-phase system used.Three-phase systems of this type are extremely complicated from a mechanical engineering point of view (since three electrodes have to be melted in a mold at the same time) As a result, both the construction costs of the system and the production costs for the electrodes are very high three electrodes flowing against each other phasenverBehobenen alternating currents generating a rotating magnetic field that has the electrically conductive, floating on the formed molten metal liquid Schlaoke in rotation Tersetzt "These Eotation the slag resulted ₅ on the one hand the surface of the liquid Schlaokensohicht forms a rotation paraboloid and By this means the Wärmeaustausohf The pool between the slag and the cooled mold wall is enlarged and, on the other hand, the specific heat transfer between the slag and the cooled mold wall is increased in that * that the heat losses that occur with them are significantly higher than with systems that operate with direct current or alternating current »

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die angeführten Nach·· teile zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen» das es er-The invention is based on the object of the following parts to avoid and to create a process »that makes it

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möglicht für jeden "beim Elektroschlacken-umschmelzen von Metallen vorkommenden Fall besonders günstige Verhältnisse sowohl in "bezug auf die Abschmelzleistung als auch im Hinblick auf die metal·* lurgischen Eigenschaften des umgeschmolzenen Metalles zu erzielen* Erfindungsgemäß wird diese "bei einem Verfahren der ein« gangs genannten Art dadurch erreicht} daß zugeleiteter Dreh-ader Wechselstrom, in einen periodisch seine Richtung ändernden Strom, dessen Grundfrequenz (f) sich von der Frequenz des zugeleiteten Dreh-bzwo Wechselstromes unterscheidet, umgerichtet und der umgerichtete Strom durch die jeweils abzuschmelzende Elektrode geleitet wird«, Hiebei erweist es sich als vorteilhaft, wenn sowohl das Verhältnis der Zeiten (T^, ϊρ)j> während der die jeweils abzuschmelzende Elektrode abwechselnd den positiven bzw© negativen Pol bildet, als auch die Grundfrequenz des durch sie fließenden elektrischen Stromes bei Bedarf verändert werden_e Weiters ist es vorteilhaft, wenn die ßrundfrequenz (f) des durch die jeweils abzuschmelzende Elektrode fließenden elektrischen Stromes unter der Netzfrequenz liegt und z«B· 5 — 10 Hz beträgt»makes it possible to achieve particularly favorable conditions both in terms of the deposition rate and in terms of the metallurgical properties of the remelted metal for every "case that occurs during electro-slag remelting of metals." mentioned type achieved} that supplied rotating-wire alternating current, in a periodically changing its direction current, whose fundamental frequency (f) differs from the frequency of the supplied rotating or alternating current, is converted and the converted current is passed through the electrode to be melted " It proves to be advantageous if both the ratio of the times (T ^, ϊρ) j> during which the electrode to be melted alternately forms the positive or negative pole, and the fundamental frequency of the electric current flowing through it, if necessary, changes are _e Further, it is advantageous if the ßrundfrequenz (f) the electrical current flowing through the electrode to be melted is below the mains frequency and z «B · 5 - 10 Hz»

Häufig ist es zur Erzielung optimaler Verhältnisse günstig, wenn sich das Verhältnis der Zeiten^ während welcher die abzuschmelzende Elektrode den positiven bzw© negativen Pol bildet, von 1 unterscheidet» In order to achieve optimal conditions it is often beneficial if the ratio of the times ^ during which the electrode to be melted forms the positive or the negative pole differs from 1 »

Eine erfindungsgemäße AnDgge zur Durchführung des Verfahrens -wird durch ein Drehspannungasystem gespeist und weist Gleichrichter, ZeB. Selen-Irockengleichrichter oder steuerbare Gleichrichter wie Thyristoren und einen Wechselrichter vorzugsweise einen Ihyristor , auf, wobei sich in den drei Phasen des Drehspannungssystems je ein Gleichrichter befindet und jeder Gleichrichter mit der einen Eingangsklemme und der Sternpunkt des Drehspannungssystems mit der anderen Eingangsklemme des Wechselrichters ves** bunden ist»One aspect according to the invention for carrying out the method is fed by a three-phase system and has rectifiers, ZeB. Selenium iron rectifier or controllable rectifier like thyristors and an inverter preferably an ihyristor , with a rectifier in each of the three phases of the three-phase voltage system and each rectifier with one input terminal and the star point of the three-phase voltage system with the other input terminal of the inverter ves ** is bound »

Hiebei besteht eine weitere M.ögliohkeit zur Verringerung der- induktiven Widerstände darin, daß die mit der· abzuschmelzenden Elektrode verbundenen Schalter des Wechselrichters inAnother possibility for reducing the inductive resistances is that the one to be melted off with the Electrode connected switch of the inverter in

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nächster Nähe der Elektrode und die mit der Bodenplatte oder der Kokille verbundenen Schaltelemente des Wechselrichters nahe der Bodenplatte bzw« der Kokille angeordnet sind»close proximity of the electrode and the one with the base plate or The switching elements of the inverter connected to the mold are located near the base plate or "the mold"

Die weitere Aufgabe eine Anlage zu schaffen, die es gestattet das gegenständliche. Verfahren in besonders einfacher und zweok-The further task of creating a system that allows it the representational. Procedure in particularly simple and two-way

, mäßiger Welse durchzuführ^np wird dadurch gelöst ₉ daß an die Hauptleiter und an den Sternpunktleiter des ZoB· d£ei**oder seohsphasi** gen Drehs pannungs sys tem Thyristorsätze angeschlossen sind$ die denTo carry out moderate catfish is solved ₉ that thyristor sets are connected to the main conductors and to the star point conductor of the ZoB · d £ ei ** or seoh-phased rotary voltage system

. Drehstrom in einen Einphasenstäomp dessen Sichtung sich periodisch ändert, umrichten und daß die jeweils abzuschmelzenden Elektrode in den Einphasenstromkreis geschaltet ist». Three-phase current in a single-phase power supply whose sighting is itself periodically changes, convert and that each to be melted Electrode is connected to the single-phase circuit »

w Bei einer bevorzugten Ausführungsform der eben erwähnten Anlage ist eine verstellbare* mechanisch oder elektronisch betätigte Steuerung vorgesehen^ die mit den Thyristorsätzen sammenwirkt· · w In a preferred embodiment of the aforementioned plant is provided an adjustable * mechanically or electronically actuated control ^ the sammenwirkt with the Thyristorsätzen ·

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Anlagen gehen aus nachfolge.nden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele hervoa? die in der Zeichnung in sohematisoher Darstellung veransohau« licht sind» Es zeigen» Pig© 1 eine der verschiedenen, zur führung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlagen in Ansicht ρ Pig» 2 ein Punktionsschema des in Pig« !enthaltenen Wechselrichters 5p wobei zu beaohten lst_f daß es sich bei den Sohaltern S^Sg^S, und S* keineswegs um mechanische Schalter handeln muß_s sondern daß auch mit wechselnden Steuer spannungen (Sperrspannungen) arbeitende Sohalter ( wie sie ζ·Β· bei einem Thyristor vorhanden sind) in Präge kommen und Pig« 3 die ' elektrische Spannung ti» welche die abzusohmelssend® Blektrod® 9 <o gegenüber dem gebildeten Metallblook 14 aufweist, darstellt^ als to Punktion der Äeit t, Pigo 4 eine andere, ebenfalls zur Durch«·Further details of the systems according to the invention are evident from the following description of two exemplary embodiments? the "are light" in the drawing in sohematisoher representation veransohau Shown "Pig © 1 one of various suitable for carrying out the method according to the invention plants in view of ρ Pig" 2 a puncture scheme of the inverter 5p contained in Pig "! ls taking into beaohten _f that it is * not need mechanical switches _s but that with changing control voltages (reverse voltages) working Sohalter (as ζ · Β · exist in a thyristor) come in Sohaltern S ^ Sg ^ S, and S in stamping and Pig " 3 represents the 'electrical voltage ti" which the abzusohmelssend® Blektrod® 9 <o compared to the formed metal bloom 14, represents ^ as to puncture the Äeit t, Pigo 4 another, also to the passage "

jr- führung des gegenständlichen Verfahrens dienende Anlage ".in ^ Ansicht·Annex serving the present procedure ".in ^ View

^ Pur die in Pig. 1 dargestellte Anlage gilt folgendest Der durch die zu einem normalen Drehstromnetζ gehörenden Leitung gen R,S und T zugeführte Drehstrom ( mit der nomalen Netzfre-* quenz von z#B· 50 Hz) wird mit Hilfe des Drehstromtransformatars^ Pur those in Pig. 1, the following applies The line belonging to a normal three-phase network three-phase current supplied to R, S and T (with the normal mains frequency * frequency of z # B · 50 Hz) is achieved with the help of the three-phase transformer

ORIGINALINSPECTEDORIGINALINSPECTED

i¹ 1353/1353/Zi ¹ 1353/1353 / Z

auf eine wesentlich niedrigere Spannung transformiert und nittels der Gleichrichter 2 in einen nur wenig pulsierenden Gleichstrom ■umgewandellie Diese» Pließt duroh die beiden Leitungen 3 und 4$ die zu dem Wechselrichter. 5 führen· Der eine mechanisch oder elektronisch "betätigte Steuerung 6 aufweisende Wechselrichter 5_f bei dem es sich beispielsweise um einen Thyristor handeln kann, ·> " liefert auf seiner Ausgangsseite einen Strom_e dessen Richtung sioh periodisch ändert» Sowohl das Verhältnis der Zeiten I^O*» während weloher dieser Strom in positiver bzw* negativer Mohtung fließt, als auoh die Srundfreq.uenz f desselben ist mit Hilfe der Steuerung veränderbar» Hiebei ist die positive Stromrichtung äuroh den auf den gebildeten Stahlblock 14 weisenden Zählpfeil Z •bestimmt· Die Grrundfreq.uenz f ergibt sich aus der Gleichung f » Is ( I- + Xp)· Die eine der beiden auf der Ausgangsseite des Wechselrichters 5 vorgesehenen elektrischen Leitungen 7 und θ führt zu der absohemlzenden Elektrode 9 und die andere Leitung 8 zu der vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Bodenplatte Die aus dem umzusohmelzenden Stahl bestehende» sich selbst verzehrende Elektrode 9 ist konzentrisch zu der wassergekühlten Kokille 11 angeordnet und taucht mit ihrem unteren Ende in die auf der gebildeten Metallschmelze 13 schwimmende Schlacken3ohicht 12 ein· Der duroh den Umsohmelzvorgang in der wassergekühlten Kokille 11 gebildete erstarrte Stahlblock 14 ruht auf der Bodenplatte 10 auf· Wenn die Elektrode 9 bis auf ein kurzes Rest— stück abgeschmolzen ist, wird sie aus der Sohlaokensohicht 12 herausgezogen und in diese eine neue Elektrode 9 eingebracht« Um zxL verhindern^ daß während des eben angeführten Vorganges des Wechsels der Elektrode 9die auf der Metallschmelze 13 Schwimmende Sohlaoktnsohioht 12 abgekühlt wird und infolgedessen ca erstarrt^ ist die während dieses Vorganges stromdurohflossene C₀ Hilfselektrode 15 vorgesehen» Dieselbe 1st von mehreren parallel ^ zu der elektrode 9 angeordneten, In einem Baltering 16 be— ^ festigten Stäben 15* gebildet» deren untere Enden ebenfalls ° in die Sohlaokenaohioht 12 eintauohen· Vom Pluspol + dee öleioho> transformed to a much lower voltage and converted by means of the rectifier 2 into an only slightly pulsating direct current. · Lead 5 The one mechanically or electronically "actuated control 6 having inverter 5 _f which may be for example a thyristor, ·>" delivers on its output side a current _e whose direction SiOH periodically "Both changes the ratio of the times I ^ O * »while this current flows in a positive or negative direction, as the basic frequency f of the same can be changed with the help of the control» Here the positive current direction is determined by the counting arrow Z pointing to the steel block 14 that is formed. The basic frequency .uence f results from the equation f »Is (I- + Xp) · One of the two electrical lines 7 and θ provided on the output side of the inverter 5 leads to the subsoil electrode 9 and the other line 8 to the one preferably made of copper existing base plate The self-consuming electrode 9 consisting of the steel to be remelted is concentric to the water-cooled mold 11 ordered and dips with its lower end into the slag layer 12 floating on the formed molten metal 13 is melted, it is pulled out from the Sohlaokensohicht 12 and introduced into this new electrode 9 "to ZXL prevent ^ that during the just mentioned process of changing the electrode 9The on the molten metal 13 floating Sohlaoktnsohioht 12 is cooled and consequently ca solidifies ^ is the During this process, continuously flowing C ₀ auxiliary electrode 15 is provided. It is formed by several rods 15 arranged parallel to the electrode 9 and fastened in a bracket ring 16, the lower ends of which also dew into the base tube 12 from the positive pole öleioho>

n> stromsystems führt ei&e elektrische Leitung 18 iu einem Sohaltkontak&t und vom Minuspol - eine elektrische Leitung 19 zu einem anderen Sohaltkontaki eines duroh ei ne elektrische Leitung 20 mit der Hilfselektrode 15 verbundnenen Sohaltera 17» Demgemäß kannn> stromsystems leads an electrical line 18 to a sohaltkontak & t and from the negative pole - an electrical line 19 to one other Sohaltkontaki one duroh an electrical line 20 Sohaltera 17 connected to the auxiliary electrode 15 can accordingly

' $ 1353/1353/z '$ 1353/1353 / z

die Hilfselektrode 15 mittels des Schalters 17 wechselweisemit den beiden Polen +,·- des Gleichstromsysteme verbunden werden» Wenn hiebe! ( fie in den Piguren 1 und 2 dargestellt) die Hilfselektrode 15 mit dem Pluspol + des Gleichstromsysteme verbunden ist"» so weist dieselbe pulsierend® positive Spannungen gegen über · der Bodenplatte tO und der Electrode 9 auf· Infolgedessen haben sowohl die Bodenplatte 10 als auch die Elektrode 9 nur negative Spannungen gegenüber der Hilfselektrode 15o Dies bedeutet, daß die Hilfselektrode 15 die Anode des elektrisch leitenden Schlackenbades darstellt^ an der in demselben (dUh« in der Sohlackensohioht 12 ) vorhandene negativ geladene Ionen.* wie beispielsweise Sauerstoffionen? ausgeschieden werden® falls sioh hingegen der Schalter 17 in seiner atriehlieris ctasgeetellten Stellung befindet ( und demgemäß die Hilfselektrode 15 mit dem Minuspol des Sieichstromsystems verbunden ist) stellt die Hilf s^ elektrode 15 die Kathode dar» an der im Sohlaokenbad (dah· in der Sohlackenachicht 12 ) vorhandene positiv geladene Iöne'np- wis ζ·Β· Metallionenp ausgeschieden werden® Infolgedessen, ist.es möglich, mittels der Hilfselektrode 15 die in der Söhlackenschioh-fe 12 auftretende metallurgische Reaktion maßgebend zu "beeinflu ss®n_r d»h· einerseits an der Hilfselektrode die Abscheidung von unar-=» wünschten Begleitstoffen (¹V Stahlbegleitern.¹¹) zu erreichen und" andererseits den Übergang von im gebildeten Stahlblock erwünachten Stoffen (ζ·Β» gewissen Metallen) in die Sohlaok© zu vermeM'en©the auxiliary electrode 15 can be alternately connected to the two poles +, · - of the direct current system using the switch 17. (As shown in Figures 1 and 2) the auxiliary electrode 15 is connected to the positive pole + of the direct current system "» so it has pulsating® positive voltages compared to · the base plate to and the electrode 9 · As a result, both the base plate 10 and The electrode 9 only has negative voltages compared to the auxiliary electrode 15o. This means that the auxiliary electrode 15 represents the anode of the electrically conductive slag bath from which negatively charged ions present in the same (ie in the slag bath 12), such as oxygen ions, are excreted If, on the other hand, the switch 17 is in its atrial position (and accordingly the auxiliary electrode 15 is connected to the negative pole of the electrical current system), the auxiliary electrode 15 represents the cathode of the one in the sole bath (then in the sole 12) positively charged ions'np- wis ζ · Β · metal ionsp are excreted® As a result, ist.es possible by means of the auxiliary electrode 15 in the metallurgical reaction occurring 12-fe Söhlackenschioh decisive to "influenced ss®n _r d» h · on the one hand to the auxiliary electrode, the deposition of unar- = "wished accompanying substances ⁽¹ V steel companions. ¹¹ ) and "on the other hand, to avoid the transition of substances (ζ · Β» certain metals) that have formed in the steel block into the Sohlaok ©

Pur die in fig· 4- dargestellt Anlage gilt folgendess Bar durch die zu eisern normalen Brehstromiietz gehörenden leitungen H,S, !S zugeführte Srehstrom ( mit der normalen Ättzfrtfcuena von a»B» 50 Hz) wird mittels des Drehstromtransfonaatora 21 auf eine wesentlich niedrigere gpannung transformiert· Yon der Sekundärseit© des Drehstrom-ferans» formators 21 führen ·· je nach'Ausführung äasselbaii «=» drei oder beispielsweise sechs Sauptl@it©r 22 uaii 4®s S-feesnpiuakt«» leitere 23 zu in dem Ihyristoreehxaak 24 Tantergefesaehten ShysiÄs^ Sätzen· Mit Hilfe der meohanieoh. od@r elektronisch.' "betätigten. Steuerung 25 und der Ihyristorsätsa wird dar angeführte . ärel«=» "bzw* seohsphaäige Drehstrom in einen, Äinphasenstsom umgeriohte.t₉ For the system shown in fig. 4-, the following applies. The three-phase current supplied by the normal three-phase current network belonging to the iron normal three-phase network (with the normal etching rate of a »B» 50 Hz) is reduced to a significantly lower level by means of the three-phase transformer 21 voltage transformed · From the secondary side © of the three-phase ferans »formator 21 lead ·· depending on the 'design äasselbaii« = »three or for example six Sauptl @ it © r 22 uaii 4®s S-feesnpiuakt« »lead 23 to the Ihyristoreehxaak 24 Tantergefesaehten ShysiÄs ^ sentences · With the help of meohanieoh. od @ r electronically. '"actuated. Control 25 and the Ihyristorsätsa is is mentioned. AEREL" = "" or * seohsphaäige phase current in one, Äinphasenstsom umgeriohte.t ₉

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Γ 1353/1353/Ζ - 7 -Γ 1353/1353 / Ζ - 7 -

dessen Richtung sich periodisch ändert* Sowohl das Verhältnis der'Zeiten !.,,IL» während der dieser Einphasenstrom in positiver bzwo negativer Richtung fließt, als auch die Gruiidfrequenz f desselben ist mittels der Steuerung 25 veränderbare Hiebei ist die positive Stromrichtung ₉ durch den auf den gebildeten Stahlblock 33 weisenden Zählpfeil Z bestimmte "Von den '^hyristorsätzen führt eine elektrischewhose direction changes periodically * Both der'Zeiten the ratio!. ,, IL "during this single-phase flows in the positive bzwo negative direction, and the Gruiidfrequenz f thereof is by means of the control variable 25 Hiebei the positive current direction ₉ is defined by the at the formed steel block 33 pointing counter arrow Z certain "Of the '^ hyristorätze leads an electrical

j.j.

Leitung 26 zu der abschmelzenden Hauptelektrode 28 und eine zweite Leitung 27 zu der vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Bodenplatte 29o Die aua dem umzuschmelzenden Stahl bestehende, sich selbst verzehrende Elektrode 28 ist konzentrisch zu der wassergekühlten Kokille 3o angeordnet und taucht mit ihrem unteren Ende in die auf der gebildeten Metallschmelze 32 schwimmende Schlackensohichte 31 ein» Der durch den ümschmelzvorgang in der wassergekühlten Kokille'30 gebildete erstarrte Stahlblock 33 ruht auf der Bodenplatte 29 auf« Die elektrische Spannung U, welche die abschmelzende Elektrode 28 gegenüber dem gebildeten Stahlblock 33 aufweist, ändert sich mit der Zeit t in der aus Fig» 3 ersichtlichen Weise*Line 26 to the main consumable electrode 28 and one second line 27 to the base plate 29o, which is preferably made of copper. The self-consuming electrode 28 is arranged concentrically to the water-cooled mold 3o and is also immersed its lower end into the slag layer 31 floating on the formed metal melt 32. The result of the smelting process solidified formed in the water-cooled Kokille'30 Steel block 33 rests on the base plate 29 on «The electric The voltage U, which the melting electrode 28 has in relation to the steel block 33 formed, changes with it the time t in the manner shown in Fig. 3 *

Im Gegensatz zu den beim Elektroschlackenumsohmelzen bekannten Arbeitsweisen ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren für jeden beim Elektroschlacken-umschmelzen von Metallen vorkommenden Fall besonders günstige Verhältnisse sowohl in bezug auf die Abschmelzleistung als auch im Hinblick auf die metallurgischen Eigenschaften des umgeschmolzenen Metalles zu erzielen* Der hiefür erforderliche bauliche Aufwand und infolgedessen auch die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Anlagen sind verhältnismäßig gering· ®±n weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlagen besteht darin, daß diese ohne weiteres auch mit, die normale Netzfreq,uenz aufweisendem Drehstrom betrieben werden können, wctbei alle drei Phasen des benutzten Drehspannungssystem vollkommen symmetrisch belastet werden· Gegenüber den bekannten , mit Wechsel-oder Drehstrom betriebenen Anlagen zum ^lektroschlackenümschmelzen von Metallen bietet das erfindungsgemäße Verfahren außerdem den sehr beträchtlichen Vorteil, daß sich bei ihm wesentlich höhere Leistunga·In contrast to the working methods known in electro-slag remelting, the method according to the invention enables particularly favorable conditions to be achieved both in terms of the deposition rate and in terms of the metallurgical properties of the remelted metal for every case that occurs during electroslag remelting effort and consequently, the cost of construction of the invention are relatively low · ® ± n another advantage of the systems according to the invention is that it easily with the normal Netzfreq, uence aufweisendem three-phase can be operated wctbei perfectly all three phases of the three-phase system used are symmetrically loaded · Compared to the known, with alternating or three-phase current operated systems for ^ lektroschagenumschmelzen vonmetals, the inventive method also offers the very considerable advantage that it can be i him much higher performance

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faktoren cos / erzielen lassen. Dies ist darauf zurückzuführen, da/3 der in dem Einphas ens tr oinkre is , in welchem sich die abzuschmelzende Elektrode befindet, auftretende induktive Spannungsabfall verhältnismäßig sehr gering ist, wenn in diesem Stromkreia mit G-rundfreq.Uenzaogearbeitet wird, die wesentlich kleiner als die normale Netzfrequenz , ZoB· 5 - 10 Hz sind*factors cos / can be achieved. This is due to the fact that / 3 which is in the one-phase drinking circle in which the to be melted Electrode is located, the inductive voltage drop that occurs is proportionate is very low if in this circuit with G-Rundfreq.Uenzao is worked, which is much smaller than the normal mains frequency, ZoB 5 - 10 Hz are *

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Claims

F 1-3 53/13? -9-

• Claims

1 «Process for the electrical smelting of metals, especially of steels. the direction of the electrical flowing through the electrode to be melted Current changes periodically, thereby marked-leaning, ■; · that supplied three-phase or alternating current in a periodic his Direction-changing current whose basic frequency (f) differs from the frequency of the supplied rotary or »alternating current, redirected and the redirected current through the respective to be melted Electrode is conducted »

2 · A method according to Anspruoh I ₉ characterized in that both the ratio of the times (Qi _1,? E ₂₎ t during which the jeweilEjdbzuschmelzende electrode alternately to the positive or _e ι negative pole forms, as well as the fundamental frequency of the current flowing through it the electric current can be changed if necessary «

3 · The method according to claim 1, characterized in that the fundamental frequency (f) of the electrical current flowing through the electrode to be melted is below the mains frequency and ζ · Β # 5 - 10 Hz,

4. The method according to claim 1, characterized in that aioh differs from 1 the ratio of the times during which the electrode to be melted _{forms the positive nzw 0} negative pole

5 · Plant for carrying out the process according to claim I _8, which is fed by a rotary voltage system, characterized in that rectifiers (2) ζ · Β _ο selenium-dry rectifiers or controllable rectifiers such as thyristors and a variable frequency converter (5), preferably a! thyristor are provided, with a rectifier (2) in each of the three phases of the three-phase voltage system and each rectifier (2) being connected to one input terminal and the star point (A) of the rotary valve system to the other input terminal of the inverter (5).

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6 β system according to claim. 5 »characterized in that the switches (S ₁ ", Sj) of the inverter (5) connected to the electrode (9) to be melted off are in close proximity to the electrode (9) and those with the base plate (10) or the mold connected switches (Sp, S,) of the inverter (5) are arranged near the base plate (10) or »the mold»

7o plant according to claim 5, ^m i "t an auxiliary electrode, characterized in that one or more electrical lines (18, 19 and 20) are provided by which the auxiliary electrode (T5) nit the positive and / or negative (+ or ,, -) of the inverter (5) feeding direct current system can be connected »

8e system according to claim 7, characterized that from the positive pole (+) an electrical line (18) to a switching contact and from the negative pole (-) an electrical line (19) to another sohaltkontakt a by an electrical line (20) with the auxiliary electrode (15) Terbundeneri switch (17) leads

9 * plant for carrying out the method of claim 1, which is fed by a three-phase voltage system, characterized g β - indicates that of the example _e three- or six-phase phase voltage system Thyristoraätze are connected to the main conductor (22) and the neutral conductor (25), which convert the three-phase current into a single-phase current, the direction of which changes periodically, and that the electrode (28) to be melted is connected to the single-phase circuit (26, 28, 31, 32, 33, 29, 27).

10. Plant according to claim 9, for performing the method according to claim 2, characterized in that one adjustable, mechanically or electronically operated control (25) is provided, which interacts with the thyristor etching

(Jebr.Böhler & COo Aktiengesellschaft Ptt

909846/0.621909846 / 0.621