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Transportsäule in Anlagen zum Elektrosohlackenumschmelzen von Metallen,
insbesondere von Stählen Die Erfindung betrifft eine Transportsäule für Elektroden-,
Kokillenhubwagen und/oder dergleichen in Anlagen zum Elektroschlackenumschmelzen
von Metallen, insbesondere von Stählen, längs der eine aus dem umzuschmelzenden
Material bestehende Abschmelzelektrode und/oder eine Kokille und/oder eine zum Warmhalten
der gebildeten Metallschmelze dienende Hilfselektrode und/oder die vorzugsweise
aus Kupfer bestehende Bodenplatte, auf welcher der durch den Umschmelzvorgang gebildete
Stahlblock aufliegt, gemeinsam- mit je einem Hubwagen, vorzugsweise mit Hilfe je
eines Seilzuges verstellbar ist bzw. sind.
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In den bekannten Anlagen zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen
sind die flüssigkeitsgekühlte Kokille und die Abschmelzelektrode an Hubwagen befestigt,
die sich vorzugsweise mit Hilfe von Seilzügen auf einer am Boden stehenden, fix
angeordneten Säule in vertikaler Richtung verschieben lassen.
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Weitere ist es bekannt, in solchen Anlagen sogenannte Hilfe elektroden
zu verwenden, die zum Warmhalten der gebildeten Metallschmelze dienen. Wenn nämlich
bei dem Umschmelzprozeß eine Abschmelzelektrode durch die Wärmeentwicklung des aus
ihr austretenden elektrischen Stromes bis auf ein kurzes Reststück abteschmolzen
ist, so muß dieses durch Hochheben des Abschmelzelektroden-lIubwagens aus der Kokille
gezogen und gegen eine nelle Abschmelzelektrode ausgetauscht werden. Dieselbe wird
sodann durch Senken des Abschmelzelektroden-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 Hilfselektrode
geleitet. Die bekannten Hilfselektroden umgeben die jeweils eingebaute Abschmelzelektrode
und sind z.B. nach einer Schraubenlinie gewunden oder rohrartig ausgebildet. Wenn
man die bekannten Anlagen zum Elektroumschmelzen von Metallen in großen Dimensionen
ausführt, so ergibt sich der Nachteil, daß die die Abschmelzelektrode umgebende
Hilfselektrode und auch die unterhalb der Abschmelzelektrode befindliche Kokille
beim Ausbau des jeweiligen Reststückes der Abschmelzelektrode und beim hierauf erfolgenden
Einbau einer neuen Abschmelzelektrode sehr störend sind und infolgedessen den Wechsel
der Abschmelzelektroden beträchtlich erschweren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Säule zu schaffen,
bei welcher dieser Nachteil vermieden wird. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß bei
einer Säule der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Säule in horizontaler
Richtung verschiebbar ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Säule
ist diese an einer fahrbaren Kranbrücke oder dergleichen hängend angeordnet.
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Nachstehend-wird die erfindungsgemäße Säule in einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert, das in der Zeichnung schematisch abgebildet ist. Es zeigen: Fig.
1 eine Anlage zum Elektroschlackenumschmelzen von Stahl mit der erfindungsgemäßen
Säule in Ansicht und. Fig. 2 in Draufsicht.
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Die einen zylindrischen Innenmantel 1i 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 dem auf der Seiltrommel
41 aufwickelbaren Drahtseil 40 gehalten. Die an ihrem oberen Ende eine Verlängerungsstange
51 aufweisende zylindrische Abschmelzelektrode 50 ist an dem an der beweglichen,
ebenfalls im Querschnitt quadratischen Säule 70~vorgesehenen Abschmelzelektrodenhalter
60 hängend angeordnet. Dessen Arm 61
weist an seinem der Säule 70
abgewandten Ende einen Längsschlitz 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 Abschmelzelektrode 50 verhindert.
Weiters ist auf beiden Seiten des Schlitzes 62 je eine 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 den beiden U-Trägern 82 der Kranbrücke 30 fest verbunden und hängt
von dieser frei herab. Der Abschmelzelektrodenhalter 60 wird von den auf seinen
beiden Seiten angeordneten, auf je eine Seiltrommel 91 aufwickelbaren Drahtseilen
90 gehalten. Diese laufen um je eine am Abschmizelektrodenhalter 60 drehbar gelagerte
Seilrolle 64. Das eine Ende des jeweiligen Drahtseiles 90 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 Wellenstummel 93 des auf der
Kranbrücke 80 angeordneten selbsthemmenden Getriebes 92 befestigt. Die Höhenlagen
des Abschmelzelektrodenhalters 60 und der an diesem hängenden Abschmelzelektrode
50 lassen sich mit Hilfe des ebenfalls auf der Kranbrücke 80 vorgesehenen Elektromotors
96 verstellen, der über die elastische Kupplung 95 mit der Antriebswelle 94 des
Getriebes 92 verbunden ist.
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Um zu erreichen, daß sich der Abschmelzelektrodenhalter 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,
die 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-Trägern 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-Getriebemotors 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 92 und die beiden
Seiltrommeln 91 das Hubwerk der Kranbrücke 80.
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Die zu der dargestellten Anlage gehörende Hilfselektrode 110 wird
von sechs parallel zAr Abschmelzelektrode 50 in dem Haltering 112 angeordneten Stäben
111 gebildet, die entweder aus einem einen höheren Schmelzpunkt als die Abschmelzelektrode
50 aufweisenden Material (wie Graphit, Wolfram oder Molybdän) oder aus dem gleichen
Material (Stahl) wie die Abschmelzelektrode 50 bestehen. Die Stäbe 111 sind an den
auf der Oberseite des Halteringes 112 vorgesehenen Klemmen 113 mit Hilfe 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.
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Während des Abschmelzvorganges der Abschmelzelektrode 50 werden die
Höhenlagen derselben und der Kokille 10 so verstellt, daß einerseits die Abschmelzelektrode
50 in die auf der Metallschmelze schwimmende (zur Reinigung und Abschirmung des
abgeschmolzenen Stahls dienende) Schlackenschichte 54 eintaucht und hiebei 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 1150 zu dem
Wechselschalter 131, von dem je eine elektrische Leitung 132 bzw. 133 zu der Verlängerungsstange
51 der Abschmelzelektrode 50 und dem Haltering 112 der Hilfselektrode 110 abzweigt9
wogegen der andere Pol der Stromquelle ebenfalls über eine elektrische Leitung 134
mit der vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Bodenplatte 135 auf welcher der durch
den Umschmelzvorgang gebildete Stahlblock 53 aufliegt - verbunden ist0 Diese ist
durch eine Zwischenplatte 136 gegenüber dem Boden elektrisch abisoliert. Solange
die Abschmelzelektrode 50 in die Schlackenschichte 54 eintaucht, , ist der Wechselschalter
131 so eingestellt, daß der Stromfluß über die elektrische Leitung 132 zu der Abschmelzelektrode
50 erfolgt und diese infolgedessen abschmilztO Wenn sodann das übrigbleibende Reststück
der Abschmelzelektrode 50 um Zwecke des Elektrodenwechsels aus der Kokille 10 gezogen
werden muß, wird der Wechselschalter 131 vorzugsweise automatisch umgeschaltet und
gelangt hiedurch in seine strichliert angedeutete Stellung. Gleichzeitig wird der
Hilfselektrodenhalter 115 so weit nach abwärts bewegt9 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 Hilfe
elektrode 110. Dies hat zur Folge, daß die Hilfselektrode 110 die Metallschmelze
warm hält, wobei die Stäbe 111 abschmelzen, wenn sie aus dem gleichen Material wie
die Abschmelzelektrode 50 bestehen.
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Sobald das Reststück der abgeschmolzenen Abschmelzelektrode 50 r.it
Hilfe des hubwerkes der Kranbrücke 80 aus der Kokille 10 gezogen ist und sich oberhalb
des Halteringes 112 der Hilfs elektrode 1 1 0 befindet, wird das Fahrwerk der Kranbrücke
EJ ir Funktion gesetzt und das Reststück der Abschmelzelektrode 50 an eine abseits
der Kokille 10 gelegene Stelle gebracht, an der es leicht möglich ist, dieses Reststück
vom Abschmelz@lek trodenhalter 60 abzunehmen und auf den Boden zu legen. Hierar
wird eine außerhalb der Kokille 10 und der Hilfselektrede 110 vorbereitete, vertikal
stehende Abschmelzelektrode 50 am Arm 61 des Abschmelzelektrodenhalters 60 eingehängt
Die neue Abschmelzelektrode
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 wiederholte Der Vollständigkeit halber ist noch anzuführen, daß die Kobrille
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.
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Sobald das Kühlwasser diesen Hohlraum 13 von oben nach unten durchströmt
hat, wird ee durch die am Außenmantel 12 und in der Seitenwange 1 7 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.
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Weiters ist darauf hinzuweisen, daß auch der Kokillenhubwagen 20 und
der Hilfselektrodenhalter 115 in analoger Weise wie der Abschmelzelektrodenhalter
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 Koki es
Hubwagen 20 und der HilBselektroden halter 110 leick-ier auf der zugehörigen Säule
30 in verti kaler Richtung verschieben lassen Der Abschmelzelektrodenhalter 60 sowie
der Hilfselektrodenhalter 115 stellen Hubwagen dar, die mit Hilfe von Seilzügen
längs der Säulen 70 und 30 in vertikaler Richtung verstellbar sind0 Bei der soeben
beschriebenen Anlage ist die Säule 50 - auf der die Kokille 10 gemeinsam mit dem
Kokillenhubwagen 20 sowie die Hilfselektrode 110 gemeinsam mit dem Hilfselektrodenhalter
115 verschiebbar sind - am Boden befestigt. Es ist jedoch auch möglich, die eben
angeführten Teile an einer fahrbzren Kranbrücke befestigten Säule anzuordnen.
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Ferner sei darauf hingewiesen, daß anstelle der Kokille die vorzugs@eise
aus Hupfer bestehende Bodenplatte - auf welcher
der durch den Umschmelzvorgang
gebildete Stahlblock aufliegt -gemeinsam mit einer Halterung auf der gegenständlichen
Stäule verstellbar angeordnet werden kann.
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Natürlich eignet sich die erfindungsgemäße Säule auch für solche Anlagen
zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen, die keine Hilfselektrode aufweisen.
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In vielen Bällen ist es vorteilhaft, in Anlagen mit einer Kokille
zwei der gegenständlichen Säulen anzuordnen, auf denen sich je ein Abschmelzelektrodenhalter
befindet, wobei die Armteile dieser beiden Elektrodenhalter einander zugekehrt sind.
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Dadurch ist es möglich, nacheinander Abschmelzelektroden wechselweise
mittels der beiden Abschmelzelektrodenhalter in die Kokille einzubringen.
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Gegenüber den bekannten der in Anlagen zum Elektroschlackenumschmelzen
von Metallen vorgesehenen Säulen bietet die erz in dungsgemäße Säule den wesentlichen
Vorteil, daß es bei ihr sehr einfach ist, den Wechsel der Hauptelektrode und gegebenenfalls
auch der Hilfselektrode durchzuführen, und zwar auch dann, wenn die erfindungsgemäße
Anlage in besonders großen Dimensionen ausgeführt wird. Ein weiterer Vorteil der
erfindungsgemäßen Säule besteht darin, daß es mit ihr möglich ist, die Abschmelz
elektroden über größere Entfernungen zu der Kokille hin zu transportieren.