DE1932763A1

DE1932763A1 - Einrichtung zur Durchfuehrung des Elektroschlackenraffinierverfahrens

Info

Publication number: DE1932763A1
Application number: DE19691932763
Authority: DE
Inventors: Thomas Sten William
Original assignee: Fagersta Bruks AB
Current assignee: Fagersta Bruks AB
Priority date: 1968-06-27
Filing date: 1969-06-27
Publication date: 1970-01-08
Also published as: DE1932763B2; DE1932763C3; FR2011738B1; FR2011738A1; AT301061B; GB1265558A; SE332833B

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF 19*3 77.fi

PATENTANWÄLTE* I 3 O Z /" O

8 MÜNCHEN 2, HILBLESTRASSE 2O

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stopf, 8 München 2, Hllbleslraße 20 Unser Zeichen VI/Ga 18 637 -Dahin

2 7. Juni

Anwaltsakten-Nr. 18 637

FAGERSTA BRUKS AKTIEBOLAG Fagersta/Schweden

Einrichtung zur Durchführung des Elektroschlakkenraffinierverfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur durchführung des Elektroschlackenraffinierverfahrens, insbesondere auf eine Kokille zum Erschmelzen von üohblöcken aus Metallegierungen, insbesondere aus legierten Stählen im Elektroschlackenraf f inierver fahr en.

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Wenn auch die Erfindung insbesondere dann, wenn die Anforderungen hoch sind, zur Erzeugung von Hohblökken aus niedrig legierten Stählen geeignet ist, so eignet sie sich jedoch insbesondere zur Erzeugung von hochlegierten stählen. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung bei der Erzeugung von legiert.en Stählen, deren Warmverformung Schwierigkeiten bereitet..

Es ist bekannt, daß Stahl- und Metallegierungen durch Umschmelzen in einem Schlackenbad, das durch elektrischen Strom erwärmt wird, raffiniert werden können. Dieses Verfahren ist unter der Bezeichnung "Elektroschlackenraffinierverfahren" oder "Elektroflußverfahren" bekannt. Dabei wird durch Schmelzen einer verbrauchbären Elektrode in einem warmen Schlackenbad ein Rohblock in einer wassergekühlten Kokille aufgebaut. Die für das Schmelzen erforderliche Wärme wird durch die Widerstandserhitzung der Schlacke erzeugt, wobei Niederspannungsgleichstrom oder -Wechselstrom verwendet wird. An der gekühlten Kokillenwand bildet sich eine Schlackenschicht, die isolierend wirkt. Die Zusammensetzung des Schlackenbades in der Kokille wird je nach dem gewünschten Raffiniereffekt und dem zu erzeugenden Stahl oder Legierungstyp festgelegt. Die beim Schmelzen der

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verbrauchbaren Elektrode entstehenden' Metalltropfen werden beim Durchgang durch die Schlacke raffiniert, und es entsteht ein seigerungsfreier gleichförmiger Rohblock. Bei diesem bekannten Verfahren geht man von einer Elektrode mit der erwünschten Zusammensetzung aus, die in einer Kokille mit gegenüber der Elektrode größerem Querschnitt, gewöhnlich dreimal so großem Querschnitt, umgeschmolzen "wird»

Uer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kokille der eingangs umrissenen Art in verschiedenen Hinsichten zu verbessern.

uie Einrichtung gemäß Erfindung ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die wassergekühlte Kokille doppelwandig ausgebildet ist und einen die Aussenabmessungen des zu erzeugenden Rohblocks bestimmenden unteren Bereich hat, in welchem der Inrienquerschnitrt der Kokille höchstens gleich dem Querschnitt der verbrauchbaren Elektrode ist. üabei geht dieser untere Bereich in einen, sich nach oben vorzugsweise konisch erweiternden mittleren Bereich über, der wiederum in einen erweiterten,oberen Bereich übergeht.

Die Ausbildung gemäß der Erfindung bietet eine Mehrzahl wesentlicher vorteile gegenüber den Vorrichtungen

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mit den bisher bekannten Kokillen. Durch die, Erfindung wird der Herstellungsaufwand für die Elektrode wesentlich verringert, da die Elektrode grob; und verhältnismäßig kurz ist. Ferner wird eine Querschnittsreduktion von Elektrode zu Rohblock in geschmolzenem Zustand bewirkt. Diese QuerβοΙιηΐΐΐΒΓβαμ^Ιοη kann eine erhebliche Größe annehmen. Bei den bisher⁴bekannten Verfahren wird - wie oben bereits dargelegt demgegenüber nicht mit einer QuerSchnittsverringerung» sondern mit einer Querschnittsvergrößerung gearbeitet, die gewöhnlich eine solche auf das Dreifache ist. Durch die gemäß Erfindung bewirkte Quersciini/fctsver- : rainderung wird der Umfang der,anschließenden Warmverformung wesentlich verringert. Ebenfalls wird hierfür der teclinische Aufwand -verringert. Da der ^v;;." Rohblock einen verhältnismäßig geringen Querschnitt' hat, läßt er sich durch Warmverformung (Walzen» : Schmieden und dergleichen) zu geringeren Abmessungen (Bandmaterial j Stabs tahl, 'viälzdraht) verformen. Auch" wird die Ausbeute erheblich größer, als wenn man von den früher hergestellten gröberen RohblÖcken aus- · geht-. : .'. ■"'"..- . ■■" ■'-■-■- ;;:;. - . ■ / "_; λ . ^? "■"■, ; ^;"^; .;-.'■"

Nachfolgend wird ein Ausftilirungsbei spiel der Erf in- ■ dung zur besseren· Erläuterung derselben anhand der >ν beigefügten Seitelinung, bescHrieberi. -'::'' " " \ \ . ■"',..

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Uie Zeichnung stellt schematisch die wesentlichsten Teile" einer Vorrichtung gemäß Erfindung dar. ,

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird.auf der Grundplatte 1, die vorzugsweise wassergekühlt ist, ein Hohblock 2 allmählich aufgebaut. Die wassergekühlte Kokille 3 besitzt einen unteren Bereich 3'» in welchem der Rohblock geformt wird. An diesen Bereich schließt sich ein vorzugsweise konischer Zwischenbereich 3" an, der'in einen erweiterten oberen Bereich 3'" für die Schlacke übergeht< > Eine Elektrode 4 taucht etwas in das flüssige Schlackenbad 5 ein. Eine Stromquelle 6 "ist.,- wie schematisch angedeutet r an die Elektrode 4 und die Grundplatte 1-angesehlossen,. Zur Herstellung von Rohblöbken gewünschte^. I^änge sind.diö Kokille und der: Rohblock ; relativ zueinander vertikal⁵beweglich, öiese Bewe- : . gung' kann durch Absenken der*·Grundplatte oder An- "■ heben der Kokilier bewirkt^ worden ο Die realtive Bewe- |

gungsgeschWiridigkeit von. Kokille un4;Grundplatte . "-

gegeneinander muß so eingeregelt werden, daß sie I gleich der Erstarrungsgeschwirtdigkeit. des Rohblockes 5 in dessen Längsrichtung ist*;

Innenquerschnitt.im unteren Bereich der Kokille wird je nach dem gewünschten Rbhblöckquecschnitt

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(rund, vierkantig, rechteckig usw. ) gewählt. JJer IiineiLquerschnitt im oberen iiereich, der Kokille ist in bekannter Weise der Elektrode angepaßt. Die. Elektrode ist am besten an einen Halter angeschweißt, welcher an die Anschlußeinrichtung fur die stromzuführung paßt . ;.■■ ·-"·■-.".

Durch die Wasserkühlung wird eine dünne £> chi ac kenschicht an der Innenoberfläche der Kokille gebildet.: Diese Schicht ist wärmeisolierend und schützt die Kokille gegen das Anhaften von ujtahl bzw.' Metall.-..-

j Um zu vermeiden, daß Stahl- oder Metal!troffen auf die Schlacke an den schräg verlaufenden Innenvandteilen des Zwisehenbereichs der Elektrode sänken und; dprti steckenbieit»ön._f kann der. Of en mit einer elektromagnetischen in der Zeichnung nicht dargestellten Einrichtung versehen werden* welcheι den von; der Elektrode nach unten sinkenden Tropfenfluß. einschnürt, so daß die \Stahl-- oder^ .Metalltrppf en nur in dem Bereich niedergehen, der von dem unteren inneren Bereich der Kokille begrenzt ist.

Als Beispiel sei erwähnt, daß eine im-Betrieb befindliche konventionelle Anlage zur·Durchführungdes Elektroschlackenraffinierverfahrens mit einer

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Runäeiektrode von 90 nun Durchmesser und einem runden Rohblock von ""'IjJ-O tarn Durchmesser Arbeitet. Dabei ver-. hält öich die Läiige der Elektrode zu der d_es erzeugten Böhiblöcks wie 2,8 s 1, Eine entsprechende Anlage gemäß Erfindung, die; mit einer, runden Elektrode von 150 nun Durchmesser ^un<* einem/Durchmesser von 100 nun des runden Rohblockes arbeitetY ergibt ein Verhältnis von Elektrodenlänge zu RoliblOcklänge von rund 0,45

·- Patehtansprüche -

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Claims

- 8 -...ι- .■■■.-.■■.:. Patentansprüche: .

1. Kokille zur Erzeugung von Rohblöcken aus Metallegierungen, insbesondere aus Stähl, im Elektroschlackenraffinierverfahren, vorzugsweise zur Urzeugung von Rohblöcken aus höchlegiertem iätahl und solchen legierten Stählen, die schwer warmverformbar sind, wobei der JRohblock in einer wassergekühlten vertikal angeordneten Kokille aufgebaut wird, wobei eine verbrauchbare Elektrode in einem warmen Schlaekenbad geschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die wassergekühlte Kokille 3 doppelwandig ausgebildet is,t und einen die Außenabmessung des zu erzeugenden Kohblocks 2 bestimmenden unteren Bereich. 3' hat, dessen innerer Querschnitt höchstens gleich dem Querschnitt der verbrauchbaren Elektrode 4 ist, wo- . bei der untere Bereich in eineri sich nach oben vor-, zugsweise konisch erweiternden Zwischenbereich 3" übergeht, der wiederum in einen erweiterten oberen Bereich 3"' übergeht.

2. Kokille nach Anspruch 1, daäurcli .gekennzeichnet;, daß die InnenquerschnittSflache des unteren Bereiches 3* dwr Kokille höchstens das 0,7-fache der . Querschnittsflache der Elektrode. 4 beträgt.

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3· Kokille nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenquerschnittsflache des unteren Bereiches 3¹ der Kokille höchstens das 0,5-fache der Querschnittsflächu der Elektrode 4 betrage.

4. Kokille nacu einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,, daß die Kokille 3 und der Rohblock zur Erzeugung von Rohblöcken in einer gewünschten Länge relativ zueinander in Längsrichtung des"Rohblockes bewegbar sind.

5. Kokille nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet_s daß die Kokille 3 beweglich ist..

6. Kokille nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet,

daß der Rohblock 2 beweglich ist»;

7» Kokille nach einem der ÄnspffücRe 1 bis 6'_s dadurch gekennzeichnet_r daß der obere Bereich 3·"'- nnd/odur der mittlere Bereich 3¹¹S vorzugsweise der mittlere Bereich 3"s pit einer elektromagnetischen Anordnung ' versehen ist, welche den Tropfenflüß von d«r Elektrode 4 nach unten einschnürt, so daß die Tropfen lediglich j in den Querschnittsbereich fallen, der vom unteren Bereich 3^! der Kokille umgeben ist.

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L e e F s e i i e