DE1964052A1

DE1964052A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen,insbesondere von Staehlen

Info

Publication number: DE1964052A1
Application number: DE19691964052
Authority: DE
Inventors: Adolf Dipl-Ing Schneidhofer
Original assignee: Vereinigte Edelstahlwerke AG; Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Vereinigte Edelstahlwerke AG; Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1969-09-18
Filing date: 1969-12-22
Publication date: 1971-04-01
Also published as: SE356074C; YU33696B; AT295061B; YU243976A; ZA706386B; PL71106B1; CH545851A; FR2061783B1; SE356074B; CA943769A; DE1964052C3; CS172864B2; DE1964052B2; YU41055B; FR2061783A1; GB1263014A; YU230970A

Description

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Gebr. Böhler & Co. Aktiengesellschaft in Wien

Verfahren und Vorrichtungen zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen, wobei unter einer Schlackenschicht eine oder mehrere aus dem umzuschinelzeiiden Metall bestehende Elektroden infolge der Wärmeentwicklung des durch sie hindurchgeleiteten elektrischen Stromes nacheinander in einer flüssigkeitsgekiihlten Kokille abgeschmolzen werden und die Metallschmelze in der Kokille zu einem festen Block erstarrt, der aus ihr austritt und Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei den bekannten Verfahren der eben angeführten Art sind die aus der Kokille austretenden erstarrten Blöcke unmittelbar mit der Atmosphäre in Berührung· Infolgedessen wird noch während des UmschmeIzvorganges der jeweilige Block an seinem unteren Ende von der ihn umgebenden Luft stark abgekühlt, sobald er eine größere Länge erreicht hat· Diese starke Abkühlung der Blöcke bewirkt, daß in ihnen, falls sie aus wariarißempfindlichen Stahlsorten bestehen, Abkühlungsspannungsrisse entstehen» Aus anderen Stahlsorten bestehende Blöcke dürfen, selbst wenn sie unmittelbar nach dem Umechmelzvorgang zur weiteren Verarbeitung in die Schmiede gebracht werden, wegen ihrer niedrigen Temperatur nicht sogfeich in einen normalen Auffange·«· ofen gebracht werden, um daa Entstehen von Anwärinspannungsriseen in den Blöcken zu vermeiden, üie Blöcke müssen vielmehr vorher noch in einem eigenen Ofen vorsichtig angewärmt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angeführten Nachteile zu vermeiden. Erfindungagemäü wird dies bei einem Verfahren der eingange genannten Art dadurch erreicht} daß der aus der Kokille austretende Block warm gehalten und/oder beheizt wird. Bei der Herstellung von Stahlblöcken nach diesem Verfahren ist dies vorteilhaft, wenn die Temperatur des aus der

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Kokille austretenden Blockes über ca» 500⁰C gehalten wird. Hiedurch können auch bei den mit ausscheidungsfördernden Metallen vie Nickel-, Molybdän- und Vanadin-legierten Stählen Fhasenausscheidungen vermieden werden, die schädliche Spannungen verursachen. Nachstehend wird das gegenständliche Verfahren an zwei zu seiner Durchführung dienenden erfindungsgemäßen Vorrichtungen eingehend erläutert, die in der Zeichnung scheinatisch dargestellt sind ο

Fig. 1 zeigt die eine Vorrichtung im Längsschnitt, Fig. 2, die in Fig. 1 enthaltenen zweiteiligen Binge 40 in Draufsicht und Fig., 3 die'andere Vorrichtung im Längsschnitt.

Für die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung gilt folgendes: Die aus dem umzuschmelzenden Stahl bestehende, sich selbst verzehrende Elektrode 10 ist konzentrisch zur zylindrischen Gießformwänd 21 der wassergekühlten Kokille 20 angeordnet und taucht mit ihrem unteren Ende in die auf der gebildeten Metallschmelze 12 schwimmende Schlackenschicht 11 ein« Der durch den Umschmelzvorgang in der wassergekühlten Kokille 20 gebildete erstarrte Stahlblock 13 ruht auf der horizontal angeordneten, vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Bodenplatte 32 auf. Von dem einen Pol der benutzten (nicht dargestellten) Stromquelle (z.B. Sekundärwicklung eines Transformators) führt eine elektrische Leitung 30 zu der Elektrode 10, wogegen der andere Pol der Stromquelle ebenfalls durch eine elektrische Leitung 31 mit der Bodenplatte 32 verbunden ist. Während des Abschiue Iz vor gariges der Elektrode 10 wird die Höhenlage derselben und der Kokille 20 mit Hilfe von (nicht dargestellten) Seilzügen so verstellt, daß einerseits die Elektrode 10 in die auf der Metallschmelze 12 schwimmende (zur Reinigung und Abschirmung des abgeschmolzenen Stahles dienende) Schlackenschicht 11 eintaucht und hiebei ihr Ende den gewünschten Abstand vom Spiegel der Metallschmelze 12 aufweist und andererseits - außer während der Anfangsphase des Abschmelzvorgaages - die Lage dieses Spiegels relativ zur Kokille 20 unverändert bleibt. Sobald hiebei der Abstand zwisehea Kokille 20 und Bodenplatte 32 etwas größer als die Höhe h der zweiteiligen wärmeisolierenden Binge 40 ist, werden die beiden Hälften eines dieser Binge 40 so um den aus der Kokille 20 ausgetretenen Teil des erstarrten Blockes 13 gelegt, daß sie sich an ihren Stirnseiten 41 berühren. Wenn sich der eben erwähnte Abstand um die Höhe h vergrößert hat, werden auf den den Block 13 umgebenden Bing die beiden Hälften eines weiteren Binges 40 gelegt und so fort· Die Hälften der Binge 40 weisen je «inen vorzugsweise aus Stahlblech bestehenden

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Mantel 42 auf, der mit einem wärmeisolierenden Stoff 43, z.B. Asbest, gefüllt ist. Um das Aufbringen und Entfernen der Ringe 40 leicht durchfuhren zu können, sind deren Hälften an ihren Außenseiten mit je zwei Handgriffen versehen.

Die in Fig. ό dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der eben beschriebenen Vorrichtung vor allem dadurch, daß anstelle der zweiteiligen Ringe 40 unterhalb der Kokille 20 mehrere teleskopartig ineinandergehende wärmeisolierende Rohrteile 50 vorgesehen sind. Die Kokille 20 und die Rohrteile 50 weisen an ihren unteren Enden auf der Außenseite je einen Bund 22 bzw. 53 auf. Ah innersten Rohrteil 50 ist ein vorzugsweise zweiteiliger Ring 52 mit Hilfe von Schraubenbolzen 51 und Muttern 51' befestigt, der sich an der Oberseite dieses Rohrteiles 50 befindet und gegenüber ihüi etwas nach innen vorsteht. Außer dem eben erwähnten inneren Rohrteil 50 ist jeder Rohrteil 50 an seinem oberen Ende auf der Innenseite mit einem Absatz 54 versehen. Bei der Aufwärtsbewegung der Kokille 20 kommt der an ihr vorgesehene Bund 22 am Ring 52 und je ein Bund 53 an einem Absatz 54 zum Anliegen» Nach Beendigung des Umschnielzvorganges wird der innerste Rohrteil 50 von der Kokille 20 durch Abschrauben des Ringes 52 getrennt und der erstarrte Block wegtransportiert. Während des UmschmeIzvorganges werden die Rohrteile 50 von der Kokille 20 hochgehoben. Die Rohrteile 50 sind hohl ausgeführt und mit einem wärmeisolierenden Stoff 55, z.B. Asbest, gefüllt.

Die Hälften der wärmeisolierenden Ringe 40 bzw. die Rohrteile 50 können überdies mit elektrischen iieizstäben 45 bzw. 56 versehen sein, die es gestatten, den aus der Kokille 20 austretenden erstarrten Block 13 zusätzlich noch zu beheizen.

Eine Beheizung des aus der Kokille austretenden Blockes kann jedoch auch mit Hilfe von denselben umgebenden ringförmigen Gasbrennern erfolgen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich auch bei der Herstellung besonders langer Metallblöcke, die an früherer Stelle erwähnten Spannungsrisse mit Sicherheit vermeiden, ohne daß zur Vermeidung von Anwärmspannungsrissen eigene Anwärmöfen erforderlich sind. Falls nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Stahlblöcke unmittelbar nach Beendigung des Umschiuelzvorganges einem Schiaiedevorgang unterzogen werden, so ergibt sich der weitere Vorteil, daß infolge der erfindungsgemäßen Wurmhaltung des jeweils aus der Kokille austretenden Blockes wesentlich weniger Wärmeenergie (bzw. äquivalente elektrische Energie) erforderlich ist, um den Block auf Schmiedeteniyeratur zu bringen, als wenn nach der bisher angewandten Methode gearbeitet wird, bei der keine Warmhaltung des aus der Kokille austretenden Blockes erfolgt,

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Claims

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Patentansprüche:

1» Verfahren zum Elektroschlackenumsehmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen, wobei unter einer Schlackenschicht eine oder mehrere aus dem umzuschineIzenden Metall bestehende Elektroden infolge der Wärmeentwicklung des durch sie hindurchgeleiteten elektrischen Stromes nacheinander in einer flüssigkeitsgekühlten Kokille abgesclunolzen werden und die Metallschmelze in der Kokille zu einem festen Block erstarrt, der aus ihr austritt, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Kokille austretende Block warm gehalten und/oder beheizt wird»
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei aus der Kokille ein erstarrter Stahlblock austritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des aus der' Kokille austretenden Blockes über ca. 500⁰C gehalten wird.
3» Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zur Umhüllung des aus der Kokille (20) austretenden Blockes (13) dienende zweiteilige wärmeisolierende Ringe (40) vorgesehen sind (Fig. 1 und 2).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hälften der Ringe (40) je einen vorzugsweise aus Stahlblech bestehenden Mantel (42) aufweisen, der mit einem wärmeisolierenden Stoff (43), z.B. Asbest, gefüllt ist (Fig. 1 und 2).
5, Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hälften der Ringe (40) mit Handgriffen (44) versehen sind (Fig. 2).
6, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Kokille (20) mehrere teleskopartig ineinandergehende wärmeisolierende Rohrteile (SO) vorgesehen sind, und daß ein Rohrteil (50) an der Kokille (20) befestigbar ist, wobei die Rohrteile (50) den jeweils aus der Kokille (20) austretenden Block (l3) umgeben (Fig. 3).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohr- · teile (50) hohl ausgeführt und mit einem wärmeisolierenden Stoff (55), z«B. Asbest, gefüllt sind (Fig. 3).
8» Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet} daß die Hälften der Isolierringe (40) bzw. die Rohrteile (50) zur zusätzlichen Beheizung des aus der Kokille (20) austretenden Blockes (l3) mit elektrischen Heizstäben (45 bzw. 56) versehen sind*

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9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beheizung des aus der Kokille austretenden Blockes denselben umgebende ringförmige Gasbrenner vorgesehen sind.

Gebr. Böhler & Co.,

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Patentbüro

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