DE1964052B2 - Vorrichtung zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen in einer flüssigkeitsgekühlten Kokille, die kurzer ist als der auf einer Bodenplatte aufliegende gebildete Metallblock. Bei den bekannten Vorrichtungen der eben angeführten Art sind die aus der Kokille austretenden erstarrten Blöcke unmittelbar mit der Atmosphäre in Berührung. Infolgedessen wird noch während des Umschrr.elzvorganges 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 *5 ihnen, falls sie aus warmrißempfindlichen Stahlsorten bestehen, Abkühlungsspannungsrisse entstehen. Aus anderen Stahlsorten bestehende Blöcke dürfen, selbst wenn sie unmittelbar nach dem Umschmelzvorgang zur weiteren Verarbeitung in die Schmiede gebracht so werden, wegen ihrer niedrigen Temperatur nicht sogleich in einen normalen Auffangofen gebracht werden, um das Enstehen von Anwärmspannungsrissen in den Blöcken zu vermeiden. Die Blöcke müssen vielmehr vorher noch in einem eigenen Ofen vorsichtig angewärmt werden.

Aus der DE-AN P 42 923 D ist es bekannt, die Schmalseiten einer zum Stranggießen von Metallen dienenden Kokille mit einer zusätzlichen Kühlung bzw. gegebenenfalls mit einer Beheizung zu versehen bzw. «> zwischen den Berührungsflächen der Längs- und Schmalwände der Kokille je eine Wärmeisolierung anzuordnen. Wenn man diese Kokille zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen verwendete, so würde sich ebenfalls der bereits in der Anmeldeschrift t>5 erwähnte Nachteil ergeben, daß der jeweilige, aus der Kokille austretende Block an seinem unteren Ende von der ihn umgebenen Luft stark abgekühlt wird, sobald er eine größere Länge erreicht hat. Diese starke Abkühlung der Blöcke bewirkt, daß in ihnen, falls sie aus warmrißempfindlichen Stahlsorten bestehen, Abkühlungsspannungsrisse entstehen. Weiters sei darauf hingewiesen, daß die in Rede stehende Kokille einen länglichen Gießquerschnitt aufweist, wogegen die anmeldungsgemäße Vorrichtung in erster Linie für runde Gießquerschnitte gedacht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend angeführten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen zu schaffen, die es in besonders einfacher und wirksamer Weise gestattet, den aus der Kokille austretenden Metallblock warm zu halten. Erfindungsgemäß wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß zwischen Kokille und Bodenplatte mehrere den Metallblock umgebende wärmeisolierende Ringe oder Rohrteile vorgesehen sind, deren unterster auf der Bodenplatte aufliegt.

Bei der Herstellung von Stahlblöcken mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Temperatur des aus der Kokille austretenden Blockes über ca 500° C gehalten wird. Hierdurch können auch bei den mit ausscheidungsfördernden Metallen wie Nickel-, Molybdän- und Vanadin-legierten Stählen Phasenausscheidungen vermieden werden, die schädliche Spannungen verursachen. Durch die erfindungsgemäße Vernichtung lassen sich auch bei der Herstellung besonders langer Metallblöcke die vorstehend erwähnten Spannungsrisse mit Sicherheit vermeiden, ohne daß zur Vermeidung von Anwärmspannungsrissen eigene Anwärmöfen erforderlich sind. Falls mit dieser Vorrichtung hergestellte Stahlblöcke unmittelbar nach Beendigung des Umschmelzvorganges einem Schmiedevorgang unterzogen werden, so ergibt sich der weitere Vorteil, daß infolge der erfindungsgemäßen Wamrhaltung des jeweils aus der Kokille austretenden Blockes wesentlich weniger Wärmeenergie (bzw. äquivalente elektrische Energie) erforderlich ist, um den Block auf Schmiedetemperatur zu bringen, als wenn wie bisher keine Wärmeisolierung für den aus der Kokille austretenden Block vorhanden ist.

Im folgenden wird die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen erläutert, die je eine in der Zeichnung schematisch dargestellte Vorrichtung beinhalten.

F i g. 1 zeigt die eine Vorrichtung im Längsschnitt,

F i g. 2 die in F i g. 1 enthaltenen zweiteiligen Ringe 40 in Draufsicht und

F i g. 3 die andere Vorrichtung im Längsschnitt.

Für die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung gilt folgendes: Die aus dem umzuschmelzenden Stahl bestehende, sich selbst verzehrende Elektrode 10 ist konzentrisch zur zylindrischen Gießformwand 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 Unischmelzvorgang 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 benützten (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 Abschmelzvorganges 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 hierbei ihr Ende den gewünschten Abstand vom Spiegel der Metallschmelze 12 aufweist und andererseits — außer während der Anfangsphase des Abschmelzvorganges — die Lage dieses Spiegels relativ zur Kokille 20 unverändert bleibt. Sobald hierbei der Abstand zwischen Kokille 20 und Bodenplatte 32 etwas großer als die Höhe h der zweiteiligen wärmeisolierenden Ringe 40 ist, werden die beiden Hälften eines dieser Ringe 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 ^|S der eben erwähnte Abstand um die Höhe h vergrößert hat, werden auf den den Block 13 umgebenden Ring 40 die beiden Hälften eines weiteren Ringes 40 gelegt und so fort. Die Hälften der Ringe 40 weisen je einen vorzugsweise aus Stahlblech bestehenden Mantel 42 auf, der mit einem wärmeisolierenden Stoff 43, z. B. Asbest, gefüllt ist. Um das Aufbringen und Entfernen der Ringe 40 leicht durchführen zu können, sind deren Hälften an ihren Außenseiten mit je wei Handgriffen 44 versehen.

Die in Fig.3 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. Am 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 ihm etwas nach innen vorsteht. Außer dem eben erwähnten innneren 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 Umschmelzvorganges wird der innerste Rohrteil 50 von der Kokille 20 durch Abschrauben des Ringes 52 getrennt und der erstarrte Block 13 wegtransportiert. Während des Umschmelzvorganges 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 Heizstäben 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen in einer flüssigkeitsgekühlten Kokille, die kurzer ist als der auf einer Bodenplatte aufliegende gebildete Metallblock, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kokille (20) und Bodenplatte (23) mehrere dem Metallblock (13) umgebende wärmeisolierende Ringe (40) oder Rohrteile (50) vorgesehen sind, deren unterster (40, 50) auf der Bodenplatte (23) aufliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (40) zweiteilig ausgeführt sind, gleiche Durchmesser haben und einen vorzugsweise aus Stahlblech bestehenden Mantel (42) aufweisen, der mit einem wärmeisolierenden Stoff (43), z. B. Asbest, gefüllt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrteile (50) teleskopartig ineinandergehen, wobei ein Rohrteil (50) an der Kokille (20) befestigbar ist und daß die Rohrteile (50) hohl ausgeführt und mit einem wärmeisolierenden Stoff (55), z. B. Asbest, gefüllt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hälften der Ringe (40) bzw. die Rohrteile (50) zur zusätzlichen Beheizung des Metallblockes (13) mit elektrischen Heizstäben (45 bzw. 56) versehen sind. ^M