DE19921161A1

DE19921161A1 - Elektroschlacke-Umschmelzanlage mit einer Kokille und einer Haube

Info

Publication number: DE19921161A1
Application number: DE19921161A
Authority: DE
Inventors: Harald Scholz; Arno Niebling; Ulrich Biebricher
Original assignee: ALD Vacuum Technologies GmbH
Current assignee: ALD Vacuum Technologies GmbH
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2000-11-09
Anticipated expiration: 2019-05-08
Also published as: GB2349593A; DE19921161B4; US6540012B1; GB2349593B; GB0010847D0

Abstract

Bei einer Elektroschlacke-Umschmelzanlage mit einer Kokille (4) für den Aufbau eines Blocks aus dem umgeschmolzenen Material mindestens einer Abschmelzelektrode (33) und mit einem Gestell (6) mit mindestens einer senkrechten angetriebenen Elektrodenstange (15) für den Vorschub jeweils einer Abschmelzelektrode (33) und mit einer über der Kokille (4) angeordneten Haube (19) mit mindestens einer zur jeweiligen Elektrodenachse (A) konzentrischen Öffnung (18) ist eine die Kokille (4) aufnehmender topförmiger Kessel (20) vorgesehen, der mit der Haube (19) zu einer allseits geschlossenen, die Kokille (4, 28) vollständig einschließenden Kammer (34) verbindbar ist, die über Rohrleitungen (22, 23) an eine Vakuumpumpe und/oder eine Gasquelle anschließbar ist, so daß die Kammer (34) evakuierbar oder mit einem Inertgas füllbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektroschlacke- Umschmelzanlage mit einer Kokille für den Aufbau eines Blocks aus dem umgeschmolzenen Material min destens einer Abschmelzelektrode, mit einem Ge stell mit mindestens einer senkrecht angetriebenen Elektrodenstange für den Vorschub jeweils einer Abschmelzelektrode und mit einer über der Kokille angeordneten Haube mit mindestens einer zur jewei ligen Elektrodenachse konzentrischen Öffnung.

Eine derartige Umschmelzanlage ist durch die DE-AS 20 31 708 bekannt. Bei ihr dient die Haube zur Verminderung der Strahlungsverluste und sie ist zu diesem Zweck mit einer mineralischen Wärmedämmung ausgekleidet. Bei der bekannten Lösung ist nicht die Elektrodenstange, sondern die Elektrode selbst durch die Haube hindurchgeführt. Da derartige Ab schmelzelektroden aufgrund ihres Herstellprozesses in der Regel eine unregelmäßig geformte Oberfläche aufweisen, muß die Öffnung in der Haube entspre chend groß dimensioniert sein.

Bei dem Umschmelzprozeß stellt die auf hoher Tem peratur befindliche schmelzflüssige Schlacke ge wissermaßen den Heizwiderstand für den Schmelz strom dar. Dabei wird das Metall der in die flüs sige Schlacke eintauchenden Abschmelzelektrode in Tropfenform durch die Schlacke geleitet und sam melt sich unterhalb dieser in einem Schmelzsee, der sich an seiner unteren Phasengrenze zu einem Block oder Ingot verfestigt. Die für den Erstar rungsprozeß notwendige Wärmeabfuhr erfolgt durch die im allgemeinen von einem Kühlmittel (Wasser) durchströmte Kokilleneinheit. Wesentliches Element für den metallurgischen Reinigungsprozeß ist dabei die Schlacke, die je nach den zu beseitigenden Verunreinigungen und eingesetzten Metallen eine unterschiedliche Zusammensetzung haben kann. Schlackenzusammensetzungen sind in einer großen Zahl bekannt.

Bekannt ist auch eine Elektroschlacke-Umschmelz anlage mit einer Kokille für den Aufbau eines Blocks aus dem umgeschmolzenen Material mindestens einer Abschmelzelektrode (DE 39 01 297) mit einem Gestell mit mindestens einer senkrechten angetrie benen Elektrodenstange für den Vorschub jeweils einer Abschmelzelektrode und mit einer über der Kokille angeordneten Haube mit mindestens einer zur jeweiligen Elektrodenachse konzentrischen Öff nung, wobei die Haube in Bezug auf ihre senkrechte Achse in seitlich bewegliche Sektoren unterteilt ist, von denen jeder mit seiner Unterkante an ei ner ersten Abdichtstelle weitgehend gasdicht mit dem oberen Teil der Kokille verbunden und mit sei ner Oberkante an einer zweiten Abdichtstelle gleichfalls weitgehend gasdicht gegenüber der Elektrodenstange abgedichtet ist und einen Innen raum von solchem Querschnitt und solcher Höhe auf weist, daß sich das obere Ende der mindestens ei nen Abschmelzelektrode in ihrer am weitesten ange hobenen Stellung unterhalb der zweiten Abdicht stelle der Haube befindet.

Die Seitenwände von Brammenkokillen werden aus mehreren, meist vier einzelnen Seitenwänden zusam mengesetzt, die verspannt werden. Diese Technik bietet sich an, um ein häufiges Nacharbeiten der Kokille zu vermeiden. Nachteilig ist, daß diese Art der Kokillen zur Zeit nicht bei einem ge schlossenen Anlagentyp, wie er in der genannten Patentschrift beschrieben ist, eingesetzt werden kann. Während des Umschmelzens kann bei der Anwen dung der bekannten Technik nicht vermieden werden, daß Luft oder andere Gase aus dem Umfeld der Anla ge in den Schmelzraum gelangen und so das Ergebnis des Umschmelzens beeinflussen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine aus mehreren Seitenteilen bestehende Brammenkokil le (quadratisch oder rechteckig) in einem ge schlossenen Raum umzuschmelzen, ohne daß Luft von außerhalb der Anlage Zutritt zum Schmelzraum hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen die Kokille aufnehmenden topfförmigen Kes sel, der mit der Haube zu einer allseits geschlos senen, die Kokille vollständig umschließenden Kam mer verbindbar ist, die über Rohrleitungen an eine Vakuumpumpe und/oder eine Gasquelle anschließbar ist, wobei je ein separater Kühlmittelanschluß für den Kokillenmantel und den Kokillenboden vorgese hen sind.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausfüh rungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in der an hängenden Zeichnung rein schematisch dargestellt, die den Vertikalschnitt durch eine Elektroschlac ke-Umschmelzanlage zeigt.

In der Zeichnung ist eine Elektroschlacke- Umschmelzanlage 1 dargestellt, die auf einem Hal lenboden 2 aufgestellt ist. Durch eine Öffnung 3 im Hallenboden ragt eine Kokille 4 in eine Grube, von der nur der Grubenboden 5 gezeigt ist. Bei der Kokille 4 handelt es sich um eine herkömmliche, wassergekühlte Standkokille. Über dem Hallenboden 2 befindet sich ein Ofengestell 6 mit mehreren vertikalen Säulen 7 und 8, von den nur zwei sicht bar sind. Die Säule 8 besitzt eine verkürzte Länge und ruht unter Zwischenschaltung eines Drehlagers 10 auf dem Hallenboden 2.

Das Drehlager 10 definiert eine senkrechte Dreh achse für das Ofengestell 6, dessen von der Dreh achse abgekehrten und zu ihr parallelen Säulen 7 am unteren Ende einen Fahrantrieb 12 aufweisen, zu dem je eine Rolle 13 gehört, die auf einer im Hal lenboden 2 befindlichen kreisbogenförmigen Schiene 14 abrollt.

Das Ofengestell ist mit einer oberen Plattform 11 versehen, so daß das Ofengestell in der Seitenan sicht das Aussehen eines "A" hat. Die obere Platt form 11 ist als Rahmen ausgebildet, an dem eine Meßeinrichtung 16 gehalten ist, die mit mehreren Gewichtsmeßdosen 17 zusammenwirkt. Eine Elektro denstange 15 ist mittels einer Gleitdichtung 18 gasdicht in das Innere der Haube 19 geführt.

Diese Haube 19 ruht mit ihrem unteren umlaufenden Rand auf dem topfförmigen Kessel 20, der über ein Gestell 21 auf dem Grubenboden 5 abgestützt ist. Die Haube ist über Rohrleitungen 22, 23 mit einer Vakuumpumpe 24 verbunden, wobei beide Rohrleitun gen 22, 23 im Bereich der Schwenkachse S über eine Kupplung 25 miteinander verbunden sind. Der Mantel der Kokille 4 ist an Kühlmittelzulauf- und Kühl mittelrücklaufrohre angeschlossen, während der Ko killenboden 28 mit einem separaten Kühlkreislauf über ein Rohr 29 in Verbindung steht. Die Stützen 7, 8 sind mit Hubvorrichtungen 30, 31 versehen, an denen die Haube 19 gehalten ist, so daß die Haube 19 nach oben bewegbar und vom Kessel 20 trennbar ist. An der Hubeinrichtung 30 sind auch die Kabel 32 für die Stromzufuhr der Schmelzeinrichtung an gelenkt.

Die beschriebene Elektroschlacke-Umschmelzanlage ermöglicht das Umschmelzen des Elektrodenmaterials in der vollständig schließbaren Kammer 34, wobei die Kokille 4, 28 sowohl einteilig als auch mehr teilig ausgebildet sein kann. Es können also Elek troden 33 zu Brammen in inerter oder künstlicher Atmosphäre oder unter Vakuum oder Überdruck umge schmolzen werden. Die beschriebene Umschmelzanlage ermöglicht insbesondere ein Umschmelzen unter Va kuum ohne Schlacke sowohl in runden als auch rechteckigen Konfigurationen mittels Gleichstrom.

Bezugszeichenliste

2

Hallenboden

3

Öffnung

4

Kokille

5

Grubenboden

6

Ofengestell

7

Stütze

8

Stütze

9

Abschmelzelektrode

10

Drehlager

11

obere Plattform

12

Fahrantrieb

13

Rolle

14

Schiene

15

Elektrodenstange

16

Meßeinrichtung

17

Meßdosen

18

Gleitdichtung

19

Haube

20

Kessel

21

Gestell

22

Rohrleitung

23

Rohrleitung

24

Vakuumpumpe

25

Kupplung

26

Kühlmittelzulauf

27

Kühlmittelrücklauf

28

Kokillenboden

29

Kühlmittelrohr

30

Hubvorrichtung

31

Hubvorrichtung

32

Kabel

33

Abschmelzelektrode

34

Kammer

Claims

Elektroschlacke-Umschmelzanlage mit einer Kokille (4) für den Aufbau eines Blocks aus dem umge schmolzenen Material mindestens einer Abschmelze lektrode (33) mit einem Gestell (6) mit mindestens einer senkrechten angetriebenen Elektrodenstange (15) für den Vorschub jeweils einer Abschmelzelek trode (33) und mit einer über der Kokille (4) an geordneten Haube (19) mit mindestens einer zur je weiligen Elektrodenachse (A) konzentrischen Öff nung (18) und einem die Kokille (4) aufnehmenden topfförmigen Kessel (20), der mit der Haube (19) zu einer allseits geschlossenen, die Kokille (4, 28) vollständig einschließenden Kammer (34) verbindbar ist, die über Rohrleitungen (22, 23) an eine Vakuumpumpe und/oder eine Gasquelle an schließbar ist und mit je einem separaten Kühlmit telanschluß (27) für den Kokillenmantel und den Kokillenboden (28).