DE2048145A1 - Process for the production of special steels, superalloys and titanium and / or vanadium alloys - Google Patents
Process for the production of special steels, superalloys and titanium and / or vanadium alloysInfo
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Description
PatentanwältePatent attorneys
Dipl. Ing. F. Werk"1-r ^.
Dipl. ing. H. Weir>ir ^r-. 0*^. P^v-i. Dr, K. Fincka
Oi1-I. Irg. F. A. Wefcknwnn, Dipl. Chsm. B. Huber
8 MDf-CbSiI 27, Möhlstr. 22Dipl. Ing. F. Werk " 1 - r ^.
Dipl. Ing. H. Weir> ir ^ r-. 0 * ^. P ^ vi. Dr, K. Fincka
Oi 1 -I. Irg. FA Wefcknwnn, Dipl. Chsm. B. Huber
8 MDf-CbSiI 27, Möhlstr. 22nd
La Continentale Nucleaire S.A., 3 Place Winston Churchill Luxembourg-City, LuxembourgLa Continentale Nucleaire S.A., 3 Place Winston Churchill Luxembourg-City, Luxembourg
Verfahren zur Herstellung von Spezialstählen, Superlegierungen und Titan- und/oder VanadinlegierungenProcess for the production of special steels, superalloys and titanium and / or vanadium alloys
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Legierungen insbesondere die direkte Herstellung von homogenen und hochwertigen Spezialstählen, Superlegierungen und Titan- und/oder Vanadinlegierungen.The present invention particularly relates to the manufacture of alloys the direct production of homogeneous and high-quality special steels, superalloys and titanium and / or vanadium alloys.
Das Elektroschlackeumschmelzverfahren ist ein Verfahren welches in der letzten Zeit eine grosse Anwendung für die Verbesserung der Qualität der Stähle gefunden hat. Das Prinzip dieses Verfahrens besteht in dem Umschmelzen von einer oder mehreren mittels herkömmlichen Techniken hergestellten Stahlelektroden in einem Elektroschlackeofen oder -vorrichtung in Blöcke mit praktisch derselben chemischen Zusammensetzung aber mit verbesserter Homogenität und physikalischen und chemischen Eigenschaften. Der Hauptvorteil der nach diesem VerfahrenThe electroslag remelting process is a process which is in the latter Time found a great application for improving the quality of steels Has. The principle of this process consists in the remelting of one or more steel electrodes made by conventional techniques in one Electroslag furnace or device in blocks with practically the same chemical composition but with improved homogeneity and physical properties and chemical properties. The main advantage of following this procedure
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hergestellten Produkte besteht in der verbesserten Struktur und Reinheit. Dieser Vorteil ist der Raffinationswirkung der Elektroschlacke zuzuschreiben. Aufgrund der genannten Vorteile sind die auf diese Weise hergestellten Produkte für nachfolgende metallurgische Umformungen geeigneter als Produkte welche nach anderen herkömmlichen Verfahren hergestellt worden sind. Weiterhin ist die Leistung dieses Verfahrens deutlich grosser als die der herkömmlichen Verfahren da die geregelte Abkühlung die Herstellung von rissfreien Blöcken ermöglicht wodurch die Abfälle an Blockköpfen stark verringert werden. Bis jetzt war die Herstellung von Legierungen der genannten Qualität mittels des Elektroschlackeumschmelzverfahrens nur durchführbar indem eine oder mehrere Elektroden mit praktisch derselben chemischen Zusammensetzung wie die herzustellende Legierung geschmolzen wurden, d.h. man musste zuerst die gewünschte Legierung mittels herkömmlichen Techniken vorbereiten und dann in Form von Elektroden umformen bevor man das Elektroschlackeumschraelzverfahren durchführen konnte.manufactured products consists in the improved structure and purity. This benefit is attributable to the refining effect of the electroslag. Due to the advantages mentioned, the products produced in this way are more suitable for subsequent metallurgical forming than products which are after other conventional processes. Furthermore, the performance of this process is significantly greater than that of the conventional processes since the controlled cooling enables the production of crack-free blocks, which greatly reduces the waste of block heads. Until now it was Production of alloys of the quality mentioned using the electroslag remelting process only feasible by using one or more electrodes with practically the same chemical composition as the alloy to be produced were melted, i.e. one had to first prepare the desired alloy using conventional techniques and then form it in the form of electrodes before the electroslag remelting process could be carried out.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die obengenannten Nachteile zu vermeiden und ein verbessertes und einfaches Verfahren zur Herstellung von homogenen und hochwertigen Spezialstählen, Superlegierungen und Titan- und/oder Vanadinlegierungen unter Elektroschlacke.The object of the present invention is to address the above-mentioned disadvantages avoid and an improved and simple process for the production of homogeneous and high quality special steels, superalloys and titanium and / or Vanadium alloys under electroslag.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch direktes gleichzeitiges kontinuierliches und regelmässiges Schmelzen unter Elektroschlacke von wenigstens einer abschmelzenden Elektrode begreifend das oder die Grundelemente der zu erzielenden Legierung und wenigstens einer abschmelzenden Elektrode begreifend den Zusatz oder die Legierungszusätze.The object is achieved according to the invention by direct simultaneous continuous and regular melting under electroslag of at least one consumable electrode including the basic element or elements of the alloy to be achieved and at least one consumable electrode realizing the additive or alloy additions.
Weiterhin kann die erzielte Legierung kontinuierlich in Form von Blöcken von gewünschten Längen gegossen werden welche direkt für Walzzwecke, Schmiedezwecke oder ähnliche Zwecke verwendet werden.Furthermore, the alloy obtained can be continuous in the form of blocks of desired lengths which are cast directly for rolling purposes, forging purposes or similar purposes.
Auch kann das Verfahren sowie die nach dem Verfahren hergestellten Produkte zur Herstellung von stark legierten Speziälstählein; direkt in Stahlpfannen, Elektroofen, Konverter oder ähnliche Behälter verwendet werden.The process and the products manufactured by the process can also be used for the production of heavily alloyed special steels; directly in steel pans, Electric furnace, converter or similar container can be used.
Eine Abänderung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin,* dass man die Legierungszusätze nicht in Form von abschmelzenden Elektroden sondern inA modification of the method according to the invention consists in * that one the alloy additives not in the form of consumable electrodes but in
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Pulverform in die Schlacke eingibt.Enter powder form into the slag.
Die Erfindung sieht ebenfalls eine Vorrichtung zum !Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens vor.The invention also provides a device for performing the inventive Procedure.
Die Bedeutung des Verfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung ist umso grosser da im Hinblick auf ein Verfahren welches in der Patentanmeldung P 19 29 720.2 in der Bundesrepublik beschrieben ist, es nun möglich ist, industriell jede Form von Legierungen in Barrenform zu erzielen einbegriffen die spröden intermetallischen Verbindungen welche bis heute nur in Pulverform oder in Form von Metallstücken einer Körnung zwischen einigen Millimetern und 100 Millimeter erhältlich waren und welche aufgrund der Sprödigkeit der metallischen Verbindungen nicht mittels metallurgischen Uniformverfahren in Form von Elektroden oder Barren hergestellt werden konnten.The importance of the method according to the present invention is all the greater because with regard to a method which is described in patent application P 19 29 720.2 in the Federal Republic is described, it is now possible industrially any Alloys in the form of ingots, including the brittle ones intermetallic compounds which until now only exist in powder form or in the form of metal pieces with a grain size between a few millimeters and 100 millimeters were available and which due to the brittleness of the metallic compounds not by means of metallurgical uniform processes in the form of electrodes or ingots could be produced.
Die Legierungsbildung kann durch ein Umrühren mittels Induktion des Bades unterstützt werden wodurch eine gleichmässigere Verteilung der Legierungskomponenten in dem Bad erzielt wid.The alloy can be formed by stirring by means of induction of the bath this supports a more even distribution of the alloy components achieved in the bathroom.
In der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens schmelzen die abschmelzenden Elektroden deren untere Enden in die Elektroschlacke eintauchen und bilden die flüssige Legierung in einem geeigneten Metalltiegel oder Metallform. Der Tiegel oder die Form, vorzugsweise aus Kupfer und wassergekühlt und dessen untere Ende offen ist, ruht auf einer Metall- oder Keramikplatte, vorzugsweise aus Kupfer und wassergekühlt.When the method according to the invention is carried out, the melting ones melt Electrodes with their lower ends immersed in the electroslag and form the liquid alloy in a suitable metal crucible or metal mold. The crucible or the mold, preferably made of copper and water-cooled and the lower end of which is open, rests on a metal or ceramic plate, preferably made of copper and water-cooled.
Die erstarrte Legierung kann kontinuierlich abgezogen werden vorzugsweise durch das untere Ende des Tiegels, wodurch ein kontinuierliches Giessverfahren gewährleistet ist.The solidified alloy can be drawn off continuously, preferably through the bottom of the crucible, creating a continuous pouring process is guaranteed.
An Hand der nachfolgenden Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung näher erklärt:On the basis of the following description and the accompanying drawings explains the invention in more detail:
Figur 1 zeigt schematisch eine Frontansicht im Schnitt der zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendeten Vorrichtung. Die Elektroden tauchen durch das obere offene Ende des Tiegels in die Elektroschlacke ein.Figure 1 shows schematically a front view in section of the implementation of the device used in the method according to the invention. The electrodes dip into the electroslag through the top open end of the crucible.
Figur Ib ist eine schematische Draufsicht der Vorrichtung von Figur la.Figure Ib is a schematic plan view of the device of Figure la.
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Figur 2 ist eine schematische Draufsicht der Vorrichtung gemäss Figur la mit einem im wesentlichen zylindrischen Tiegel. Die Elektroden sind in Dreieckform angeordnet.Figure 2 is a schematic plan view of the device according to Figure la with a substantially cylindrical crucible. The electrodes are triangular in shape arranged.
Figur 3a zeigt schematisch eine Frontansicht im Schnitt der Vorrichtung gemäss Figur la für das kontinuierliche Giessen. Der Tiegel weist einen oberen erweiterten Teil und einen unteren verringerten Teil auf.Figure 3a shows schematically a front view in section of the device according to Figure la for continuous pouring. The crucible has an upper enlarged part and a lower reduced part.
Figur 3b ist eine schematische Draufsicht im Schnitt der Vorrichtung gemäss Figur 3a.FIG. 3b is a schematic plan view in section of the device according to FIG Figure 3a.
Gemäss den Zeichnungen, insbesondere den Zeichnungen la und Ib begreift die Vorrichtung einen Tiegel oder eine Form 1, im wesentlichen rechteckig mit einem oberen offenen Ende 2 und einem unteren offenen Ende 3j das Innere des Tiegels sei im wesentlichen rechteckig mit abgerundeten Ecken. Das untere Ende ruht auf einer Metallplatte P. Der Tiegel oder die Form ist doppelwandig ausgebildet und gewährleistet so einen im wesentlichen konzentrischen Hohlraum 6 mit einem oder mehreren Eintritten 7 und Austritten 8 für den Durchfluss des Kühlwassers zur Kühlung der Form und zum Erstarren der flüssigen Legierung zur Bildung des erstarrten Blocks 5·According to the drawings, in particular the drawings la and Ib understand the Device a crucible or mold 1, substantially rectangular with an upper open end 2 and a lower open end 3j the interior of the The crucible is essentially rectangular with rounded corners. The lower end rests on a metal plate P. The crucible or the mold is double-walled formed and thus ensures a substantially concentric cavity 6 with one or more inlets 7 and 8 outlets for the flow of the cooling water to cool the mold and to solidify the liquid alloy to form the solidified block 5
Die Legierungsbestandteile werden gleichzeitig mittels abschmelzenden Elektroden deren untere Enden in die Schlacke 9 eintauchen eingebracht. Das Grundelement oder die Grundelemente der zu bildenden Legierung werden durch die abschmelzende Elektrode 10 einfachheitshalber Hauptelektrode genannt, und-die Legierungselemente werden durch die Elektroden 11 einfachheitshalber Nebenelektroden genannt eingebracht.The alloy components are at the same time by means of melting electrodes the lower ends of which are introduced into the slag 9. The basic element or the basic elements of the alloy to be formed are called the main electrode by the consumable electrode 10 for the sake of simplicity, and -the Alloying elements become secondary electrodes through the electrodes 11 for the sake of simplicity called introduced.
Gemäss der Figur 2 welche eine Abänderung der Vorrichtung gemäss Figur la darstellt, ist der Tiegel zylindrisch ausgebildet. Die Hauptelektroden 10 und die Nebenelektroden 11 sind in Dreieckform angeordnet.According to FIG. 2, which is a modification of the device according to FIG represents, the crucible is cylindrical. The main electrodes 10 and the sub-electrodes 11 are arranged in a triangular shape.
Die Abänderung der Vorrichtung gemäss Figur la und Ib, in den Figuren 3a und 3b dargestellt, speziell die Konstruktion des Tiegels welche eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt, ermöglicht die kontinuierliche Durchführung des erfiridungsgemässen Verfahrens mit einem höheren Wirkungsgrad. Der Tiegel oder die Form begreift eine obere erweiterte Partie 12 und eineThe modification of the device according to Figure la and Ib, in Figures 3a and 3b shown, especially the construction of the crucible which represents a preferred embodiment of the invention, enables the continuous Implementation of the method according to the invention with a higher degree of efficiency. The crucible or the mold includes an upper widened part 12 and one
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untere engere Partie 13. Die öftere sowie die untere Partie sind mit einem Hohlraum 6 zum Durchfluss des Kühlwassers versehen. Zum Zweck dieser Ausführung hat die obere Partie und die untere Partie ein unabhängiges Kühlsystem; beide Partie können aber nur ein und dasselbe Kühlsystem aufweisen. Die erweiterte obere Partie des Tiegels ermöglicht die Anwendung einer oder mehreren Elektroden mit grösserem Querschnitt als der herzustellende Block," wodurch ein kontinuierliches Verfahren von längerer Dauer ohne Ersetzen· der Elektroden ermöglicht wird.lower, narrower part 13. The more frequent as well as the lower part are with a Provided cavity 6 for the flow of the cooling water. For the purpose of this Execution has the upper part and the lower part an independent one Cooling system; however, both parts can only have one and the same cooling system. The extended upper part of the crucible allows the use of an or several electrodes with a larger cross-section than the block to be produced, " thus providing a continuous process of longer duration without replacing the Electrodes is made possible.
Einfachheitshalber sind in den Zeichnungen die Elektrodenhalterungen, die Vorrichtungen zum Ablassen der Elektroden, die Stromklemmen sowie die Vorrichtungen zum Abziehen des' erstarrten Blocks nicht dargestellt. Jede geeignete herkömmliche Vorrichtung kann zu diesem Zweck benützt werden. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Tiegel sind vorzugsweise aus Kupfer; Tiegel aus anderen geeigneten Materialien können aber auch verwendet werden.For the sake of simplicity in the drawings are the electrode holders, the Devices for draining the electrodes, the current clamps and the devices not shown for peeling off the 'solidified block. Any suitable conventional apparatus can be used for this purpose. The one in the The crucibles used in the present invention are preferably made of copper; Crucibles made of other suitable materials can, however, also be used.
Die Ausbildung des Tiegels ist nicht auf die Ausbildungen der vorliegenden Beschreibung und Zeichnungen beschränkt sondern ist von der Form und den Abmessungen des zu erzielenden Blockes abhängig.The design of the crucible is not based on the designs of the present Description and drawings are limited but is of the form and the Dimensions of the block to be achieved depends.
In der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens und zur Gewährleistung einer ungestörten direkten Schmelze und eines kontinuierlichen Giessverfahrens sowie zur Gewährleistung eines Blockes mit grosser Homogenität und mit glatter Oberfläche ist es erforderlich die Eingangsleistung zu regeln, dadurch dass man während der Schmelze die Spannung und den Strom sowie die Schmelzgeschwindigkeit jeder Elektrode das Schlackenbadniveau und die Abziehgeschwindigkeit des erstarrten Blocks konstant hält. Wird das erfindungsgemässe Verfahren mit der Vorrichtung gemäss Figur 3a und 3b durchgeführt, so ist es auch erforderlich die Zwischenschicht Schlacke/Metall zu regeln. Um ein kontinuierliches Abziehen des erstarrten Blocks zu gewährleisten ist es erforderlich das Schlackenniveau in der oberen erweiterten Partie 12 des Tiegels und die Zwischenschicht Schlacke/Metall im wesentlichen in der unteren engeren Partie 13 des Tiegels zu halten. Dadurch kann die Schlacke in die engere Partie des Tiegels eindringen wodurch die Erstarrung des Metalls in der oberen Partie des Tiegels vermieden wird, andernfalls würde das kontinuierliche Giessverfahren unterbrochen werden. Um das Abfliessen der Schlacke und des flüssigen Metalls von dem oberen erweiterten Teil des Tiegels zumIn the implementation of the method according to the invention and to ensure it an undisturbed direct melt and a continuous casting process as well as to ensure a block with great homogeneity and a smooth surface, it is necessary to regulate the input power, by having the voltage and the current as well as the melting speed of each electrode, the slag bath level and the withdrawal speed during the melt of the solidified block keeps constant. If the method according to the invention is carried out with the device according to FIGS. 3a and 3b, it is also necessary to regulate the intermediate layer of slag / metal. To be continuous To ensure pulling off of the solidified block it is necessary to maintain the slag level in the upper enlarged portion 12 of the crucible and to hold the intermediate layer of slag / metal substantially in the lower, narrower part 13 of the crucible. This allows the slag to enter the penetrate narrower part of the crucible causing the solidification of the metal in the top of the crucible is avoided, otherwise it would be continuous Casting process are interrupted. About the drainage of the slag and the liquid metal from the upper enlarged portion of the crucible to the
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unteren Teil des Tiegels zu erleichtern und um den Kühleffekt an dieser kritischen Stelle zu vermindern kann man einen feuerfesten Ring 14 oder einen Graphitring vorsehen.to lighten the lower part of the crucible and to reduce the cooling effect on this To reduce critical point you can use a refractory ring 14 or a Provide graphite ring.
Die Stromintensität wird durch die Eintauchtiefe der Elektroden in die Schlacke geregelt. Da die Eintauchtiefe der Elektroden sowie der Abstand zwischen der Zwischenschicht Schlacke/Metall und dem unteren Ende der Elektrode während der Schmelze konstant bleiben soll, muss jede Versetzung der Zwischenschicht Schlacke/Metall mittels einem geeigneten Kontrollgerät 15 erfasst werden (Induktionskontrollgerät um den unteren Teil des Tiegels, oder Ultraschallgerät oder Isotopenkontrollgerät) und eine direkte Regelung durch eine Aenderung der Abziehgeschwindigkeit des erstarrten Blocks durchgeführt werden. Die Abschmelzgeschwindigkeit jeder Elektrode wird auf einem gegebenen Wert konstant gehalten und wird durch die vorgegebene Arbeitsspannung und Arbeitsstrom geregelt. Es wird daraufhingewiesen, dass im Falle wo ein Induktionskontrollgerät zur Kontrolle und/oder Regelung des Niveaus der Zwischenschicht Schlacke/Metall verwendet wird, dieser Apparat auch zum Umrühren des Bades verwendet werden kann.The current intensity is determined by the depth of immersion of the electrodes in the Slag regulated. As the immersion depth of the electrodes as well as the distance between the intermediate layer of slag / metal and the lower end of the electrode while the melt is to remain constant, any dislocation of the intermediate layer must Slag / metal can be detected by means of a suitable control device 15 (induction control device around the lower part of the crucible, or ultrasound device or isotope control device) and a direct control can be carried out by changing the peeling speed of the solidified block. The melting rate of each electrode is kept constant at a given value and is regulated by the given working voltage and working current. It should be noted that in the case where an induction control device is used to control and / or regulate the level of the intermediate layer Slag / metal is used, this apparatus is also used to stir the bath can be used.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erklären.The following examples are intended to explain the invention in more detail.
BEISPIEL I
Herstellung eines Warmarbeitsstahls. EXAMPLE I
Manufacture of a hot-work tool steel.
Der Stahl wurde in einer wassergekühlten Kupferforra unter Verwendung von einer abschmelzenden Hauptelektrode und zwei Nebenelektroden hergestellt. Die Hauptelektrode befand sich zwischen den Nebenelektroden.The steel was in a water-cooled copper mold using a A consumable main electrode and two secondary electrodes are produced. The main electrode was located between the secondary electrodes.
Als Hauptelektrode verwendete man eine gewalzte quadratische Elektrode, 120 χ 120 mm aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (0,2 Gew$ Kohlenstoff). Die Nebenelektroden bestanden aus einer Legierung begreifend l6 Gew$> Chrom, 4,2 Gew$ Molybdän, 2,9 Gew# Silizium , 1,6 Gew# Vanadin, 1 Gew$ Mangan, 0,6 Gew% Kohlenstoff, Rest Eisen.A rolled square electrode was used as the main electrode, 120 120 mm made of low carbon steel (0.2 wt% carbon). The secondary electrodes consisted of an alloy of 16% by weight Chromium, 4.2 wt. Molybdenum, 2.9 wt. # Silicon, 1.6 wt. # Vanadium, 1 wt. $ Manganese, 0.6% by weight carbon, remainder iron.
Die Hauptelektrode wurde mit einem Wechselstrom einer Intensität von 5200 A gespeist. Die effektive Spannung betrug 46 V.The main electrode was with an alternating current with an intensity of 5200 A fed. The effective voltage was 46 V.
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Die Febenelektroden wurden jede mit einem Wechselstrom einer Intensität von 867 A gespeist. Die Effektivspannung betrug 42V. Die Elektroschlacke bestand aus 70 Gew% CaP2, 20 Gew$ CaO und 10 Gew$ Al2O3. Die Produktionsgeschwindigkeit betrug 410 kg pro Stunde. Die erzielte Legierung war homogen und hatte folgende Analyse in Gewichtsprozent:The Feben electrodes were each fed with an alternating current with an intensity of 867 A. The effective voltage was 42V. The electroslag consisted of 70 wt% CaP 2 , 20 wt% CaO and 10 wt% Al 2 O 3 . The production speed was 410 kg per hour. The alloy obtained was homogeneous and had the following analysis in percent by weight:
C: 0,40 fo
Mn: 0,30 %
Si: 0,90 fo C: 0.40 fo
Mn: 0.30 %
Si: 0.90 fo
Cr: 5 $
V: 0,50 fo Cr: $ 5
V: 0.50 fo
Mo: 1,3 fo
Rest EisenMon: 1.3 fo
Remainder iron
Herstellung eines Warmarbeitsstahls mittels dem abgeänderten Verfahren gemäss der Erfindung. ,# Production of a hot-work steel by means of the modified method according to the invention. , #
Es wurden dieselben Ausgangsmaterialien wie in Beispiel I verwendet. Die Legierungselemente wurden in Pulverform anstatt in Form von abschmelzenden Nebenelektroden zugegeben. Das Pulver hatte eine Granulometrie von 1 bis 3 mm und wurde in die Schlacke mittels einer Rütteldosiervorrichtung proportional der Schmelzgeschwindigkeit der Hauptelektrode eingegeben. Die Hauptelektrode aus nichtlegiertem Stahl wurde mit einem Wechselstrom von 5920 A gespeist, die effektive Spannung betrug 58V. Die Zusammenstellung der Schlacke war dieselbe wie die in Beispiel I. Die Produktionsgeschwindigkeit betrug 446 kg pro Stunde.The same starting materials as in Example I were used. the Alloying elements were added in powder form rather than in the form of consumable secondary electrodes. The powder had a particle size of 1 to 3 mm and was proportioned into the slag by means of a vibratory metering device the melting speed of the main electrode. The main electrode made of non-alloy steel was fed with an alternating current of 5920 A, the effective voltage was 58V. The composition of the slag was the same as that in Example I. The production speed was 446 kg per hour.
Die resultierende Legierung hatte im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung und Homogenität wie die Legierung aus Beispiel I.The resulting alloy had essentially the same composition and homogeneity like the alloy from Example I.
Wie bereits dargelegt kann das erfindungsgemässe Verfahren sowie die nach dem Verfahren erzielten Produkte für die direkte Herstellung von hochlegierten Spezialstählen in Stahlpfannen, Elektroofen, Konvertern und ähnlichen Behältern verwendet werden. Bei dieser Durchführung stellt der flüssige Stahl in der Pfanne die Grundelemehte der zu erzielenden Legierung d.h. die Elemente welcheAs already stated, the method according to the invention as well as that according to the Process achieved products for the direct manufacture of high-alloy special steels in steel ladles, electric furnaces, converters and similar containers be used. In this implementation, the liquid steel in the ladle represents the basic elements of the alloy to be achieved, i.e. the elements which
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normalerweise von der oder den Hauptelektroden herrühren, und die Legierungselemente werden durch das Abschmelzen von wenigstens einer Nebenelektrode deren unteres Ende in die Schlacke welche sich in der Pfanne über dem Stahl befindet eintaucht, eingebracht.normally originate from the main electrode or electrodes, and the alloying elements are formed by the melting of at least one secondary electrode its lower end into the slag which is in the pan above the steel is immersed, introduced.
Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren erzielten Vorteile sind folgende:The advantages achieved with the method according to the invention are as follows:
1. Diö direkte Herstellung von hochwertigen Spezialstählen und Superlegierungen aus einer unlegierten Elektrode und Legierungselektroden mit hohem "Wirkungsgrad ohne vorhergehende Schmelze.1. Diö direct production of high-quality special steels and superalloys from an unalloyed electrode and alloy electrodes with high "efficiency without prior melting.
2. Schmelzen von Komponenten mit verschiedenen Schmelz- und Verflüchtigungspunkten mittels einem Verfahren mit nur einem Verfahrensschritt und gutem Ausbringen der Legierungskomponenten.2. Melting of components with different melting and volatilization points by means of a process with only one process step and good Removal of the alloy components.
3. Erzielen von kleinen Legierungsmengen mit spezifischer Zusammensetzung.3. Achieving small amounts of alloy with a specific composition.
4. Ausscheidung von Verunreinigungen aus den Ausgangsmaterialien durch Reaktion und Verbindung mit der Elektroschlacke.4. Elimination of impurities from the starting materials by reaction and connection with the electroslag.
5. Verminderung der Verflüchtigungsverluste (beispielsweise bei der Verwendung von Chrom).5. Reduction of volatilization losses (for example when using of chrome).
6. Da die Legierungselektroden selbst Energiequelle sind, werden die Badtemperatur und die Interdiffusionseffekte erhöht. Da die Interdiffusion exponentiell mit der Temperatur ändert wir^'.die Homogenität sowie die Qualität der resultierenden Legierung mit einer starken Zeitverminderung erzielt.6. Since the alloy electrodes themselves are a source of energy, the bath temperature and increases the interdiffusion effects. Since the interdiffusion We change exponentially with temperature, the homogeneity as well as the quality of the resulting alloy is achieved with a large reduction in time.
7. Die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit Tiegeln welche einen oberen erweiterten Teil aufweisen erlaubt die Herstellung von Blöcken mit jedem kleinen gewünschten Querschnitt aus Elektroden mit grösserem Querschnitt. Im Elektroschlackeumschmelzverfahren verwendet man Elektroden mit relativ kleinem Querschnitt zur Herstellung von Blöcken mit grossem Querschnitt. Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich-Elektroden mit grossem Querschnitt zur Herstellung von Blöcken mit kleinerem Querschnitt als die Elektroden zu verwenden. Dies stellt einen grossen Vorteil für die Konstruktion von Schmelzvorrichtungen dar, da die teuren und komplizierten7. The implementation of the method according to the invention with crucibles which Having an upper widened part allows the production of blocks with any small desired cross-section from electrodes with larger ones Cross-section. Electroslag remelting uses electrodes with a relatively small cross-section for the production of blocks with a large cross-section. With the present invention it is possible to use electrodes large cross-section to use for the production of blocks with a smaller cross-section than the electrodes. This represents a great benefit for the Construction of melting devices, because the expensive and complicated
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Vorrichtungen zum Auswechseln der Elektroden nicht mehr erforderlich sind. Aus diesem Grunde sind die häufigen Unterbrechungen welche durch Auswechseln der Elektroden hervorgerufen werden vermieden.Aus diesem Grunde wird auch die Qualität des Blockes und speziell die Oberflächenqualität des Blockes stark verbessert.Devices for changing the electrodes are no longer required. For this reason, the frequent interruptions that are caused by changing the electrodes are avoided. For this reason, also the quality of the block and especially the surface quality of the block is greatly improved.
8. Herstellung von Blöcken verschiedener Formen und Abmessungen.8. Manufacture of blocks of various shapes and dimensions.
9. Herstellung von hochlegierten Spezialstählen in Stahlpfannen, Elektroöfen, Konvertern und ähnlichen Behältern.9. Manufacture of high-alloy special steels in steel pans, electric furnaces, Converters and similar containers.
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