DE2122752A1

DE2122752A1 - Verfahren zur Herstellung von Gußblöcken und Elektronenstrahl-Schmelzofen zur Realisierung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2122752A1
Application number: DE19712122752
Authority: DE
Original assignee: Institut elktroswarki imeni E.O. Patona Akademii nauk Ukrainskoj SSR, Kiew (Sowjetunion)
Priority date: 1970-06-15
Filing date: 1971-05-07
Publication date: 1971-12-16
Also published as: FR2095251B1; DE2122752B2; US3749149A; DE2122752C3; FR2095251A1

Description

Institut Elektrosvarki imeni E.O.Patona P 57 015/2 Akademii ITauk Ukrainskoj SSR „ _Ma^

Kiew/UdSSR ^RZ/Br

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON GUSSBLÜCKEN -XINJ) ELEKTRONEKSTRAHL-SCHMELZOFEN ZUR REALISIERUNG DIESES VERFAHRMS

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Gußblöcken sowie Elektronenstrahl-Schmelzöfen zur Realisierung dieser Verfahren·

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Guß blöcken bekannt, nach dem Metall im. Elektronenstrahlofen in einem Zwischenbehälter mit konstantem Rauminhalt und in einem weiteren Behälter mit veränderlichem Volumen, der zur Metaller /stajcx""j dient, geschmolzen wird.

Es ist auch ein Elektronenstrahl-Schmelzofen zur Realisierung dieses Verfahrens bekannt, der eine senkrecht an-

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geordnete Kokille besitzt, deren Rauminhalt sich beim Verschieben (Senken) dee Anfahrkopf es in Bezug auf die unbewegliche Kokille ändert. In derartigen Elektronenstrahlofen wird das Metall in der Kokille oder in einem Zwischenbehälter geschmolzen_r aus dem es in die Kokille herabfließt· Beim Erstarren des Metalls werden Guß blocke mit rundem oder quadratischem Querschnitt ehalten, die vor dem Blechwalzen zu Flachbrammen ausgeschmiedet werden. In Elektronenstrahl-Schmelzöfen mit bekannten Kokillen gelingt es nicht, flache Gußblöcke zu erhalten und dadurch das kostspielige Vorschmieden oder Vorwalzen der Gußblöcke zu Flachbrammen zu vermeiden. Die bekannten Elektronenstrahlofen ermöglichen es auch nicht/ mehrschichtige Gußbrammen zu erzeugen. Außerdem

(fet)

werden bei bekannten Verfahren die Gußblöcke aus der Kokille herausgezogen, wobei an der Oberfläche des geformten Gußblocks Einrisse und Hisse entstehen, durch die die Qualität der Stränge herabgesetzt wird.

Die Erfindung bezweckt, die erwähnten Schwierigkeiten zu beseitigen.

Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, ein Verfahren zum Herstellen von Gußblöcken und einen Elektronenstrahl-Schmelzofen zur Realisierung dieses Verfahrens zu entwickeln, die es ermöglichen, den Herstellungsprozeß der zum Blechwalzen bestimmten Brammen durch unmittelbares Erzeugen von Gußbrammen im Elektronenstrahl-Schmelzofen zu

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verbilligen. Außerdem wurde die Aufgabe gestellt, die Oberflächenqualität von flachen und auch mehrschichtigen Brammen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch Entwickeln eines Verfahrens zur Gußblockherstellung durch Umschmelzen des Metalls in einem Elektronenstrahl-Schmelzofen mit einem Zwischenbehälter und einem zur Metaller/sta**yng dienenden Behälter mit veränderlichem Hauminhalt gelöst, bei dem erfindungsgemäß der Behälter zur Metaller>starri/ng während des Füllens mit Metall in horizontaler Richtung vergrößert wird.

Dies ermöglicht den Herstellungsprozeß von zum Blechwalzen bestimmten Brammen zu verbilligen, weil das Vorschmieden oder Vorwalzen der Gußblöcke zu Flachbrammen entfällt.

Der Behälter zur Met all erstarren;} wird zweckmäßigerweise durch Horizontalverschiebung seines trogartigen Körpers in -dezug auf seine innenseitige Trennwand vergrößert·

Dadurch wird es möglich^die Qualität der erzeugten Gußblöcke zu erhöhen_} da die Bildung von Einrissen und Rissen in der Gußblockoberschicht vermieden wird.

Zur Bildung der zweiten Schicht des Gußblocks kann die iiiaenseitige Tennwand auf eine, der Dicke der vorhergehenden erstarrten Gußblockschicht entsprechende Hohe gehoben werden und der Behälter zur Metaller^starrv/n^ kann in

seine Ausgangslage JÄurückgebracht werden, wonach der Zyklus der Metallzuführung wiederholt wird.

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Dadurch wird die Herstellung von mehrschichtigen Gußbrammen möglich.

Zur !Realisierung dieses Verfahrens wurde ein Elektronenstrahl-Schmelzofen zum Erzeugen von Gußblöcken entwickelt, der eine Vakuumkammer mit Beschickungsvorrichtung, mit in dieser Kammer eingebauten Elektronenkanonen, mit wassergekühltem Zwisckenbehälter und mit ebenfalls wassergekühltem Behalter zur Metaller^staifiun^ enthält, wobei erfixidungsgemäß der Behälter zur Metall exvstarri/ng

als trogartiger Untersatz ausgebildet undcfewtgebaut ist, daii er in Bezug auf seine in der "Vakuumkammer befestigte, inuenseitige Trennwand in horizontaler Richtung verschiebbar "ist.

Ein derartig aufgebauter Ufen erhöht ciie Wirtschaft— lichkeit der zum Blechwalzen bestimmten Brammen, da diese Brammen unmittelbar im Ofen erzeugt werden, so daß Vo rschmieden oder Vorwalzen vermieden und höhere Oberflächen— qualität der Gußblocice sichergestellt wird.

Die innenseitige Trennwand des trogartigen Untersatzes wird üweckmäßigerweise in der Vakuumkammer «feroiifbef es cig t, daß sie vertikal in Bezvy auf den trogartigen Untersatz verstellbar ist".

Dies ermöglicht die Herstellung von mehrschichtigen üußbrammen.

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel des iilektronenstrahi-öchmelzofens zur

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Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird,

die eine Seitenansicht des Elektronenstrahl-Schmelzofens mit"A η schnitt darstellt.

Der Elektronenstrahl-Schmelzofen hat eine Vakuumkammer mit einer nicht eingezeichneten Beschickungsvorrichtung zur Zuführung des zum Umschmelzen bestimmten Werkstoffes 2 sowie mit eingebauten Elektronenkanonen J, 4, 5· In der Schmelzzone ist der an der Vakuumkammer 1 des Elektronenstrahl-Schmelzofens befestigte Zwischenbehälter 6 angeordnet.

Auf dem Boden der Vakuumkammer 1 sind Schienen 7 befestigt,

ein
auf denen Wagen 8 steht, der mittels Stange 9 mit einer (in der Zeichnung nicht abgebildeten. ) Vorrichtung zur horizontalen Hin- und Herverschiebung des Wagens 8 verbunden ist. Diese Vorrichtung kann mechanisch oder hydraulisch angetrieben werden. Auf dem Wagen 8 ist der trogärtige Untersatz 10 mit querstehender innenseitiger Trennwand 11 montiert, die mittels hohler Stangen 12 mit einer nicht eingezeichneten Vorrichtung zur vertikalen Verschiebung dieser Trennwand 11 verbunden ist. Diese Vorrichtung kann einen mechanischen oder hydraulischen Antrieb haben. Zur Kühlwasser-Zuführung ist der Zwischenbehälter 6 mit Hohlstangen 13 versehen. J)er trogartige Untersatz 10 hat zum selben Zweck Hohlstangen 14 und die innenseitige Trennwand 11 besitzt Hohlstangen 12·

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Der Elektronenstrahl-Schmelzofen zur Realisierung des Verfahrens gemäß der Erfindung funktioniert folgendermaßen.

Mit Hilfe der in der Zeichnung nicht abgebildeter Beschickungsvorrichtung wird Ausgangsmetall in die üchmelz-

rfei·

zone gebracht, in der es mittels Elektronenkanone 3 geschmolzen wird. Das geschmolzene Metall fließt in den Zwischenbehälter 6 herab, wo es durch die Strahlen der Elektronenkanone 4 nachgewärmt wird. Wenn der Zwischenbehälter 6 überfüllt ist, fließt das Metall in den horizontalen trogartigen Untersatz 10 herab.

In der Ausgangsstellung wird der trogartige Untersatz 10 so angeordnet, daß sein anfängliches minimales Volumen durch die innenseitige Trennwand 11 und durch die nahe der letzteren befindliche Stirnwand 15 des trogartigen Untersatzes 10 gebildet wird.

Im trogartigen Untersatz 10 wird das Metall durch die Strahlen der Elektronenkanone 5 erwärmt. Beim Füllen des anfänglichen Volumens des auf dem Wagen 8 montierten trogartigen Untersatzes 10 wird letzteren mittels der nicht eingezeichneten Vorrichtung zur Hin- und HerνerSchiebung (im vorliegenden Beispiel nach rechts) geschoben. Die Vorrichtung kann mit mechanischem oder hydraulischem Antrieb versehen sein. Infolge dieser Verschiebung wird der Abstand zwischen der innenseitigen Trennwand 11 und der Stirnwand 15 des trogartigen Untersatzes 10 größer. Flüssiges Metall füllt das wachsende Volumen des Untersatzes 10. Nach Verlassen der

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von der Elektronenkanone 5 bestrahlten Zone kühlt das Metall ab und beginnt von der Stirnwand 15 ausgehen! in Richtung der Trennwand 11 des trogartigen Untersatzes 10 zu er/staü-e«/-». Auf diese Weise bildet sich die erste Schicht 16 des Gußblocks· Nach dem Formieren der ersten Gußblockschicht 16 werden die Elektronenkanonen 5»^»5 abgeschaltet, die innenseitige Trennwand 11 wird mit Hilfe der in der Zeichnung nicht abgebildeten Vorrichtung zur vertikalen Verschiebung der Trennwand 11 auf eine Höhe, die gleich der Dicke der ersten erstarrten Gußblockschicht 16 ist, gehoben, und der trog artige Untersatz 10 (der im vorliegenden Beispiel auf Wagen aufgesetzt ist) wird unter Zuhilfenahme der nicht eingezeichneten Vorrichtung zur Hin- und Herverschiebung in die Ausgangsstellung gebracht, in der sich die Wand 15 in der Nähe der Trennwand 11 befindet. Darauf werden die Elektronenkanonen,

es

3, 4,5 eingeschaltet und beginnt das Formieren der zweiten

i? Gußblockschicht 17. Diese zweite Schicht kann je nach Wunsch aus demselben oder einem anderen Metall aufgeschmolzen werden.

Als Ergebnis dieses Prozesses werden Flachbrammen erhalten, die gut zum Blechwalzen geeignet sind.

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Claims

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7. Mai 1971 PATENTANSPRÜCHE: RZ/Br

1. Verfahren zur Herstellung von Gußblöcken durch Umschmelzen des Metalls in einem Elektronenstrahl-Schmelzofen mit einem Zwischenbehälter und einem zur Metaller^staucruno

dienenden Behälter mit veränderlichem Volumen, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter

zur Met allere st exxvr\<j während des Füllens mit Metall in horizontaler Richtung vergrößert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter zur Metaller sta-Cxung durch Verschiebung seines Körpers in horizontaler Richtung in Bezug auf seine innenseitige Trennwand (11) vergrößert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch g ekennze ichnet, daß zur Bildung der nächsten Gußblockschicht (17) die innenseitige Trennwand (11) auf eine Höhe gehoben wird, die der i^icke der vorhergehenden Gußblockschicht (16) entspricht, und der Behälter zur

Met alle r^starrwn^f in seine Ausgangsstellung zurückgebracht wird, wonach sich der Zyklus der metallzuführung wiederholt.

4. Elektronenstrahl-Schmelzofen zum ^rzeugen von Gußblöcken gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dor

1 (HJ Β Γ: 1 / i OUG

mit

eine Vakuumkammer mit Beschickungsvorrichtung, in der Vakuumkammer eingebauten Elektronenkanonen, mit wassergekühltem Zwischenbehälter und mit ebenfalls wassergekühltem behälter zur Metallir^starri//7y enthält, dadurch ge-

kennze i chnot, daß der Behälter zur Metaller als trogartiger Untersatz (10) ausgebildet

derart

und gebaut ist,daß er in ^üezug auf seine in der Vakuumkammer (1) befestigte, innenseitige, Trennwand (11) in horizontaler Richtung versohiebbo»· ist.

■j. Elektronenstrahl-Schmelzofen nach Anspruch 4- zur Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die innenseitige 'i'rermwand (11) des trogartigen Untersatz (10; in der Vakuumkammer (1)dtwrt befestigt ist, daß sie vertikal in. Bezi/^ auf den trogartigen Untersatz (10)

versfc ellbar 'ist.

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