DE2152689B1 - Deckel fuer esu-kokillen zur aufrechterhaltung einer kontrollierbaren atmosphaere - Google Patents

Description

• Die Zutrittsmöglichkeit für die wasserstoffhältige Außenatmosphäre beschränkt sich somit auf den schmalen Spalt, der zwischen Elektrode 2 und dem Deckel 8 übrigbleibt, so daß eine Wasserstoffaufnahme des umgeschmolzenen Metalles auf dem Weg über die Schlacke praktisch nicht erfolgt. Durch eine Schutzgaszuführungsieitung 9 kann der ringförmige Raum zusätzlich mit Schutzgas gespült werden, so daß es bei Verwendung wasserstofffreien Schutzgases sogar möglich ist, Wasserstoff aus dem System zu entfernen. Das Schutzgas entweicht entweder unter dem Rand des Deckels 8 oder durch einen nicht dargestellten Abzugsstutzen, der mit einem Ventil oder mit einem Syphonverschluß versehen ist, so daß im ring-
• förmigen Raum ein geringer Schutzgasüberdruck erhalten bleibt. Durch Einstellung einer bestimmten Schutzgaszusammensetzung, z. B. Argon mit geringem Sauerstoffgehalt hat man es in der Hand, die übrigen willkommenen metallurgischen Wirkungen der Schlacke wie z. B. deren Entschwefelung zu nützen.
• Es ist dem Fachmann klar, daß das Umschmelzen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch begonnen werden kann, wenn sich der untere Rand der Kokillel und die Oberfläche der Bodenplatte5 in derselben Höhe befinden. In diesem Fall kann man auf die Wirkung der kontrollierbaren Atmosphäre so lange verzichten, bis das Schlackenbad bis zum unteren Rand des Deckels angestiegen ist, was bei Verwendung kurzer Kokillen nicht sehr ins Gewicht fällt. Aber auch bei langen Kokillen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar. Allerdings ist es in diesem Fall empfehlenswert, zwischen Kokille und Deckel eine Vorrichtung, z. B. einen Balg oder eine gleitende Dichtung, vorzusehen, die es gestattet, bei Aufrechterhaltung der Abdichtung den Deckel relativ zur Kokille zu verschieben.
• Sollen mehr als eine, z. B. drei Elektroden mit Drehstromschaltung umgeschmolzen werden, so ist es erforderlich, den erfindungsgemäßen Deckel in drei Teile mit je einer erfindungsgemäßen Elektrodendurchtrittsöffnung zu teilen und die drei Teile unter Zwischenschaltung von elektrischen Isolierungen zusammenzufügen, damit ein Kurzschluß zwischen den Elektroden über den Deckel ausgeschlossen ist.
• Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit einfachen Mitteln eine kontrollierbare Atmosphäre über dem Schlakkenbad erreicht werden kann, die sonst nur mit großem Aufwand dadurch erreichbar wäre, daß Kokille und Elektrode wie z.B. bei Vakuumlichtbogenöfen in einem geschlossenen Raum untergebracht werden.
• Durch den relativ kleinen Schutzgasraum wird auch ein geringer Schutzgasverbrauch erzielt. Außerdem können die geringen Schutzgasmengen zusammen mit etwa aus der Schlacke entwichenden schädlichen Abgasen leicht abgesaugt oder abgeleitet werden, so daß eine Belästigung für das Bedienungspersonal nicht mehr auftritt.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Deckel für ESU-Kokillen zur Aufrechterhaltung einer kontrollierbaren Atmosphäre oberhalb der Schlackenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel mit seinem die Durchtrittsöffnung für die Elektrode bildenden unteren Rand in den Kokillenhohlraum ragt.
2. 2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Vorrichtung zur Zufuhr von Schutzgas versehen ist.
3. 3. Deckel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung für die Elektrode trichterförmig ausgebildet ist.

   Die Erfindung betrifft einen Deckel für ESU-Kokillen zur Aufrechterhaltung einer kontrollierbaren Atmosphäre oberhalb der Schlackenschicht.

   Es ist bekannt, beim Elektro-Schlacke-Umschmelzen über der Schlackenschicht eine Schutzgasatmosphäre, z. B. aus Argon, vorzusehen, um z. B. den Wasserdampfpartialdruck in der Atmosphäre herabzusetzen und so die Aufnahme von Wasserstoff in das umgeschmolzene Metall zu verhindern oder die Sauerstoffaufnahme zu beherrschen. Dazu bedient man sich eines am oberen Kokillenrand angeordneten ringförmigen Rohres, das mit nach innen gerichteten Ausblasöffnungen für das Schutzgas versehen ist.

   Es ist auch bekannt, zum besseren Abschluß des über der Schlacke befindlichen Kokillenraumes zusätzlich noch einen Deckel anzuordnen.

   Beim Umschmelzen größerer Blöcke hat es sich aber herausgestellt, daß sich auch mit dieser Vorrichtung eine Wasserstoffaufnahme in das umgeschmolzene Metall nicht ganz vermeiden läßt, wenn man vertretbare Schutzgasmengen anwendet. Insbesondere beim Umschmelzen von Blöcken aus Stahl mit Durchmessern über 1000 mm erfolgt das Umschmelzen mit so geringer Blockaufbaugeschwindigkeit und mit so großen Anteilen flüssigen Metalls, daß viel Zeit für die Wasserstoffaufnahme zur Verfügung steht. Auch ist bei großen Blöcken eine verhältnismäßig größere freie Schlackenfläche vorhanden. Unter diesen Umständen genügt schon die Durchmischung der Schutzgasatmosphäre mit der über dem Deckel befindlichen Luft. Diese Durchmischung wird durch den Spalt ermöglicht, der zwischen dem Rand der Durchtrittsöffnungen des Deckels für die Elektroden und den Elektroden selbst entsteht.

   Zwecks Vermeidung dieser Durchmischung wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Dekkel mit seinem die Durchtrittsöffnung für die Elektrode bildenden unteren Rand in den Kokillenhohlraum ragt, so daß dann dieser Rand beim Umschmelzen in die Schlackenschicht eintaucht oder diese beinahe berührt. Schon dadurch, daß somit die Abdichtung durch eine Flüssigkeit, und zwar durch die Schlacke erfolgt, wird eine so gute Abdichtung erzielt, daß sich von selbst eine Schutzgasatmosphäre ergibt, weil die unerwünschten Gehalte der eingeschlossenen Luft an Sauerstoff und Wasserstoff binnen kürzester Zeit verbraucht werden.

   Doch kann der Deckel in weiterer Ausbildung der Erfindung auch mit einer Vorrichtung zur Zufuhr von Schutzgas versehen sein, so daß dann eine aktive Beeinflussung des Wasserstoffgehaltes der Schlacke und somit des Blockes möglich ist. Selbst im Fall einer geringen Spaltbildung zwischen der Schlackenoberfläche und dem unteren Rand der Durchtrittsöffnungen des Deckels ist dann der Schutzgasverbrauch sehr gering, weil sich der Spalt an der tiefstmöglichen Stelle befindet und daher die sogenannte Essenwirkung des heißen Schutzgases entfällt.

   Wenn die Umschmelzanlage so eingerichtet ist, daß bei der Herstellung eines einzigen Blockes mehrere Abschmelzelektroden nacheinander abgeschmolzen werden, wie es bei der Herstellung relativ großer Blöcke in der Regel der Fall ist, so ist es außerdem zweckmäßig, daß die Durchtrittsöffnungen im Deckel für die Elektroden trichterförmig ausgebildet sind.

   Dadurch wird erreicht, daß sich beim Elektrodenwechsel beim Absenken der jeweils neuen Elektrode diese von selbst in der Durchtrittsöffnung zentriert.

   Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

   In der kurzen wassergekühlten Kokille 1 wird eine Abschmelzelektrode 2 abgeschmolzen, die in das Schlackenbad 3 eintaucht.

   Der entstehende Block 4 ruht auf der Bodenplatte 5 auf. Mit Hilfe nicht dargestellter Vorrichtungen wird die Abschmelzelektrode2 im Maße ihres Abschmelzens in das Schlackenbad'3 abgesenkt und mit zunehmendem Bio ckaufb au entweder die Bodenplatte 5 abgesenkt oder die Kokillel angehoben, so daß sich das Schlackenbad 3 und die Oberfläche des flüssigen Metallsumpfes 6 relativ zur Kokille in etwa gleicher Höhenlage befinden.

   Durch eine elektrische Isolation 7 von der Kokille 1 getrennt ist ein Deckel 8 so angeordnet, daß er sich trichterförmig nach unten verengt und mit seinem unteren Rand etwas in die Schlackenschicht 3 eintaucht. Der Deckel 8 ist wassergekühlt, und das Wasser wird am besten durch Wasserleitbleche so geführt, daß alle Teile des Deckels 8 zwangsläufig gekühlt werden.

   Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Zu Beginn des Umschmelzens wird die Kokille 1 so weit abgesenkt oder die Bodenplatte 5 so weit in die Kokille 1 eingefahren, bis die Oberfläche der Bodenplatte 5 vom unteren Rand des Deckels 8 einen solchen Abstand hat, wie er der Höhe des vorgesehenen Schiackenbades 3 entspricht.

   Nach dem Eingießen oder Aufschmelzen der Schlacke taucht der untere Rand des Deckels 8 in die Schlacke 3 ein, und es entsteht über dem Schlackenbad 3 ein ringförmiger absolut abgeschlossener Raum.