DE2211455A1

DE2211455A1 - Electro-slag remelting process of consumable electrodes

Info

Publication number: DE2211455A1
Application number: DE19722211455
Authority: DE
Inventors: Boris E.; Medowar Boris I.; Stupak Leonie M.; Baglai Witalij M.; Bogatschenko Alexej G.; Kiew; Kazakow Sergej S. Zaporosche; Zykulenko Anatolij K. Kiew; Paton (Sowjetunion). M
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1971-03-17
Filing date: 1972-03-09
Publication date: 1972-10-05
Also published as: FR2130268A1; FR2130268B1; DE2211455B2; DE2211455C3; GB1370721A; IT960772B; SE374933B; BE780774A; AT316026B

Description

221H55221H55

Institut elektrosvarki imeni E.O.Patona P 4-2 977/2Institut elektrosvarki imeni E.O.Patona P 4-2 977/2

Adademii Nauk Ukrainsskoj SSR 9.März 1972Adademii Nauk Ukrainsskoj SSR March 9, 1972

L/Br Kiew/UdSSRL / Br Kiev / USSR

ELUJKTRO-SCHLACKE-UMSCtBzIELZVERi¹AnREN VON ABSCHMELZ-ELUJKTRO-SCHLACKE-REVISION ZIELZVERi ¹ REN OF MELTING

Diese Erfindung bezieht sich auf die Elektrometallurgie, insbesondere auf ein Verfahren zum Elektro-Schlacke-Umschmelzen von Abschmelz- ■ Elektroden, beispielsweise gleichzeitig zweier Elektroden.This invention relates to electrometallurgy, in particular a method for electro-slag remelting of consumable ■ electrodes, for example two electrodes at the same time.

Ein Verfahren zum Elektro-Scnlacke-Umschmelzen einiger Abschmelz-Elektroden in einer abkühlbaren ' Kokille unter Bildung von Schlacken- und Metallbad. Dabei sind dieA method of electro-snlack remelting some Consumption electrodes in a coolable 'mold with the formation of a slag and metal bath. There are those

ABSCHMELZ- Elektroden an die jeweilige Kraftquelle veren ABSCHMELZ electrodes are connected to the respective power source

schied polig angeschlossen und in ein und demselben Elektro-different poles connected and in one and the same electrical

ein
denhalter gespannt, was sich als besonders zweckmäßig erweist.a
The holder is curious about what will prove to be particularly useful.

Das gleichzeitige Abschmelzen einiger ' itechmelz- Elektroden ist für das Umschmelzen von Rohblöcken von großem Querschnitt zum Beispiel von 1200 3c 400 mm zweokmäßig.The simultaneous melting of a few 'itechmelz electrodes is two-step for the remelting of ingots with a large cross-section, for example 1200 3c 400 mm.

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Die im Gieß-, Walz- oder Schmiedeverfahren hergestellten ' Abschmelz- Elektroden weisen jedoch flächeninäßig ungleiche Querschnitte auf, die aber noch in den zulässigen Abweichungsgrenzen gemäß der Herstellungstechnologie liegen» Ihrer Län^e nach haben die Abschmelz- Elektroden eine gewisse Krümmung, daher werden sie mit unterschiedlichem Abstand von den Kokillen-, wand en aufgestellt. Beim Ümschmelzvorgahg werden außerdura die Abschmlez - Elektroden nicht gleichmäßig über ihre Länge und über ihren Querschnitt von den diese durchfließenden Strömen erhitzt und ebenfalls nicht gleichmäßig durch die natürlichen Gasströmungen, die an den Elektroden entstehen, abgekühlt ·The consumable electrodes produced by casting, rolling or forging processes, however, have unequal areas Cross-sections, but still within the permissible deviation limits According to the manufacturing technology, according to their length, the consumable electrodes have a certain curvature, therefore they are at different distances from the mold, walls erected. During the Umschmelzvorgahg extra dura the ablating electrodes are not uniform over their length and over their cross-section from those flowing through them Streams are heated and also not cooled evenly by the natural gas flows that arise at the electrodes ·

V/ie durch Untersuchungen festgestellt wurde, verändert sich somit beim Umschmelzvorgang αΤβ^{11 auc 1β e} der gleichzeitig abzuschmelzenden '_ > Elektroden ungleich, und dieses Mißverhältnis(Fehlanpassen) führt zu einer Qulitätsminderung der Schmelzblöcke.V / ie has been found by studies, thus changing the remelting αΤβ ^{11 auc 1β e} abzuschmelzenden the same time '_> electrodes unequal, and this disproportion (mismatching) leads to a Qulitätsminderung the melting blocks.

Eine Elektrode, die an der Oberfläche eines Scnlackenbades abschmilzt, oxydiert natürlich sehr stark und verunreinigt das Schmelzgut. Eine Elektrode, die zu tief getaucht ist, beeinflußt{negativ)die Oberflächengestaltung der Blocke.^.An electrode that melts on the surface of a snag bath naturally oxidizes very strongly and pollutes it the melt material. An electrode that is immersed too deeply influences (negatively) the surface design of the blocks.

Es kommt vor, daß der Haupt- (der größte) Teil des durch die Elektroden fließenden Stromes nicht durch den aufzuschmelzenden Block, sondern durch die Schlacke zwischen den Elektroden fließt.It happens that the main (major) part of the current flowing through the electrodes does not flow through the one to be melted Block, but instead flows through the slag between the electrodes.

Dies Erscheinung entsteht auch bei einem Elektro-Schlacke-Verfahren mit Ausgleichenstromen, die die Blöcke durchfließen,This phenomenon also occurs with an electro-slag process with equalizing currents flowing through the blocks,

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wenn die ströme in den Abschmelz-Elektroden unterschiedlich s ind.when the currents in the consumable electrodes are different are.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der genannten Nachteile·The present invention aims to eliminate the disadvantages mentioned

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektro- -Schlacke-Umschuielz-Verfahren für Abschmeiz - Elektroden mit solch einer Temperaturänderung der'Abschmelz-Elektroden zu entwickeln, daß die Herstellung von Blöcken mit gleichmäßiger Struktur und verbesserter Oberflächengüte ermöglicht sowie die Oxydation des Schmelzgutes vermindert-wird.The invention is based on the object of providing an electro-slag encapsulation method for ablating electrodes with such a temperature change of the consumable electrodes to develop that enables the production of blocks with a uniform structure and improved surface quality as well as the oxidation of the melting material is reduced.

Diese Aufgabe wird durch die Entwicklung eines Elektro-This task is accomplished by developing an electrical

abschmelzende Schiacke-Umschmelz-Verfahrens für Elektroden, min-melting Schiacke remelting process for electrodes, min-

zwei
destens gleichzeitig/ die in einem einheitliche:two
at least at the same time / in a uniform:

Elektrodenhalter gespannt und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in eine_r kühlbaren Kokille unter Bildung von Schlacken- und Metallbad umgeschmolzen werden, er-Are tensioned electrode holder and remelted at different speeds in a _r coolable mold with the formation of slag and metal bath, ER

gelös.t. in 4em
f indungsgemaü m der an das Schlackenbad angrenzenden Zone einsolved. in 4em
is found in the zone adjoining the slag bath

gekühlt er Gasstrom der Seitenfläche der Abschmelzelektrode zugeführt wird, die ungenügend in das Schlackenbad getaucht ist.He cooled the gas flow of the side surface of the consumable electrode is supplied, which is insufficiently immersed in the slag bath.

Der gekühlte Gasstrom setzt die Temperatur der Elektrode herab, derer Oberfläche er zugeführt wird, sowie die Temperatur der Schlackenschmelze in dieser Zone.The cooled gas flow sets the temperature of the electrode the surface of which it is fed, as well as the temperature of the slag melt in this zone.

Dadurch wird die Geschwindigkeit des Abschmelzen^ der Elektrode verringert und folglich die Tauchtiefe dieser Elektrode in die Schlacke vergrößert, das heißt, daß das Fehlanpassen der Elektroden verkleinert wird*This increases the rate of melting ^ the Electrode decreases and consequently increases the immersion depth of this electrode in the slag, that is, the mismatch of the electrodes is reduced *

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Zweckmäßigerweise ist der Strom des gekühlten GasesThe flow of the cooled gas is expedient

ein ein- a one

in der Richtung von der weniger getauchten zu der tiefer getauchten Elektrode zu führen.in the direction from the less immersed to the deeper immersed Lead electrode.

3>ies -trkgtzum Ausgleich der äuchtiefender Abschmelz-Elektro den durch die Verlangsamung des Abschmelzens der weniger eirfcaucl» enden und durch Beschleunigung des Abschraelzens der tiefer eintauchen.de Elektrode bei.3> ies -trkgt to compensate for the deep melting electrical by slowing down the melting of the less eirfcaucl » end and by accelerating the removal of the deeper eintauchen.de Electrode.

Vorteilhaft wird. in den Strom des gekühlten Gases Peststoffteilchen ein. geführt , die als Raffinationsmittel wirken.Becomes beneficial. in the stream of the cooled gas particles of pesticides a. which act as refining agents.

es
Dies ermöglicht , die Abkühlung der ungenügend in dasit
This enables the cooling of the insufficient in the

eina

Schlackenbad getauchten Abschmelz-. Elektroden zu intensivieren und gleichzeitig die Qualität der umzuschmelzenden Blöcke zu verbessern.*Slag bath immersed meltdown. Intensify electrodes and at the same time to improve the quality of the ingots to be remelted. *

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vollgeschrieben.An exemplary embodiment is provided below to explain the invention of the invention in full.

Die zwei in einem gemeinsamen Elektrodenhalter gespannten Elektroden mit ungleicher Querschnittsfläche werden an die verschiedenen Wicklungsenden eines Einphasentransformators angeschlossen. The two electrodes with unequal cross-sectional areas clamped in a common electrode holder are attached to the different Winding ends of a single-phase transformer connected.

In einejrt 'kühlbaren Kokille wird mittels irgendeiner für dieses Verfahren passenden Methode ein Schlackenbad erzeugt, in das in gleicher Tiefe die Enden der Abschmelz-EIektroden beim ausgeschalteten Transformator getaucht werden. Zwischen den Elektroden beginnt der Strom zu fließen, der die Schlacke erhitzt, und die Elektroden beginnen abzuschmelzen.In a coolable mold is made by means of any A suitable method for this process creates a slag bath in which the ends of the consumable electrodes are at the same depth be immersed when the transformer is switched off. The current begins to flow between the electrodes, causing the Slag heats up and the electrodes begin to melt.

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Die Elektroden werden je nach ihrem Abschmelzen in die Schlacke el lagetaucht. Die Geschwindigkeit des Abschmelzens der Elektroden ändert man mittels Veränderung der Stromstärke · in den Elektroden und Veränderung der Spannung des Transformators Die Entstehung einer Fehlanpassung wird in bekannter V/eise durch. Anzeige vor Voltmetern.ermittelt, die zwischen jeder Elektrode und dem aufzuschmelzenden Block geschaltet sind·Depending on how they melt, the electrodes are immersed in the slag el. The speed of melting of the electrodes is changed by changing the current intensity in the electrodes and changing the voltage of the transformer The emergence of a mismatch is known in the art. Display in front of voltmeters. Detects that between each electrode and the block to be melted are connected

Die Vergrößerung der Spannung zwischen der einen Elektrode und dem Block gegenüber der Spannung zwischen der anderen Elektrode und dem Block zeugt von einer Verringerung der "Tauchtiefe in die Schlacke der ersten Elektrode im Vergleich zur zweiten Elektrode.The increase in voltage between one electrode and the block compared to the voltage between the other Electrode and the block testifies to a reduction in the "immersion depth into the slag of the first electrode compared to the second electrode.

Erfindungsgemäß wird in die Zone der weniger in die Schlakke getauchten Elektrode kaltes Gas, zum Beispiel . Atmosphärenluft solange eingeblasen, bis die Fehlanpassung der Elektroden beseitigt ist, und zwar dann/werden die Spannungen zwischen den Elektroden und dem Block ausgeglichen.According to the invention, cold gas, for example. Atmospheric air is blown in until the mismatching of the electrodes is eliminated, and then the voltages between the electrodes and the block are equalized.

Das kalte Gas setzt die Temperatur der Elektrode herab, deren Seitenfläche es zugeführt,wird, und verringert auch die Temperatur des Schlackenbades in dieser Zone. Infolge der Abkühlung der Elektrode verringert sich die Geschwindigkeit des Abschmelzens der Elektrode und somit vergrößert sich die Tauchtiefe dieser Elektrode in die Schlacke, das heißt, daß der Stromabgleichfehler (Fehlanpassung) der Elektroden verringert wird.The cold gas lowers the temperature of the electrode, whose side surface it is fed, and also reduced the temperature of the slag bath in this zone. As the electrode cools down, the speed will decrease the melting of the electrode and thus the immersion depth of this electrode in the slag increases, that is, that the Current adjustment errors (mismatching) of the electrodes are reduced will.

Als kühlgas für Elektrode und Schlacke in der Elek-209841/0696 As a cooling gas for electrode and slag in the Elek- 209841/0696

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trodenzone können Argon, Mischungen von Sauerstoff mit Argon und andere Gase in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung der Elektroden und der Schlacke verwendet werden.Trodenzone can use argon, mixtures of oxygen with argon and other gases may be used depending on the chemical composition of the electrodes and the slag.

Dem Gas können Teilchen jeglicher bekannter iiaffinationsmittel hinzugefügt werden, die beim Schlacke-Uinschmelzen verwendet werden.Particles of any known affinity agent can be added to the gas used in slag smelting will.

Der gerichtete Gasstrom in der Kokille ' kann durchThe directed gas flow in the mold 'can through

einerone

Schaffung Druckdifferenz an den Elektroden erhalten werden. Creating pressure differential across the electrodes.

Im Falle einer konstanten Ursache, die eine Fehlanpassung der Elektroden hervorruft, zum Beispiel eines ständigen, über die ganze Länge der Elektroden vorhandenen Unterschieds im Elektrodenquerschnitt, wird in die Zone der Elektrode mit kleinerem Querschnitt ständig kaltes Gas eingeblasen, wobei man sich dabei an den Anzeigen der Voltmeter orientiert.In the case of a constant cause that is a mismatch of the electrodes, for example a constant difference in the length of the electrodes Electrode cross-section, cold gas is constantly blown into the zone of the electrode with a smaller cross-section, whereby you orientate yourself on the displays of the voltmeter.

Wenn die Spannung zwischen der Elektrode mit dem kleineren Querschnitt und dem Block gegenüber der Spannung zwischen der anderen Elektrode und dem Block zunimmt, so wird auch die Menge des der Zone der Elektrode mit kleinerem Querschnitt einzublasenden Gases vergrößert«If the voltage between the electrode with the smaller cross-section and the block compared to the voltage between the the other electrode and the block increases, so does the amount of the zone of the electrode with a smaller cross-section to be injected Gas increased "

V/enn diese Spannung abnimmt, so wird ent sprechend erweise auch die Menge des einzublasenden Gases verringert.If this voltage decreases, it will be shown accordingly also reduces the amount of gas to be blown.

Dieses Verfahren wurde beim Umschmelzen von Blöcken mit einem Querschnitt von 1200 χ 400 ram erprobt. Es wurden zweiThis process was tested when remelting blocks with a cross-section of 1200 χ 400 ram. There were two

Abschmelz-Elektroden mit einem Querschnitt von 4-50 χ 250 mm abgeschmolzen. Der Unterschied in den Querschnittsflächen derConsumable electrodes with a cross section of 4-50 250 mm melted off. The difference in the cross-sectional areas of the

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Elektroden betrug 8%. Die Fehl anpassung belief sich auf 100-150 nun bei der Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden und der Wanne aU= 10 bis I? V.Electrodes was 8%. The mismatch amounted to 100-150 now with the voltage difference between the electrodes and the tub aU = 10 to I? V.

Dabei schmoll eine:.¹ der Elektroden fast mit .ihP.er ganzen Fläche auf der Oberfläche des Schlackenbades ab. Die Zuführung kalter Luft mr Zone der Elektrode mit geringerer E-Tn-•fcauchtiefe in die Schlacke verursachte eine Verringerung der Geschwindigkeit des Abschmelzens dieser Elektrode, eine Vergrößerung ihrer tauchtiefe in die Schlacke und Verminderung den FehlanpassuiiQ bis auf 0 bis 20 mm bei ^U= 1-2 V. Dabei erfolgte das Abschmelzen der beiden Elektroden ohne Veränderung der elektrischen Schmelzführung und bei unveränderlicher Geschwindigkeit des Ausschmelzens des Blocks ohne Oxydation des Metalls auf der Oberfläche des Schlackenbades; die Oberflächegüte des Blockes wurde besser am ganzen Umfang des Blockes.One pouted: ^{1 of} the electrodes with almost the entire area on the surface of the slag bath. Supplying cold air mr zone of the electrode with a lower E-Tn • fcauchtiefe in the slag caused a reduction in the rate of melting of this electrode, an enlargement of its immersion depth in the slag and reducing the FehlanpassuiiQ to 0 mm to 20 at ^ U = 1-2 V. The melting of the two electrodes took place without changing the electrical melt flow and at an unchangeable rate of melting of the block without oxidation of the metal on the surface of the slag bath; the surface quality of the block improved over the entire circumference of the block.

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Claims

* "ö" March 9, 1972 PATENT CLAIMS: 221H55 P 42 977/2 9.MaJ L / Br

1. Electro-slag - a process for remelting ^ \

. ab sch m ti i. * n. <i «n>

Electrodes, ^ at least two at the same time, which in

a common electrode holder clamped and at different speeds in the. ■ coolable KoKijfe melted off with the formation of a slag and metal bath

are characterized in that

en g \ _n

in the zone adjoining the slag bath, the cooled gas stream is fed to the side surface of the / ibsckm «? -ät metal electrode, which is insufficiently immersed in the slag bath.

2. The method according to claim 1, characterized. ge

indicates that the cooled gas flow in the

"deep JÜ &)
Direction from the less immersed Ah * t \\\ v \ t ^ electrode to the more deeply immersed electrode.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that solid particles are introduced into the stream of the cooled gas which act as refining agents works"

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