DE2215860B2 - Elektroschlacke-Umschmelzanlage zum Umschmelzen von selbstverzehrenden Elektroden - Google Patents
Elektroschlacke-Umschmelzanlage zum Umschmelzen von selbstverzehrenden ElektrodenInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektroschlacke-Umschmelzanlage
zum Umschmelzen von selbstverzehrenden Elektroden unter gleichzeitiger Ausbildung von mehreren Blöcken.
Die bekannten Elektroschlacke-Umschmelzanlagen
zum Umschmelzen von selbstverzehrenden Elektroden enthalten: pine Säule, die einen Elektrodenhalter
mit einer oder mehreren Elektroden trägt, welche an eine Stromquelle angeschlossen sind, einen Untersatz
für eine Kokille mit einem Hohlraum zum Schmelzen der selbstverzehrenden Elektroden und
Ausbildung des Blockes sowie Antriebe zur gegenseitigen Verschiebung des Elektrodenhalters, der
Kokille und des Untersatzes.
Diese Anlagen ermöglichen die Erzeugung von Blöcken sowohl runden als auch rechteckigen Querschnitts
(Brammen).
Die Leistung dieser Anlagen reicht jedoch nicht aus, um den ständig wachsenden Bedarf an Metallblöcken
zu befriedigen.
Aus diesem Grunde wurden Versuche gemacht, eine Elektroschlacke-Umschmelzanlage mit drei parallel
arbeitenden unbeweglichen Kokillen zu schaffen, in denen zu gleicher Zeit je ein Block aufgeschmolzen
und mindestens eine selbstverzehrende Elektrode umgeschmolzen wird (Metallworking Production,
1967, volIII, Nr. 32, S. 7).
Hierbei sind in der Anlage drei Schlackenbäder vorhanden, für deren Anwärmen und nachfolgendes
Halten auf der gewünschten Temperatur eine bedeutende Elektroenerßiemenge verbraucht wird, während
das gleichzeitige Abkühlen der drei Kokillen zu entsprechenden Wärmeverlusten führt.
Die selbstverzehrenden Elektroden, deren Anzahl mindestens drei beträgt, sind mit Bezug aufeinander
in einem Abstand angeordnet, der der Wanddicke der benachbarten Kokillen Rechnung trägt. Dies
wiederum hat eine Vergrößerung der Abmessungen des Elektrodenhalters und der Anlage zur Folge und
erschwert außerdem die Bedienung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Elektroschlacke-Umschmelzen von
selbstverzehrenden Elektroden zu schaffen, bei welcher ein Schlackenbad in einer KuJ.ü'e ein gleichzeitiges
Ausbilden mehrerer Blöcke ermöglicht, wodurch die Anlage kompakter und wirtschaftlicher
im Betrieb wird.
Dies wird bei einer Elektroschlacke-Umschmelzanlage zum Umschmelzen von selbstverzehrenden
Elektroden unter gleichzeitiger Ausbildung von mehreren Blöcken erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß die Kokille in der Erstarrungszone mindestens eine gekühlte vertikale Trennwand aufweist,
die zum Unterteilen der Ausbildungszone für mehrere Blöcke bestimmt ist.
Eine derartige Anlage besitzt eine höhere Leistung als die bekannten, ist kompakter, wirtschaftlicher
im Betrieb und bequemer in der Bedienung.
Vorteilhaft beträgt die Höhe der Trennwand der Kokille das 0,5 bis 2,5-fache des Durchmessers oder
der Abmessung der kleinsten Seite des Querschnitts der Ausbildungszone für einen Block; eine solche
Höhe der Trennwand reicht zum Ausbilden des Blocks und Verhindern eines Metallausflusses aus
der Kokille aus.
Die Breite der Trennwand überschreitet vorzugsweise nicht den Abstand zwischen den Innenflächen
der benachbarten selbstverzehrenden Elektroden; dadurch ist die Trennwand der Einwirkung der
Tropfen flüssigen Metalls nicht ausgesetzt, weiche von der abzuschmelzenden Oberfläche der selbst-"erzehrenden
Elektroden ablaufen.
Eine weitere erfindungswesentliche Ausgestaltung besteht darin, daß der obere Rand der Trennwand
mit Schrägen ausgeführt ist, welche mit dem Horizont einen Winkel in der Größenordnung von 15
bis 85° einschließen; diese Form des oberen Teiles der Trennwand verhindert einen elektrischen Kurzschluß
zwischen den selbstverzehrenden Elektroden und der Trennwand bei stärkerem Eintauchen der
Elektroden in das Schlackenbad.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung besteht gemäß der Erfindung darin, daß die seitlichen Längswände
der Trennwand in ihrem mittleren Teil eine Neigung von 1 bis 2° zur Vertikalen aufweisen; dies
ermöglicht es, eine glatte Oberfläche der Blöcke zu erzielen und erleichtert das Abziehen des Blocks zu
Beginn der Ausbildung und dessen Abkühlung beim Austritt aus der Kokille.
Schließlich besteht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, daß die Trennwand aus ab-
nehmbaren Teilen zusammengesetzt (mehrteilig) ausgeführt ist, von denen jedes Rohrstutzen zum
getrennten Anschluß an eine Kühlmittelquelle besitzt; dies macht es möglich, ein und dieselbe Kokille zum
Erschmelzen von Blöcken unterschiedlichen Quer schnitts vorzurichten.
Zur Erläuterung der Erfindung werden nachstehend Ausführungsbeispiele von Anlagen zum
Elektroschlacke-Umschmelzen von selbstverzehrenden Elektroden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben, es zeigt
Fig. I die Gesamtansicht der Anlage mit Ausschnitten,
F i g. 2 einen Schnitt II-II in F i g. 1,
Fig. 3 die Anlage mit einer Trennwand, welche Schrägen im oberen Teil und Neigungen im mittleren
Teil aufweist, in Seitenansicht mit Ausschnitt,
Fig. 4 eine Kokille mit Trennwand aus abnehmbaren
Teilen, in Draufsicht,
F i g. 5 einen Schnitt V-V in F i g. 4.
Die erfindungsgemäße Elektroschlacke-Umschmelzanlage besitzt eine Säulei (Fig. 1), die einen
FJektrodenhalter 2 mit einem Antrieb 3 zu dessen
Verschiebung in vertikaler Richtung mit selbstver-/ehrenden
Elektroden 4 trägt, welche an eine Gleichstrom- oder eine Wechselstromquelle (in der
Zeichnung nicht dargestellt) elektrisch angeschlossen ■>ind.
Das Schmelzen der selbstverzehrenden Elektroden 4 erfolgt in einer Kokille 5. die mit einem Antrieb
zur Vertikalverschiebung in bezug auf die Säule 1 versehen ist. Im Hohlraum 7 (F i g. 2 und 3)
der Kokille 5 ist in der Ausbildungszone der Blöcke 8 eine wassergekühlte vertikale Trennwand 9 (Fig. 2)
vorgesehen, weiche diese Zone in zwei Teile mit <!wei Metallbädern 10 unterteilt, die die Blöcke 8
speisen. Anfahrköpfe 11 sind auf einem feststehenden Untersatz 12 starr befestigt und dienen dazu, in
der Anfangsperiode des Schmelzens den Hohlraum 7 der KoHIIe 5 von unten her abzuschließen und später
das Herausziehen der Blöcke 8 aus der Kokille 5 zu ermöglichen.
Die Abmessungen, Form und Anzahl der Trennwände 9 werden in Abhängigkeit von der gewünschten
Zahl, Gestalt und Größe der Blöcke gewählt.
Die Höhe der Trennwand 9 beträgt zweckmäßigerweise das 0,5 bis 2,5-fache des Durchmessers oder
der Abmessung der kleinsten Seite (a) (F i g. 2) des Querschnittes eines Teiles der Ausbildungszone für
die Blöcke 8.
Die Breite der Trennwand 9 wird gleich oder geringer als der Abstand »b« (Fig. 1) zwischen den
Innenflächen der benachbarten selbstverzehrenden Elektroden 4 gewählt und sollte diesen Abstand
nicht überschreiten.
Der obere Teil (Rand) der Trennwand 9 kann mit Schrägen 13 ausgeführt werden, welche mit dem
Horizont einen Winkel α in der Größenordnung von 15 bis 85° einschließen. Die seitlichen Längswände
14 der Trennwand 9 können in ihrem mittleren Teil Neigungen von 1 bis 2° zur Vertikalen aufweisen.
Man kann die Trennwand 9 aus abnehmbaren Teilen 15 zusammengesetzt (mehrteilig) ausführen, von
denen jedes Rohrstutzen 16 zum getrennten Anschluß an eine (nicht dargestellte) Kühlmittelquelle
besitzt.
Dies ermöglicht es, die Abmessungen der Teile der Ausbildungszone für die Blöcke zu verändern,
um in ein und derselben Kokille 5 Blöcke 8 unterschiedlichen Querschnitts erhalten zu können. In der
Kokille 5 ist für alle zu erschmelzenden Blöcke 8 ein gemeinsames Schlackenbad 17 vorhanden.
Die erfindungsgemäße Anlage arbeitet folgendermaßen. Vor Beginn des Elektroschlacke-Prozesses werden die Anfahrköpfe 11 am feststehenden Untersatz 12 befestigt und auf diese wird mit Hilfe des Antriebs 6 die Kokille 5 mit der Trennwand 9 aurgestellt.
Die erfindungsgemäße Anlage arbeitet folgendermaßen. Vor Beginn des Elektroschlacke-Prozesses werden die Anfahrköpfe 11 am feststehenden Untersatz 12 befestigt und auf diese wird mit Hilfe des Antriebs 6 die Kokille 5 mit der Trennwand 9 aurgestellt.
Sodann werden die am Elektrodenhalter 2 befestigten selbstverzehrenden Elektroden 4 in den
Hohlraum 7 der Kokille 5 mit Hilfe des Antriebs 3 eingeführt. In den Hohlraum 7 der Kokille 5 wird
geschmolzene Schlacke eingegossen, weiche das gemeinsame Schlackenbad 17 bildet; den selbstverzehrenden
Elektroden 4 und dem Untersatz 11 wird hierbei Spannung zugeführt.
Das Schmelzen der selbstverzehrenden Elektroden 4 setzt ein. Das infolge ihres Schmelzens sich bildende flüssige Metall tropft in das Schlackenbad 17, wird dort raffiniert und gelangt „chließlich in die Ausbildungszone für die Blöcke 8 Ίη der Kokille 5 beiderseits der Trennwand 9.
Das Schmelzen der selbstverzehrenden Elektroden 4 setzt ein. Das infolge ihres Schmelzens sich bildende flüssige Metall tropft in das Schlackenbad 17, wird dort raffiniert und gelangt „chließlich in die Ausbildungszone für die Blöcke 8 Ίη der Kokille 5 beiderseits der Trennwand 9.
Die Form des oberen und des unteren Teiles der Trennwand 9 sowie die Abmessungen derselben begünstigen
die Aufteilung des flüssigen Metalls in die Bäder 10 in der Ausbildungszone für die Blöcke 8.
Mit dem fortschreitenden Aufschmelzen der Blöcke 8 wird die Kokille 5 mit der Trennwand 9 in vertikaler
Richtung mit einer Geschwindigkeit verschoben, welche etwa der Geschwindigkeit des Aufsteigens
des Niveaus des Schlackenbads 17 entspricht.
Die gekühlte Trennwand 9 mit entsprechend gewählter Höhe verhindert in der Ausbildungszone für
die Blöcke das Ausfließen der Schmelze aus der Kokille 5 und trägt zur besseren Ausbildung der
Blöcke 8 bei.
Sie ist der Einwirkung des Stroms Jes flüssigen Metalls nicht ausgesetzt, welches von der abzuschmelzenden
Oberfläche der selbstverzehrenden Elektroden 4 abläuft. Die im oberen Teil der Trennwand
9 vorhandenen Schrägen 13 verhindern elektrischen Kurzschluß mit den selbstverzehrenden
Elektroden bei stärkerem Eintauchen derselben in das Schlackenbad 17. Die Form der Seitenfläche der
Trennwand 9 begünstigt die Herstellung von Blökken 8 mit glatter Oberfläche, erleichtert das Herausziehen
der Blöcke 8 am Beginn der Ausbildung und verbessert die Abkühlung derselben beim Austritt
aus der Koki/le 5. Die aus abnehmbaren Teilen 15 ausgeführte Trennwand 9 ermöglicht es, ein und diejelbe
Kokille zum Erschmelzen von Blöcken mit unterschiedlichen Quermaßen vorzurichten.
Die Anordnung der Trennwand 9 im Hohlraum 7 der Kokille 5, genauer in der Ausbildungszone des
Blocks erlaubt es auch, aus einer selbstverzehrenden Elektrode 4 mehrere Blöcke 8 zu erschmelzen. Dies
wiederum läßt eine Vereinfachung der Konstruktion des Elektrodenhalters 2 zu.
Die Verwendung einer Kokille anstatt der bekannten Verwendung von drei Kokillen ermöglicht es, die
erfindungsgemäße Anlage mit kleineren Abmessungen auszuführen und säe leistungsfähiger und wirtschaftlicher
zu gestalten.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Anlage kann man bei unbeweglich befestigter Kokille
die Blöcke aus deren Hohlraum 7 heranziehen
Außerdem kann man zur automatischen Regelung
der Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen den Blöcken 8 und der Kokille 5 einen Höhenstandsgeber
für das Metallbad 10 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Regier für die Bcwegungsgeschwindigkcit
der Kokille 5 verwenden.
In der Trennwand 9 können Kanäle (in der Zeic ming nicht abgebildet) ausgeführt werden, die
den Hohlraum 7 der Kokille 5 in Höhe der Meta bäder 10 münden und für die Zuführung von G
und Gas-Pulver-Gemischcn in die Schmelze bestim sind
Hierzu 2 DIatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Elektroschlacke-Umschmelzanlage zum Umschmelzen
von selbstverzehrenden Elektroden unter gleichzeitiger Ausbildung von mehreren Blöcken, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kokille (5) in der Erstarrungszone (8) mindestens eine gekühlte vertikale Trennwand (9)
aufweist, die zum Unterteilen der Ausbildungszone für mehrere Blöcke (8) bestimmt ist.
2. Elektroschlacke-Umschmelzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe
der Trennwand (9) der Kokille (5) das 0,5 bis 2,5-fache des Durchmessers oder der Abmessung
der kleinsten Seite des Querschnitts der Ausbildungszone für einen Block (8) beträgt.
3. Elektroschlacke-Umschmelzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Breite der Trennwand (9) den Abstand zwi- ao sehen den Innenflächen der benachbarten selbstverzehrenden
Elektrode (4) nicht überschreitet.
4. Elcktroschlacke-Umschmelzanlage nach Anspruch
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand der Trennwand (9) mit Schrägen
ausgeführt ist. welche mit dem Horizont einen Winkel in der Größenordnung von 15 bis 85
einschließen.
5. Elektroschlacke-Umschmelzanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
seitlichen Längswände der Trennwand (9) in ihrem mittleren Teil eine Neigung von 1 bis 2
zur Vertikalen aufweisen.
6. Elektroschlacke-Umschmelzanlage nach Anspruch 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die
Trennwand (9) aus ab'jehr baren Teilen (15) zusammengesetzt (mehrteilig) ausgeführt ist, von
denen jedes Rohrstutzen (16) zum getrennten Anschluß an eine Kühlmittelquelle besitzt.
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