DE2224612B2 - Anlage zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Abschmelzelektroden - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Ab-

schmelzelektrode,! mit einer Säule, welche einen tlek

ienhalter nut on eine Stromquelle elektrisch auge schlossenen Abschmel/elek.mden trägt, mn einem Un Mrsit/ fur die gekühlte Kokille, die einen Hohlraum Tzonen zum Schmelzen der Abschmel/elek.roden nd Ausbilden der Blocke besilzt, und mit Anineben zur gegenseitigen Verschiebung des Elektrodenhalters, der Kokille und des Uniersaizes.

Dw bekannten Anlagen dieser Art ermöglichen die Erzeugung von Blocken sowohl mit rundem as auch m rechtick.gem Querschnitt. Die Oberfläche der Abschmelzelektrode erhält beim Abschmel/vorgar g kegelform, infolgedessen besitz, die Sohle des flüssigen Metallbaues auf der Oberfläche des zu erschmelzenden Blockes ebenfalls Kegelform. Dies komm, dadurch zus.ande. daß die Troplen des flüssigen Metalls, welche ei. - hohe Temperatur haben, in den zentralen Teil des Metallbades gelangen und dessen Tiefe vergrößern.

Dadurch besitzt der obere Teil des sich bildenden Blocks die Form eines Trichters, in dessen zentralem I₀₁I sich merwünschre Icichtschmebend-· ".r-r^ngiin-Λ','(Sd'iw'del Phosphor, niditmetaiiische Einschlüsse) ms mi.ncln «<-lche die Qualität des Blocks ν ernnndcm. 'd,,·' Tnchierlorm wirk, sich auch be, der Erstarrung d,s Blocks schädlich aus. da sich die Kristalle nicht par-,Ik-I 'nr I m-"-.'chse des Blocks ordnen, sondern timer '. ._K._n. \v. ,,,!.,'■ der nahe/·' 40 bcirägl. wodurch die mechanismen und plastischen hiienschaltcn ,k-s Hlods·· verschieden '.erden.

Beim Erschmel/en von Brammen liiulet außerdem ,--.>.,K^ einer bedeutenden I iiL-leichinaßigkeit der !ein-,i _r._|f.:,_ACr|_C||,_lnti !·■■■ oberen Teil des auszubildenden j$j,.'. i Jine undeidimal.iige Kristallisation desselben •■ib.-r den Oucrscnnit; Matt, die /nr Beeinträchtigung de·- ()herl!achenbes,hafienhei; insbesondere in den Ekk'-n des Blocks führt.

Vs wurde versucht, die Kegellorm der Metallbadsoh-Ic /u vermindern. Hierzu wurde eine Absehmel/elek-M-ode ein-esetzi die aus mehreren, mit Abstand von- !:,i.ander angeordneten Elektroden mit geringem Quer· vhiiiU /us.inimengeset/t war.

Hierbei verringert sich jedoch stark de: lullungsnra.l der Kokille mit Elektrodenmassc. da die Gesamtfläche des Querschnitts der zusammengesetzten Eleks in.de eine ungeteilte l-üektrode mit denselben Abmessungen betrachlüch unterschreitet. Weiterhin führt dies /urVergroHerung der Höhe der Anlage.

Außerdem ist die Fertigung der zusammengesetzten

llektroden bedeutend komplizierter als die der ungc-

r> teilten Elektroden, was auch den Pro/eß der IJektro-

schlacke I Imschmelziing von Abschmel/elektroden

W'C't'T verteuert.

in der DT-OS 1 962 135 ist als älterer Vorschlag eine Betriebsweise von Elcktroschlackcn-Umschmelzanlagen beschrieben, bei der die Strompfade des Schmelzsiroms hauptsächlich radial von der Abschmelzelektrode zur Kokillcnwand verlaufen, in dem als Verhältnis von lichter Weite des Ringspalts zwischen Elektrode und Kokillenwand zur Höhe der Schlackenschicht ein Wert oberhalb 1.2 gewählt und die Elektrode nach dem Vorhandensein der flüssigen Schlackenschicht zu Beginn des Umschmelzvorgangs so weit zurückgezogen wird, bis der Spannung zwischen der Elektrode und der Kokillenwand impulsförmige Schwankungen von mehr als ±4 Volt von der mittleren Betriebsspannung überlagert sind, worauf der Abschmelzvorgang unter Beibehaltung dieser Betriebsbedingungen bis zum Ende durchgeführt wird.

Der vorliegenden Krfinüung liegt demgegenüber die Aufhübe zugrunde, eine weitereniwickelte Anlüge /um !!lektroschlaeke-Umsehmelzen anzugeben, die auf Cirund ihrer konstruktiven Ausführung das Abschmelzen dci Abschmelzelektroden unter Bildung von zwei s oder mehr Schniel/kugeln ermöglicht.

Dies wird bei einer Anlage /um Elektroschlacke-Umschmelzen von Absehmelzelektroden der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, dall im Hohlraum der Kokille in der Schmelz/.one der Abschmelzelekiroden Vorsprünge an den Wanden vor banden sind.

Das Vorhandensein der Vorsprünge erlaubt es, in der Sehlaikenschmclze mehrere Zonen mit erhöhter elektrischer Leitfähigkeit zu bilden, die zu einem intensive- is ren Schmelzen der einzelnen Teile der Abschmelzelektrode beitragen, wodurch der abzuschmelzenden Oberfläche der Elektrode eine mehrkegelige Form verliehen wird, die sich günstig auf die Form des Metallbades und clic Qualität :\e* zu :itis?ubildenden Blockes auswirkt.

t ![iv \ oneilhalie Weiterbildung tier FrlinduiiL.¹ hev.ehi dann, dall im I !ohlraum der Kokille cmc \ eriikalc Ί renn-.*. .i!Kl mn Vorspriingen im obcn-n Mirr.s^iiiL'cr; 1 eil \in feschen is!, weiche sich in der Schu..·!//(nie 4" Ahsih-.elzelekiroden befinden. :;

I.πι- solche I rennwand, die mehrere Blocke aus ;n:r cir.er kokille herzustellen ermöglicht. begünstig! durch das Vi handcnsein von Vorsprüngen ein mehrkei-'eli ges -\hμ. hmeizen der AbschmiTzeleklroden.

Voncilh.ii ι ist der Absland /wischen den Mitten der v" bcnachharien Vorsprünge nicht kleiner als die Dicke der Abschmelzelektrode ist. Dies liefert die günstigsten Bedingungen fur das Abschmelzen der Abschmelzelektrode!! und die Urzeugung von mehreren Kegeln an dem in die Schl.ickenschmulz.c eingetauchten Teil. v

V οι/ugsw eise isi die Höhe der Vorspninge mindestens s;i groü wie die halbe Dicke der kleinsten Wand des de^pi Block ausbildenden Hohlraumes. Dies !ragt zu einer exakteren Frenniing der Schlackenschmcl/e in Zonen ir^:t größerer und kleinerer elektrischer l.eitf.i- jo higkeii bei.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung hai jeder der Vorsprünge die Form einer abgeschniitenen PNramide. tieren größere Grundfläche sich auf dem stirnseitigen Teil der Trennwand befindet. Dies liefert die günstigsten Bedingungen für das spätere Entfernen der erstarrten Schlacke.

Dabei soll vorzugsweise die Seitenlänge der Grundfläche jedes Vorsprungs die Dicke der Abschmelzelektrode nicht unterschreiten. Damit ergeben sich die gun- so stigsien Bedingungen für das Abschmelzen des in die Schlackenschmelz.e eingetauchten Teils der Abschmelzelektrode in Form von mehreren Kegeln. Um die Betriebssicherheit der Anlage zu erhöhen und günstige Bedingungen zur Bildung der Schlackcnkrustc an ilen Vorsprüngen zu schaffen, sollte nach einer vorteilhal'.en Ausgestaltung der Erfindung der Abstand zwischen jedem Vorsprung und der Oberfläche der Ab schmelzelektrode mindestens IO mm betragen.

tine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht nach der [Erfindung darin, daß der Abstand zwischen dem in einer Reihe äußersten Vorsprung und der schmalen Wand der Kokille das 0,5- bis 2,0fache der Breite der kleinsten Wand des den Block ausbildenden Hohlraumes beträgt. Ein solcher Abstand verbessert das Ausbilden der Oberfläche an der schmalen Seite von Bi ammcnblöcken.

Um das Entfernen der erstarrten Schlacke nach dem Umschmelzvorgang zu erleichtern und die Betriebssicherheit zu erhöhen, sollte nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Dick*.· jedes Vor sprungs die Dicke der Zwischenwand nicht überschreiten.

F.ine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Anlage zum Elektroschlacke-Umschmelzen besteht genial! der Erfindung schließlich darin, daß die Vorsprünge Kanäle besitzen, welche in die Schmelzzone der Abschmelzelektrode!! munden und für die Zuführung von Gase.i und Gas-Pulver-Gemisehen bestimmt sind Dadurch können in der Schlackenschmelz.e einzelne Gasströmungen erzeugt werden, welche zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit der Schlackenschmelz.e in ihrem Wirkungsbereich beilragen, was seinerseits die Bildung von Abstufungen an dem abzuschmelzenden Teil der Absehmelzelektroden begünstigt.

Zum besseren Verstehen des Wesens der Erfindung erfolgt nachstehend eine eingehende Beschreibung von Ausiührungsbeispielen für Anlagen zum Elektroschlakke 1 Anschmelzen mit Bezugnahme .111Γ Jie 7ci:-hnt:rgen. es zeig!

( 1 g I cmc Anlage zum I leki schlacke I π!μ.Ί;:;-/en. üi C icsaiiiiiinsichi mn icilweiseir Ansschnui.

I 1 g. 2 einen Schnitt η aiii Linie 11-11 der I' 1 g. '.

! i g. i einen Schnitt nach Linie IiI-III der 1 1 g I.

I 1 l^t. 4 cmc Kokille zur gleichzeitigen Ersihm l/iini' von iirei Blocken in Draufsicht.

Die Anlage zum Elektrosclilaekc Umschmelzen eni halt line Säule ! (F 1 g. I). welche einen Flekirodennal ier 2 mn an ihm starr befestigter Abschmelzelektrode!! i. die an cmc nicht dargestellte Stromquelle auge schlossen sind, trägt, eine gekühlte Kokille 4 mit Vor sprungen S auf der Innenfläche der Wand und einer fekiihlten \ertikalen Trennwand b, Anfahrstücke 7. die aiii einem Untersatz. 3 starr befestigt sind, eine;] Antrieb 9 zur Verschiebung des Elektrod.-.-nhaiters 2 1111! den Absehmelzelektroden 5 und einen Aninch 10 zur Verschiebung der Kokille 4.

Die Trennwand 6 weist Vorspninge 5 am siirnseingen Teil aiii, der sich in der Schlaekenschmel/c 11 befindet. Diese Vorsprünge 5 sind nut Kanälen 12 für die Zuführung von Gasen und Gas-Pulver-Gemischen in die Schmelzz.one verschen.

Die erfindungsgemäße Anlage arbeite! folgendermaßen. Vor Beginn des FlektroschlacKC-l'rozesses werden die Anfahrstucke 7 starr am feststehenden Untersatz 8 befestigt, und ;mf diesen wird die Kokille 4 aufgestellt. Hiernach werden in die Kokille 4 die Abschmeizelektrodcn 3 eingeführt und den Abschmelzelektrode!¹ 3. der Kokille 4 und dem Untersatz. 8 Spannung zugeführt. Alsdann wird in die Kokille 4 die Schlackenschmelz.e 11 eingegossen. Hat die Schlackenschmelze It die untere Stirnilächc der Abschmelzelektrode 3 berührt, so beginnt das Abschmelzen derselben. Da an der Innenwand der Kokille 4 oder an dem slirnseitigen Teil der Trennwand 6 (F i g. 2) die Vorsprünge 5 vorhanden sind, werden in der Schlackenschmelz.e 11 Zonen 13 (F i g. 3) mi' erhöhter elektrischer Leitfähigkeit zwischen der Kokille 4 und den Absehmelzelektroden 3 und zwischen den Abschmelzelektfoden 3 und der Trennwand 6 erzeugt. Dies erlaubt, die Abschmelzelektroden 3 mit Ausbildung von zwei oder mehr Tropfenbildungsquellen 14 (F i g. 2) an ihrem in die Schlackenschmelz.e 11 eingetauchten Teil zu schmelzen.

Das sich infoige des Schmelzens der Absehmelzelektroden 3 bildende flüssige Metall gelangt in die Kokille 4 und formt die Blöcke 15 (F i g. 1). Während des Auf-

schmdzcns der Blöcke 15 wird die Kokille 4 in verlika ler Richtung verschoben.

In dem beschriebenen Beispiel werden die !!locke bei Rcliitivverschiebung /wischen den Blöcken und der Kokille durch Bewegen der verhältnismäßig kurzen Kokille in bezug auf die unbeweglichen Blöcke geschmolzen.

ledoch kann die Relativverschiebung auch durch rmferncn der Blöcke in deren Aiifsehmel/riehtung <ius einer unbeweglich befestigten Kokille erfo Hie Bildung von Zonen mit erhöhter Leitfähigkeit ist nicht nur bei Vorhanden* sprungcn an der Innenwand der Kokille Trennwand, sondern auch durch Anblase Schlacke eingetauchten Teils der Abschmi mit Gasen oder Gas-Pulver-Gemischen £ ehe durch Öffnungen in den Vorsprüngen

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Anlage /um Elektroschlacke-Umschmelzen von AbschniL-l/elekiroden mit einer Säule, welche einen Elektrodenhalter mit an eine Siromquelle elektrisch angeschlossenen Absein, ic l/elektroden trägt, mit einem Untersatz fur die gekühlte Kokille, die einen Hohlraum mit Zonen /um Schmelzen der Abschmelzelektroden und Ausbilden der Blöcke belitzt, und mit Antrieben zur gegenseitigeil Verschiebung des Elektrodenhalter, der Kokille und des Untersatzes, dadurch gekennzeichnet, dall im Hohlraum der Kokille (4) in der Sehmelz/one der Abschmelzelektroden (3) Vorsprunge (5) an den Wänden vorhanden sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum der Kokille (4) eine vertikale Trennwand (6) mit Vorspriingen (5) im oberen stirnseitieen Teil vorgesehen ist, welche sich in der Sc"!n:;-!//onc der Ahschirici/ckk: i · »kn (5) hol·¹' »le 1.

i Anlage nach Anspruch ! oder 2. dadurch gc ke m/eichnet. daß eier Ab'-'.and /'.>. 1·,_lic 1 ilen Muten der hen.ichh.irien \i·· .innige (ΐ) mehl kleiner ills die Dicke der Ahsehiii. elektrode (i) im.

4 Anlage η ,ich einem der vorhergehenden \v. Spruche, dadurch gekennzeichnet d.il.l die liehe ..ier Vorsprunge (τ) mindestens si> groß ■-·, u· die ha;'"c Dicke der kleinsten Wand des den Bio*, k (1 5) a;isbi: ilenden i luh'-raumes ist.

). Anlage ;ί.ι h einem der vwihergehenden An ■Spruche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder .!er Vorsprunge (5) ,!ic Form --iner .i^K;:esehniitenen Py r,imide hat. deren groß'·;··- <'iruiulilache sich auf dem stirnseitigen Feil de l'rcnnwo id (h) befinde:.

ti. Anlage nach einen; der vorhergehenden An spruehe. dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten lange der Grundfläche icdc- Vorsprung (5) die Dicke der Ahschmel/elekinulen (5) mehl un'crschreitet.

7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnel. daß der Absund zwischen 'ed-.-m Vorsprung (5) und der Oberfläche der Abschmel/elektroden (3) mindestens in mm be trägt.

8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dal! der Abstand /wischen dem in einer Reihe äußersten Vorsprung (5) und der schmalen Wand der Kokille (4) das 0,3-bis 2.0fache der Breite der kleinsten Wa id des ilen Block (15) ausbildenden Hohlraumes beträgt.

9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke jedes Vorsprungs (5) die Dicke der Zwischenwand (6) nicht überschreitet.

10. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (5) Kanäle (12) besitzen, welche in die Schmclzzonc der Abschmel/elektroden (3) münden und für die Zuführung von Gasen und Gas-Pulver-Gemischen bestimmt sind.

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