DE2228280C3 - Method for electroslag casting of ingots - Google Patents

Method for electroslag casting of ingots

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DE2228280C3
DE2228280C3 DE19722228280 DE2228280A DE2228280C3 DE 2228280 C3 DE2228280 C3 DE 2228280C3 DE 19722228280 DE19722228280 DE 19722228280 DE 2228280 A DE2228280 A DE 2228280A DE 2228280 C3 DE2228280 C3 DE 2228280C3
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Boris E.; Dudko Daniil A.; Prochorenko KimK.; Latasch Jurij W.; Pusrin Leonid G.; Woronin Alexej E.; Kiew Bondarenko Ewgenij S.; Wernik Alexandr B.;Kamenskij Leonid A.; Mostowoj Alexandr B.; Golowtschenko Wladimir W.; Demidow Anatolij W.; Elektrostal'; Dolbenko Ewgenij T.; Filippo Paton
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Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
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Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
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Description

eines Ofens dar, und das Gewicht jeder Schmelze ist kleiner als das Blockgewicht.of a furnace, and the weight of each melt is less than the weight of the ingot.

Beim Füllen der Blockform mit Stahl werden die Elektroden nach oben verschoben, wobei in jeder der Elektroden ein Strom in einem Bereich von 10 bis 20 Tsd. Ampere aufrechterhalten wird.When filling the block form with steel, the electrodes are moved upwards, in each case a current in a range of 10 to 20 thousand amperes is maintained across the electrodes.

Nach 4 bis 5 Stunden (die Zeit, die zum Gewinnen einer nächstfolgenden Schmelze im Lichtbogenofen erforderlich ist), wird in die Blockform über die Schlacke auf die flüssige Oberfläche der vorhergehenden Portion, die um mehr als die Hälfte erstarrt ist, die zweite Metallportion von etwa 10 t Gewicht gegossen. Portionen dieser Größe werden 19- bis 20mal bis zur Erzielung des vorgegebenen Bluckgewichts von 190 t wiederholt eingegossen.After 4 to 5 hours (the time it takes to obtain the next melt in the electric arc furnace is required), is in the block form over the slag on the liquid surface of the previous one Portion that has solidified by more than half, the second metal portion weighing about 10 t is poured. Servings of this size are taken 19 to 20 times until the prescribed blood pressure is reached of 190 t poured in repeatedly.

Zwischen den einzelnen Eingießvorgängen wird in der Blockform ein elektrischer Betriebszustand aufrechterhalten, der für den flüssigen Zustand des Metalls an den Blockformwänden sorgt. Dies wird durch Anordnung der Elektroden an den Blockformwänden, durch Vergrößerung ihrer Anzahl erreicht und durch Drehung der Blockform um ihre Längsachse um einen Winkel von 30 bis 120" unterstützt. Nach dem Eingießen der letzten Metallportion wird die dem Schlackenbad zugeführte elektrische Leistung allmählich herabgesetzt, wobei die Elektroden zur Gewährleistung der Metallbaderstarrung ohne Bildung eines Schwindlunkers zur Blockformachse verschoben werden.Between the individual pouring processes, an electrical operating state is established in the block form maintained, which ensures the liquid state of the metal on the block mold walls. this will by arranging the electrodes on the block mold walls, by increasing their number and supported by rotating the block shape about its longitudinal axis through an angle of 30 to 120 ". After the last metal portion has been poured in, the electricity supplied to the slag bath becomes electrical Performance gradually decreased, with the electrodes ensuring the metal bath solidification without forming a shrinkage cavity to the block mold axis be moved.

Das hier beschriebene Verfahren zum Elektroschlacke-Cießen von Blöcken eignet sich besondersThe method described here for electroslag pouring of blocks is particularly suitable

für die Herstellung von großen hochwertigen Schmiedeblöcken mit einem Gewicht über 40 t und bis zu 200 bis 300 t, wie sie besonders für den Bau von Läufern von Turbinen mit einer Leistung über eine Million Megawatt erforderlich sind.for the production of large, high-quality forging blocks weighing over 40 t and up to 200 to 300 t, as it is particularly suitable for the construction of rotors of turbines with a power over one million megawatts are required.

ίο Die hohe Qualität des nach diesem Verfahren erhaltenen großen Blocks wird nicht nur durch die Elektroschlacke-Behandlung des Stahls in der Blockform und durch dessen gerichtete Erstarrung erzielt, sondern auch dadurch, daß dieser Block aus einemίο The high quality of what is obtained after this procedure Large ingot is not only made by electroslag treatment of the steel in the ingot shape and achieved by its directional solidification, but also by the fact that this block consists of a

••3 Stahl eines Lichtbogenofens erzeugt werden kann, d. h. aus einem (nach dem Gehalt an Schwefel, Sauerstoff und nichtmetallischen Einschlüssen) reineren Stahl als dies der Siemens-Martin-Stahl ist, aus welchem zur Zeit große Schmiedeblöcke ge-•• 3 steel of an electric arc furnace can be produced, d. H. from a (according to the content of sulfur, Oxygen and non-metallic inclusions) purer steel than Siemens-Martin steel, from which large forging blocks are currently

so gössen werden. Das Metall kann vor dem Eingießen in die Blockform einer Behandlung durch synthetische Schlacken unterworfen und mit inerten Gasen durchblasen werden.be poured in this way. The metal can before pouring in the block form subjected to treatment by synthetic slags and with inert gases be blown through.

In kinematischer Umkehr des beschriebenen Ver-In a kinematic reversal of the described

»5 fahrens kann auch der Elektrodenhalter um die Längsachse der Blockform umkehrbar gedreht werden, wobei die letztere unbeweglich bleibt.»5 the electrode holder can also move around the The longitudinal axis of the block form can be reversibly rotated, the latter remaining immobile.

Claims (2)

mehr als die Hälfte des Metalls der vorhergehenden Patentansprüche: Portion erstarrt ist, daß diese Portionen 5 bis 25 Gewichtsprozent des Blockgewichtes betragen, daß diemore than half of the metal of the preceding claims: portion is solidified, that these portions amount to 5 to 25 percent by weight of the block weight, that the 1. Verfahren zum Elektroschlacke-Gießen von Elektroden beim Gießen am Blockformumfang an-Blöcken durch portionsweise Zuführung von 5 geordnet und nach Eingießen der letzten Metallflüssigem Metall in eine Kokille, in der zuvor eir. portion in die Blockform an den zentralen Teil der Schlackenbad erzeugt und mittels Elektroden, waagerechten Metallbadoberfläche des Blockes anvorzugsweise nichtabschmelzenden Elektroden, genähert werden.1. Method of electroslag casting of electrodes when casting on the perimeter of the block mold on blocks by adding 5 in portions and after pouring the last metal-liquid metal into a mold in which previously eir. portion in the block shape to the central part of the Slag bath is generated and preferably attached to the horizontal metal bath surface of the block by means of electrodes non-consumable electrodes. zugeführten Stroms erwärmt wird, dadurch Vorteilhaft wird die Blockform mit dem in ihr zu gekennzeichnet, daß jede der ersten io gießenden Block um ihre Längsachse um einen Portion nachfolgende Portion flüssigen Metalls Winkel umkehrbar gedreht, der 30 bis 120: beträgt, auf die Oberfläche des flüssigen Metalls der Durch die erfindungsgemäße Bemessung der Gießvorhergehenden Portion geleitet wird, sobald portionen und durch deren Zugabe in Abhäncigkeit mehr als die Hälfte des Metalls der vorhergehen- vom Erstarrungsprozeß sowie durch die unterschiedden Portion erstarrt ist. daß diese Portionen 5 bis 15 liehe Anordnung der Elektroden im Verlauf des 25 Gewichtsprozent, des Blockgewichts betragen, Gießprozesses und am Schluß des Gießvorganges daß die Elektroden beim Gießen am Blockform- wird bis in den Blockkopf hinein die Bildung eines umfang angeordnet und nach Eingießen der letz- gleichmäßigen Gefüges sichergestellt, wobei durch ten Metallportion in die Blockform an den zen- eine Drehung der Blockform abwechselnd in der tralen Teil der waagerechten Metallbadoberfläche 20 einen und der anderen Richtung um einen Winkel des Blocks angenähert werden. von 30 bis 120: eine gleichmäßigere Temperatur-supplied stream is heated, thereby the block shape is advantageously characterized with the fact that each of the first io casting blocks rotated around their longitudinal axis by a portion of the subsequent portion of liquid metal angle that is 30 to 120 : on the surface of the liquid Metal that is passed through the inventive dimensioning of the casting preceding portion as soon as portions and their addition in dependence more than half of the metal from the previous solidification process and the different portion has solidified. that these portions 5 to 15 borrowed arrangement of the electrodes in the course of 25 percent by weight, the block weight, casting process and at the end of the casting process that the electrodes when pouring on the block mold is arranged in the block head into the formation of a circumference and after pouring the last - Uniform structure ensured, with th metal portion in the block shape at the zen a rotation of the block shape alternately in the central part of the horizontal metal bath surface 20 one and the other direction are approximated by an angle of the block. from 30 to 120 : a more uniform temperature 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- verteilung entlang dem Umfang der Kokille erzielt kennzeichnet, daß die Blockform mit dem in ihr wird.2. The method according to claim 1, thereby achieved distribution along the circumference of the mold indicates that the block shape becomes with that in it. zu gießenden Block um ihre Längsachse um Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausfüh-to be cast block around its longitudinal axis The invention is now based on an execution einen Winkel umkehrbar gedreht wird, der 30 bis 25 rungsbeispiels, das die Erzeugung großer Schmiede-an angle is reversibly rotated, the 30 to 25 example, which allows the production of large forging 120 beträgt. blöcke betrifft, näher erläutert.120 is. blocks concerns, explained in more detail. Bei der Erzeugung von großen SchmiedeblöckenIn the production of large forging blocks von z.B. 190t Gewicht wird eine wassergekühltee.g. of 190t weight is a water-cooled one Blockform von etwa 2500 mm Durchmesser und 30 5000 mm Höhe verwendet, die auf einen wasser-Block form of about 2500 mm diameter and 30 5000 mm height used, which is on a water- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gekühlten Untersatz aufgestellt wird, auf welchenThe invention relates to a method for refrigerated saucer is set up on which Elektroschlacke-Gießen von Blöcken durch portions- zuvor eine Anfahrseheibe aus Stahl aufgelegt ist,Electro-slag pouring of blocks through portions - previously a steel start-up washer is placed, weise Zuführung von flüssigem Metall in eine deren chemische Zusammensetzung der des zuwise supply of liquid metal in one whose chemical composition is that of the Kokille, in der zuvor ein Schlackenbad erzeugt und gießenden Blocks möglichst nahekommt. In dieMold in which a slag bath is previously created and which comes as close as possible to the casting blocks. In the mittels Elektroden, vorzugsweise nichtabschmelzen- 35 Blockform werden beispielsweise sechs Graphitelek-by means of electrodes, preferably not melted off- 35 block form, for example, six Graphitelek- den Elektroden, zugeführten Stroms erwärmt wird. troden bis zur Berührung ihrer unteren Enden mitthe electrodes, supplied current is heated. trod to touch their lower ends with Aus der DT-AS 12 80 506 der Anmelderin ist ein der Anfahrscheibe eingeführt. Der DurchmesserFrom the applicant's DT-AS 12 80 506, one of the approach discs is introduced. The diameter Verfahren zum Gießen von Metallblöcken, bei dem jeder Elektrode beträgt 200 bis 400 mm. Die ZahlMethod of casting metal blocks in which each electrode is 200 to 400 mm. The number das Metall nach dem Linierschlackengießverfahren in der Elektroden wird zweckmäßig durch drei teilbarthe metal after the liner slag casting process in the electrodes is expediently divisible by three die Kokille gegossen wird, bekannt, das sich dadurch 40 gewählt und von eiu«.»" Dreiphasenwechselstrom-the ingot mold is cast, known that it is chosen as a result and by eiu «.» "Three-phase alternating current auszeichnet, daß Schlacke vor dem Eingießen des quelle gespeist.is characterized by the fact that slag is fed before the source is poured. flüssigen Metalls mittels stromführender Elektroden Die Elektroden werden gleichmäßig am Umfangliquid metal by means of current-carrying electrodes The electrodes are evenly placed around the circumference vermöge ihres elektrischen Widerstandes unmittelbar des Blockformquerschnittes in Abständen von etwaby virtue of their electrical resistance directly to the block shape cross-section at intervals of approximately in der Kokille geschmolzen und das Metall während 100 bis 300 mm von den Blockformwänden ange-melted in the mold and the metal was deposited 100 to 300 mm from the block mold walls. der Erstarrung mittels derselben Elektrode erwärmt 45 ordnet. In die Blockform wird eine Schlacke, diethe solidification heated by the same electrode 45 assigns. In the block form is a slag that oder zugespeist wird. Zum Gießen von Blöcken, eine hohe Raffinationsfähigkeit besitzt, oder ein Ge-or is fed in. For casting blocks, which has a high refinability, or a dcren Länge 2- bis 3mal größer als ihr Durchmesser misch aus den Gattierungsbestandteilen einer solchenThe length is 2 to 3 times larger than its diameter, a mixture of the generic constituents of such a species ist, wird dort vorgeschlagen, das flüssige Metall in Schlacke eingeschüttet. Jedem Elektrodenpaar wirdis, it is proposed there that the liquid metal is poured into slag. Each pair of electrodes is zwei, drei oder mehr Arbeitsgängen einzugießen, wo- Spannung in der Größenordnung von 50 bis 90 Vpour two, three or more operations, where- voltage of the order of 50 to 90 volts bei nach dem jeweiligen Eingießen eine Elektro- 50 von einem Dreiphasentransformator oder vonat after each pouring an electric 50 from a three-phase transformer or from schlackenzuspeisung oder eine Erwärmung des ver- drei Einphasentransformatoren zugeführt und dieslag feed or heating of the three single-phase transformers and the gossenen Blockteils folgt, um selbst bei großer Schlacke geschmolzen. Hierbei bildet sich in dercast block part follows to melt even with large slag. This forms in the Blocklänge ein Gefüge ohne axiale Fehler zu er- Blockform eine Schicht flüssiger Schlacke — dasBlock length a structure without axial errors. Block shape a layer of liquid slag - that halten. Schlackenbad —, und es beginnt der Elektroschlacke-keep. Slag bath - and the electroslag begins Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 55 prozeß der Erwärmung dieses Bades. Man kann in Verfahren zum ElektroEchlackegießen von Blöcken die Blockform auch eine speziell erschmolzene durch portionsweise Zuführung von flüssigem Metall flüssige Schlacke eingießen. Sodann wird in die in eine Kokille anzugeben, das bei Blöcken jeglicher Blockform die erste Stahlportion von 10 t Gewicht Abmessungen bis in den Blockkopf hinein ein ein- eingegossen, die zuvor in einem Lichtbogen-Stahlwandfreies Gefiige auch dann zu erzielen gestattet, 60 schmelzofen erschmolzen wurde. Hierbei bildet siche wenn wegen zu geringer Kapazität des Schmelzofens in der Blockform eine Metallschicht von etwa die Chargen für die einzelnen Portionen nacheinan- 250 mm Dicke (0,1 des Blockdurchmessers),
der geschmolzen werden müssen. Jede der ersten Portion nachfolgende Teilmenge
The invention is based on the object of a 55 process of heating this bath. In processes for electro-electrophoretic casting of blocks, the block shape can also be poured into a specially melted slag that is liquid by adding liquid metal in portions. Then it is stated in a mold that in blocks of any block shape the first steel portion of 10 t weight dimensions is poured into the block head, which was previously melted in an arc steel wall-free structure, 60 melting furnace . Here, if e is due to insufficient capacity of the melting furnace in the block form a metal layer of about the batches for the individual portions in succession 250 mm thickness (0.1 of the block diameter)
that need to be melted. Each subset following the first serving
Dies wird bei einem Verfahren der eingangs er- des flüssigen Metalls wird auf die flüssige OberflächeThis is done in a process that initially applies the liquid metal to the liquid surface wähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß 65 der vorhergehenden Portion geleitet, wenn mehr alsmentioned type achieved according to the invention in that 65 of the previous portion passed if more than jede der ersten Portion nachfolgende Portion flüs- die Hälfte von dieser erstarrt ist. Diese Portionen be-Each portion following the first portion has solidified half of it. These portions are sigen Metalls auf die Oberfläche des flüssigen Metalls tragen von 5 bis 25 Gewichtsprozent des Block-sigen metal on the surface of the liquid metal carry from 5 to 25 percent by weight of the block der vorhergehenden Portion geleitet wird, sobald gewichts. Sie stellen aufeinanderfolgende Schmelzenthe previous serving is directed as soon as weight. They make successive melts
DE19722228280 1971-06-11 1972-06-09 Method for electroslag casting of ingots Expired DE2228280C3 (en)

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