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KOKILLE FÜR ÖFEN ZUM ELEKTROSCHLACKE-UMSCHMELZEN VON METALL Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf Kokillen, die in Ofen um Elcktroschlacke-Umschmelzen
von Metall verwendet werden. Solche Kokillen sind zum Fbrmen eines LXetallblocks
aus der umzuschmelzenden Abschmelz elektrode bestiinrnt.
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Im Verlaufe des Prozesses der Elcktroschlacke-Umschmelzu wird über
dem Kopf des zu formenden Blocks ein Ketall-und ein Schlackenbad aufrechterhalten.
Nach Beendigung des Vorganges werden die Abschmelze@lektroden abgeschaltet und der
Block gekühlt, wobei man diesen in der gekühlten Kokille bis zum vollständigen Erstarren
von Metall und Schlacke auf dem Blockoberteil verweilen läßt.
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Zum Erstarren des Metalls bei großen Schlackenbadabmessungen müssen
die Blöcke <in den Kokillen> bis zu 4-8 Stunden <> gehalten werden.
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Das nachfolgende Abtrennen der erstarren Schlacke vom Block ist ein
arbeitsintensiver Vorgang und ist mit susätzlichem Aufwand an Zeit und Ausrüstungen
verbunden.
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Blöcke mit eine Gewicht von 10 t und ner besitzen ihrem Volumen nach
beträchtliche Metall- und Schlackenbäder.
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In Anbetracht dessen, daß das metall eine im Vergleich zur Schlacke
höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt, findet das Erstarren des Metallbades nach Beendigung
der Elektroschlacke-Umschmelzung der Abschmelz- Elektroden bedeutend schneller als
das Erstarren des Schlackenbades statt.
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In diesem Fall wird die Haltezeit des Blocks in der Kokille nicht
durch die Erstarrungszeit des flüssigen Metalls des Bocks, sondern durch die Erstarrungszeit
der flussigen Schlacke bestimmt.
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So z,3. reicht für die Erstarrung des flüssigen Metalls nach dem
Elektroschlacke-Aufschmelzen eines 15 t schweren Blocks eine Stunde aus, während
für die Erstarrung der über dem Metall befindlichen Schlacke über 3,5 Stunden erfordedrich
sind. Wird der Block vor der angegebenen Zeit herausgezogen, so kann die flüssige
Schlacke die Kruste durchbrechen und eine Betriebsstörung vorursachen.
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Bei der derzeitigen Technologie des Elektroschlacke-Umschmolz ens
von Abschmelz- Elektroden zu großtonnagigen Blöcken sind also erzwungene Stillstandszeiten
zu verzeichnen, welche <bis zu mehreren Stunden>bei jeder Schmelze erreichen.
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Außerdem setzt die lange Abkühlung des Blocks in der Lokille die
Metallqualität besonders im Blockfuß herab.
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Wenn härtbare Stähle umgeschmolzen werden, kann dies zur Bildung von
Kaltrissen im Block führen.
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Es wurden Versuche unternommen, die flüssige Schlacke nach beendigung
des Elektroschlacke-Prozesses aus der Kokille zu entfernen. Hierzu wurde vorkeschlagen,
die flüssige Schlacke vom Bloekkopf mittels einer Saughebervorrichtung oder durch
Verdrängen beim Absenken<in die Schlacke>des verbreiterten Teils des Elektrodenrestes
zu entfernen.
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In einem gewissen Maße läßt das die für das Entfernen der Schlacke
erforderliche Zeit verringern, erfordert jedoch die Verwendung von Zusatzeinrichtungen.
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Bekannt ist der Injektionsabfluß far Schlacke aus den Schlackenschmelzöfen,
welcher aber einen i'Tachte il hat, der in übermäßig groBen Abmessungen der Vorrichtungen
und in der zeit- und kraftraubenden Bedienung zum Ausdruck kommt.
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Die zur Zeit für die Durchführung des Elektroschlacke-Prozesses zum
Einsatz gelangenden Kokillen besitzen keine Vorrichtungen zum Abfluß der flüssigen
Schlacke.
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Z.reck der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der vorstehend
erwähnten Schwierigkeiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kokille mit einen
Mittel zum Abfluß der Schlacke zu schaffen, welches einen schnellen und sicheren
Schlackenabfluß und dadurch eine Vergrößerung der Ofenarbeitszeit gewährleistet.
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Diese Aufgabe ist durch Schaffung einer Kokille für Öfen
zum
Elektroschlacke-Umschmelzen von Metall gelöst, welche einen Hohlraum für das Metall-
und das Schlackenbad begrenzende Wände aufweist und bei welcher gemäß der Erfindung
in der Zone des Schlackenbades in der Kokillenwand eine Öffnung für den Schlackenabfluß
ausgeführt ist, die durch einen Stopfen aus einem gegenüber der Schlacke chemisch
beständigen Feuerfeststoff, beispielsweise Graphit, verschließbar ist. D3s spezifische
Gewicht des letzteren ist geringer als das der Schlacke.
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Eine solchc Kokille erlaubt es, die flüssige Schlacke schnell und
sicher vom Blockkopf zu entfernen und dadurch die nicht produktiven Stillstandszeiten
des Ofen zu verringern.
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Es , ist zweckmäßig, die Kokille längs der Horizontalebene teilbar
auszuführen und die vorerwähnte Öffnung für den Schlackenabfluß in ihrem verbreiterten
abnehmbaren Oberteil anzubringen.
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Das Vorhandensein des abnehmbaren verbreiterten tokillenteils ist
bei der Auswechselung bequem und, ermöglicht es, ,eim Umsehmelzen verschiedene Anzahl
von Elektroden zu verwenden, wobei das Verhältnis der Gesamtfläche ihrer Quer-Schnitte
zur Fläche des zu erschmelzenden Blocks 0,8-1,2 betragen wird.
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Vortei'lhaft @ wird die Kokille mit einer Vorrichturn, beispielsweise
mit einem pneumatischen Schlagmechanismus zum Äussciilagen des Stopfens aus der
b Öffnung
für den Schlackenabfluß versehen.
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Hierdurch kann das Entfernen des Stopfens aus der Öffnung. für den
Abfluß der Schlacke mechanisiert werden.
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Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel
einer Kokille mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, auf der eine
erfindungs@emäße Kokille im Längsschnitt durch die Vertikalebene gezeigt ist.
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Die Kokille für einen (aus der Zeichnung nicht ersichtlichen) Ofen
zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metall weist wassergekühlte Wände 2 auf, welche
einen Hohlraum 3 für den Block und das Schlackenbad 4 bilden. Der obere Teil 5 der
Lokille 1 kann abnehmbar und breiter als der untere ausge-Aufnahme f-Whrt werden.
Dieser oberc Teil ist zur des Schlackenbades 4 bestininit. In der Wand der Kokille
1 ist in der Zone des Schlackenbades 4 eine Öffnung 6 für den Schlackenabfluß ausgeführt,
die durch einen Stopfen 7 aus einem gegenüber der Schlacke chemisch beständigen
Feuerfeststoff, beispielsunter dem weise Graphit, dessen spezifisches Gewicht der
Schlacke liegt, verschließbar ist.
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Zum Ausschlagen des Stopfens 7 aus der Öffnung 6 kann ein pneumatischer
Schlagmechanismus 8 verwendet werden, während zum Leiten der Schlacke in einen nicht
dargestellten Sammelbehälter eine Rinne 9 vorhanden ist, deren Arbeitsfläche mit
Graphit bedeckt ist.
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Die Arbeit der Kokille läuft folgenderweise ab.
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Nach Beendigen der Schmelze wird der pneumatische Schlagmechanismus
8
eingeschaltet, vermittels dessen der Graphitstopfen 7 aus der öffnung 6 für den
Abfluß der Schlacke ausgeschlagen wird. Der pneumatische Schlagmechanismus 8 wird
dann in die Ausgangsstellung zurückgeführt, der Stopfen 7 schwimmt auf und die Schlacke
fließt aus der Kokille 1 tiber die Rinne 9 in den Sammelbehälter ab.