DE2321446A1 - Verfahren zum elektroschlackeumschmelzen - Google Patents

Description

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Patentanwälte

ZELLENTSN u. LUYKEN

8000 München 22
Zweibrückenstr. β

Institut Elektrosvarki imeni 26. April 1973

E. O. Patona Akademii Fauk Ukrainskoj SSR, L/Hu

Kiew / UdSSR ρ ^ 985/2

Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Elektrometallurgie, insbesondere auf Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen.

Zweckmäßig kann die Erfindung zum Herstellen rechteckiger Gußblöcke zum Walzen von 200 bis 300 mm starken Blechen sowie zum Herstellen gegossener Rohlinge mit komplizierter Form angewendet werden.

Bekannt ist ein Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen, bei welchem ein Herunterschmelzen von Abschmelzelektroden in eine gekühlte Metallkokille erfolgt.

Dieses Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß man mit.

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zwei Gruppen von Abschmelzelektrode]! arbeitet, von denen jede in bezug auf die Kokille eine beweglich und eine unbeweglich angeordnete . Elektrode aufweist, wobei man die genannten Elektroden nach Bifilarschema an eine Speisequelle anschließt»

Mit Hilfe, des bekannten Verfahrens ist es möglich, Brammen mit hohem Verhältnis von Breite zu: Dicke herzustellen· Bin Nachteil des bekannten Verfahrens ist die Möglichkeit

flächen

der Berührung der Zokillenwande mit den Seiten' der beweglich- angeordneten Elektroden, was zum Durchbrennen der Wände führte Außerdem hat das Vefflfahfarn eine beschränkte-Anwendung, da es nicht möglich ist, einen großen Gußblock mit großem Querschnitt und ■ einem VerhaJUfeais :νοη,<_ Dicke zu. Breite von nahezu 1 zu erhalten.

Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen zu entwickeln, bei dem die Anordnung beweglicher und unbeweglicher Elektroden es gestattet, Güßblöcke mit einem Verhältnis von Dicke zu. Breite von etwa 1 zu erhalten,, wowie ein Durchbrennen von ~ . KokiHen-wänden zu

Diese. Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Elektroschlacke-Umschmelzverfahren, bei demein Herunterschmelzen, von

- Abschmelzelektroden in eine gekühlte Metallkokille erfolgt, die.vor dem Prozeßbeginn nach BifIlalicheina an ©ine Speisequelle angeschlossen werden, wobei man einen Teil von ihnen relativ zur

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..die Kokille vertikal verstellbar anordnet, erflndungsgemaß/bewegllch und unbeweglich angeordne tea Elektroden In der Kokille In bezug auf dessen horizontale Ebene in parallelen Reihen angeordnet werden, wobei die Reihenfolge so ist, daß sich In der

eine ..

einen Reihe ' an Transformator-Wlcklungsausfuhrung und m der folgenden Reihe · an die andere Transformator-Wlcklungsausführung angeschlossene Elektroden befinden-; und die Gesamt - TSlek'trodenquerschnitte ^eder Reihe gleichgroß' sind.

Dank einer solchen Anordnung von Elektroden wird eine gleichmäßige Wärmeabgabe -über das Gesamtvolumen des Schlackenbades und ein gleichschnelles Herunterschmelzen der Elektroden in jeder Reihe gewahrleistet, wodurch die elektrische

heit .

Unausgeglichen nur unbedeutend wird» Das Vorhandensein einer großen von Tropfenbildungszentren zwischen den Reihen und eine

gleichmaßige Verteilung der Sar me leistung über das Sehlackenbadvolumen verleihen dem Metallbad die günstigste Form. All das tragt dazu bei, Gußblocke mit hochwertigem Metall zu aushalten·

Es ist technologisch am günstigsten, die Elektroden in der Kokille In zwei Reihen anzuordnen, wobei man die Elektroden der einen Reihe an eine Wicklungsausführung des !Transformators und die Elektroden der zweiten Reihe an die andere Wieklungsausführung anschließt·

Die Anordnung von Elektroden in zwei Reihen und deren Anschluß an die Speisequelle gestattet es, die Vorbereitungs-

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arbeitsgänge auf ein'· Minimum zu reduzieren·

Es ist am sinnvollsten und zweckmäßigsten, die In der Seihe äußersten Elektroden In der Kokille in bezug auf die letztere feststehend anzuordnen· Da tuber alle Elektroden der Reihe unter einem, elektrischen Potential sind und zwischen der Kokilienrinnenfläche und den beweglichen Elektroden zuverlässig isolierte und gut befestigte unbewegliche Elektroden angeordnet sind, so 1st es möglich, die Schmelzarbelt durchzuführen, ohne dabei die Berührung der beweglichen Elektroden mit den unbeweglichen sowie der Elektroden mit der Oberfläche der- Kokille zu befürchten·

Dabei wird es möglich, die Zwischenräume zwischen den Elektroden der einen Reihe auf ein Minimum (10 bis 15 mm) zu reduzieren, was wiederum die Erzielung eines extrem hohen (0,8 bis 0,9) FÜllungsgrades der Kokille (Verhältnis der Elektroden-Querschnittsfläche zu der Koklllen-Querschnlttsflache) gewährleistet·

bei .

Eine. Besonderheit ^er vorliegenden Erfindung besteht darin,

daß die beweglich angeordneten Elektroden einen, gering er en Querkönnen
schnitt haben/als die unbeweglich angeordneten Elektroden.

Die Verwendung von unbeweglichen Elektroden mit einem Querschnitt, der den Querschnitt der beweglichen Elektroden um das mehrfache übertrifft, gestattet es, neben einem hohen Füllungsgrad der Kokille Gußblöcke zu erhalten, die die .: ' Grenatiragkraft der .Anlage gewichtsmäßig um das Mehrfache überschreiten· So wurden zum Beispiel auf einer Elektroschlacke-Umschmelzanlage

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mit einer Tragkraft von 8 t Gußblocke mit einem Querschnitt von 1600 χ 700 und einem Gewicht von 25 t hergestellt* Bei Verwendung von Eechteckelektroden sind die beweglichen Elektroden

vorzugsweise
/mit ihren Breitkanten den unbeweglichen Elektroden zugekehrt·

Dadurch daß die beweglichen Elektroden den unbeweglichen Elektroden mit ihren Breitkanten und der KoJslllenwand mit Ihren Schmalkanten zugekehrt sind, sind die Flächeneineieventuellen Berührung <ler beweglichen Elektroden mit der Koklllenwand minimal , wodurch eine hohe Zuverlässigkeit des Elektroschlacke-Umschmelzens gewährleistet wird· - . " Nachstehend wird die - : Erfindung an Hand eines

-·- Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die belllegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt ..

Flg· 1 eine,- . AnordnungsVariante, von Abschmelz-Elektrodengruppen in der Kokille beim Umschmelzen, in Seitenansicht;

einer

FIg· 2 eine AnordnungsVariante von Elektroden in / rechteckigen gekühlten Kokille und einen die Elektroden speisenden Transformator, in Draufsicht; ' . . ■

Fig· 3 eine Anordnungsvariante von Elektroden In der kreisrunden gekühlten Kokille, in Draufsicht.

Das Wesen des Verfahrens besteht im Folgenden·

In eine gekühlte, auf einem ebenfalls gekühlten Untersatz (2) aufgestellte Metallkokille (1) (Flg. 1) werden Abschmelzelektroden eingeführt. Ein Teil dieser Elektroden 3 wird In be-

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zug auf die Kokille 1 unbeweglich, befestigt und ein anderer Teil der Elektroden 4 wird relativ zur Kokille 1 vertikal verstellbar angeordnet.

Die genannten Elektroden 3» 4 werden in der Kokille 1 In. parallelen Reihen a und b (Fig· 2) in bezug auf dessen Horlzontalebene angeordnet, wobei die Gesamt - Querschnitte der Elektroden 3 und 4 in jeder Reihe a und b gleichgroß sind·

Außerdem sind die Gesamt- Querschnitte der beweglichen Elektroden 4 in #eder Reihe a, b auch gleichgroß. .Ferner sind die Elektroden 3, 4 der einen Reihe a'an wine Wicklungsausführung 5 <ias Transformators 6 und die Elektroden 3» 4 der anderen Reihe b an die andere Wlcklungsausführung 7 des Transformators 6 derart angeschlossen, daß die Reinen, a, b der Elektroden 3» ^ dem Potential nacheinanderfolgen. - Danach wltd in.

die Kokille 1 zum Bilden des Schlackenbades 8 (Flg* 1) die erforderliche Menge von Schlacke eingefüllt· Es beginnt der Elektroschlackeumschmelzprozeß.

Beim Her unter schmelzen von Elektroden werden die beweglichen Elektroden 4 immer mehr in das Schlackenbad 8 zur Bildung des Metallbades 9 gesenkt»

Die Elektroden in den Reihen a und b werden so angeordnet, daß sich zu beiden Seiten -jeder beweglichen,Elektrode 4 unbewegliche Elektroden 3 befinden» Dadurch, daß ded-e Reihe von Elektroden an eine Wicklungsausführung des Transformators angeschlossen 1st 1 stehen alle Elektroden der Reihe unter einem

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Potential· Hierdurch Ist möglich, die Schmelzarbeit durchzuführen, ohne die Berührung der beweglichen Elektroden mit den unbeweglichen sowie der Elektroden mit den Wänden der Kokille zu befürchten, well zwischen der Innenfläche der Kokille und den beweglichen Elektroden zuverlässig isolierte und gut befestigte unbewegliche Elektroden angeordnet sind» .. . " Umstand trägt dazu bei, daß die- Zwischenräume zwischen den Elektroden und der Innenwand der Kokille,unbedeutend sein können (10-15 mm), was wiederum die Erzielung eines hohen Füllungsgrades der Kokille gewährleistet· ■ Das erfindungsgemäße "Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen gestattet es, GußMöcke mit großem Querschnitt und einem das Gewicht der beweglichen Elektroden um 3 bis 4-fache übersteigenden Gewicht (das Gewicht der beweglichen Elektroden ist durch die nominale Tragkraft der Anlage begrenzt}., 2Uv erhalten, was durch Verwendung von unbeweglichen Elektroden mit einem Querschnitt erreicht wird, der den Querschnitt der beweglichen Elektroden um das Mehrfache (8 -15) übertrifft·

Außerdem weist das erf indungsgemäße Verfahren gegenüber den bekannten Verfahren noch folgende Vorzüge auf·

Es ist möglich, bewegliche Elektroden dem Schlackenbad sowohl durch einen als auch durch zwei Elektrodenhalter zuzuführen·

Bei Verwendung von zwei Elektrodenhaltern können die be-

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weglichen Elektroden beim Schmelzprozeß der Reihe nach ausgewechselt werden, was als eine weitere Reserve zur Herstellung von schweren Gußblöcken auf den Anlagen mit geringer Tragkraft angesehen werden kann.

Als regelbare Ausgangs-Schmelzparameter gelten im vorliegenden Verfahren die Spannung fur Ulla Elektroden und der Strom In den unbeweglichen Elektroden, der durch Verändern des Vorschubs der beweglichen Elektroden reguliert wird· Die chemische Zusammensetzung aller Elektroden kann sowohl gleich als auch verschieden sein· Im letzteren Falle lassen sich Gußblöcke mit Un legierung erhalten, was zur Herstellung von Schmelzen besonders wichtig ist, : für die^ die !Fertigung von Abschmeliselektroden nach den bekannten Verfahren schwierig ist· " In Flg. 2 ist die Kokille mit rechteckigem Querschnitt

- cte
schematisch dargestellt, in der Elektroden 3» 4 mit ebenfalls rechteckigem Querschnitt in zwei parallelen Reihen a und b angeordnet sind. Die Elektroden 3, 4 der eiJien Reihe a sind an die Wicklungsausführung 5 des Transformators 6 und die Elektroden 3, 4 der anderen Reihe b an die Wicklungsausführung 7 des Transformators 6 angeschlossen» Dabei sind die beweglichen Elektroden 4 mit ihren Breitseiten den unbeweglichen Elektroden 3 zugekehrt.·

In Flg· 3 ist eine Kokille 1 mit rundem Querschnitt schematisch dargestellt, in der die Elektroden 3, 4 in zwei parallelen Reihen a und b angeordnet sind· Jede Reihe hat drei

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Elektroden, von denen die mittlere relativ zur Kokille vertikal verstellbar Ist, während die anderen zwei in bezug auf die Kokille unbeweglich, angeordnet sind«

Die Elektroden 2, 4 der Reihe a sind dabei an die Wicklungsausführung 5 ci.es Transformators 6 und die Elektroden 5, 4 cLö* Reihe b an die Wicklungsausführung 7 des Transformators 6 angeschlossen«

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Claims (1)

1. PA(EENiCAKSPRUCHE

   1» Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen, .bei den Her unter schmelzen, von Abschmelz_.elektroden in eine gekühlte Metallkokille erfolgt, . welche vor dem Prozeßbeginn nach Bifilaschema an eine Speisequelle angeschlossen werden, wobei man einen Teil von ihnen relativ zur Kokille vertikal verstellbai anordnet, dadurch g e k e η η ζ e 1 c h net, daßdie beweglich (4) und unbeweglich·.. (3) angeordneten-Elektroden in der Kokille (1) in parallelen Reihen (a,"b) angeordnet werden, wobei" die Reihenfolge (a, b) so ist, daß sich in der einen Seihe (a) die an eine Ausführung (5) der Speisequelle (6) angeschlossenen Elektroden (3, 4·) und in der folgenden Reihe (b) dia an die andere Ausführung (7) angeschlossenen Elektroden (3» 4) befinden ι und die Gesamt-Quer schnitte der Elektroden (3t ²J-) deder Reihe (a* b) gleichgroß .-sind.

   2· Verfahren nach Anspruch 1_f d a d u r c h g e k β η η

   zeichnet ,daß die Elektroden (3> ^·) in der Kokille (1) in zwei Reihen (a, b) angeordnet werden, wobei man die Elektroden dar einen Reihe (a) an eine Wicklungsausführung (5) der Speisequelle (6) und die Elektroden (3» 4) der anderen Reihe (b) an die andere Wicklungsausführung (7) anschließt·

   3· Verfahren nachr-Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze lehnet ,daß man im Hohlraum der Kokille

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   (1) die äußersten Elektroden jjeder Beine (a, b) in bezug auf die Kokille (1) unbeweglich anordnet,

   4, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet ,daß die beweglich angeordneten Elektroden (4) einen geringeren Querschnitt haben als die. unbeweglich angeordneten Elektroden O) · ·

   5» Verfahren nach Anspruch 4-, d a d u r c h g e kennze lehnet ,daß bei Verwendung von Elektroden mit rechteckigem Querschnitt die beweglich angeordneten Elektroden (4) mit ihren Breitseiten den unbeweglichen Elektroden O) zugekehrt sind· -

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