DE2415925B2 - Elektroschlackenofen zur Raffination von Roheisenschmelzen - Google Patents
Elektroschlackenofen zur Raffination von RoheisenschmelzenInfo
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- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/02—Ohmic resistance heating
- F27D11/04—Ohmic resistance heating with direct passage of current through the material being heated
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Elcktroschlackenöfen
zur Raffination von Roheisenschmelzen unter Anwendung einer verstellbaren nicht abschmelzenden
Elektrode.
Es ist ein Elektroschlackenofen zur Behandlung von Roheisenschmelzen bekannt, der einen ausgefütterten
Körper besitzt, in welchem der Boden und die inneren Wände aus einem stromleitenden feuerfesten Werkstoff
z. B. aus Graphit ausgeführt sind.
Die bekannten Öfen haben eine nicht abschmelzende Elektrode, die mittels eines Antriebs in die Ofenwanne
zur Erzeugung eines elektrischen Lichtbogens zwischen dieser Elektrode und der Roheisenschmelze, die sich in
der Ofenwanne befindet, eingetaucht wird.
Die bekannten Öfen ermöglichen keine optimale Raffination der Roheisenschmelze, da sie keine starke
Überhitzung des Metalls ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektroschlackenofen zur Raffination von Roheisenschmelzen
anzugeben, der eine für die Raffination und das nachfolgende Gießen günstige Überhitzung zu
erzielen gestattet.
Dies wird bei einem Elektroschlackenofen zur so
Raffination von Roheisenschmelzen, enthaltend einen ausgefütterten Körper, in welchem der Boden und die
inneren Wände aus einem s'.romleitenden feuerfesten Werkstoff ausgeführt sind, und mindestens eine nicht
abschmelzende Elektrode, die in die Ofenwanne mittels eines Antriebs eingetaucht wird, erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß bei symmetrischer Anordnung der Elektrode in einer zylinderförmigen Ofenwanne der
Innendurchmesser der Wanne, der durch die Flächen der stromführenden Wände, welche mit der Roheisenschmelze
unmittelbar in Berührung kommen, begrenzt ist, 2 bis 4 Durchmesser der einzuführenden Elektrode
beträgt.
Wie Versuche gezeigt haben, ist bei diesem Verhältnis des Innenhohlraumes der Ofenwanne zum Elektroden- 6j
durchmesser eine maximal effektive Behandlung der Roheisenschmelze möglich.
Für den Fall, daß mehrere nicht abschmelzende Elektroden vorhanden sind, ist in Weiterbildung der
Erfindung zur Einhaltung des angegebenen Verhältnisses der Durchmesser vom Gesamtquei schnitt sämtlicher
Elektroden auszugehen.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung,
welche den Längsschnitt eines erfindungsgemäßerT
Elektroschlackenoferu zur Roheisenbehundlung
zeigt, näher erläutert.
Der Elektroschlackenofen zur Raffination der Roheisenschmelze besteht aus einem Körper I. der auf einem
Fundament 2 steht und im Inneren mit einem wärmeisolierenden Werkstoff 3 ausgefüttert ist.
Die Innenflächen der Ausfütterung und der Boden sind mit einem stromleitenden feuerfesten Werkstoff 4
überzogen. Der Ofen ist von oben mit einem Deckel 5 verschlossen. Durch eine Öffnung in dem Deckel 5 ist
eine nicht abschmelzende Elektrode 6 eingeführt, die längs ihrer Achse mittels eines Antriebs 7 über einen
Umlenkblock 8 und einen Schlitten 9 auf ein-.r Säule 10 verstellbar ist. Der elektrische Strom wird der nicht
abschmelzenden Elektrode mit Hilfe eines biegsamen Kabels 11. wassergekühlter Rohre 12 und eines
wassergekühlten Elektrodenhalters 13 zugeführt. Der Innendurchmesser der Ofenwanne, der durch die Fläche
der ausgefütterten stromführenden Wände, welche mit der Schmelze unmittelbar in Berührung kommen,
begrenzt ist, beträgt 2 bis 4 Durchmesser der einzuführenden Elektrode. Das Verhältnis Wannendurchmesser
zu Elektrodendurchmesser wird entsprechend den elektrischen Daten der Prozeßführung
gewählt.
Für den Fall, daß ein Elektroschlackenofen mit mehreren nicht abschmelzenden Elektroden zum
Einsatz kommt, wird zur Einhaltung des obengenannten optimalen Verhältnisses der Durchmesser vom Gesamtquerschnili
sämtlicher Elektroden ausgegangen.
Zum Abstich des raffinierten Metalls aus dem Ofen sind eine Abstichöffnung 14 und eine Stichrinne 15
vorgesehen.
Der Elektroschlackenofen arbeitet folgendermaßen: Vor dem Betrieb wird der Ofen mit einem tragbaren
Gasbrenner auf eine Temperatur von 700 bis 800°C vorgewärmt. Danach wird der stromführende Boden
mit einem metallischen »Impfstoff« zwecks Vermeidung eines Durchbrennens des Bodens durch den elektrischen
Lichtbogen beschickt.
Es wird der elektrische Strom eingeschaltet und durch die Verstellung der Elektrode 6 ein elektrischer
Lichtbogen erzeugt, wobei man zugleich ein vorher mit exothermem Pulver vermischtes stromleitendes Flußmittel
zuschüttet.
Das Flußmittel wird unter Einwirkung der hohen Temperatur des elektrischen Lichtbogens geschmolzen
und bildet ein Schlackenbad. Durch die Verstellung der Elektrode wird der Lichtbogen-Schmelzvorgang der
Schlacke in die bogenfreie Elektroschlackenerhitzung überführt. Wenn die Schlackenschmelze eine Temperatur
im Bereich von 1600 bis 17000C erreicht, wird
flüssiges Roheisen in den Ofen durch die Öffnung im Deckel eingegossen. Das flüssige Roheisen, das ein
größeres spezifisches Gewicht hat, verteilt sich unter der heißen Schlackenschicht, wo es teilweise infolge
Wärmeleitung, teilweise infolge der Durchmischung auf die erforderliche Temperatur überhitzt wird und von
schädlichen nichtmetallischen Einschlüssen und Gasen gereinigt wird.
Es zeigte sich, daß bei einem Durchmesser des
Innenruumes der Wanne von weniger als 100 mm bei
der Führung des Elektroschlackenprozesses mit einer Spannung und einer Stromdichie. die für die üblichen
Kleklrodendurchmesser kennzeichnend sind. u. /.. 40 Voll und 30 A/cm2, die Bildung von örtlichen Herden
des Lichtbogenvorganges länp, des Ringspaltes /wischen
der Elektrode und der stromführenden Ausfiitterung beobachtet wird. Versuche bei Verwendung des
Arbeiisraumdurchmessers 150 und 130 mm haben ein
intensiveres Entstehen von Lichibogenentladungen ergeben.
Versuche mit Wannendurchmesser 220 bis 250 mm haben einen stabilen Elektroschlackenvorgang ergeben.
Spannungsänderungen im Bereich der Spannungen für
die Führung von Elektrosehlackenumschmelzvorgängen haben keine Änderung der beobachteten Situation
herbeigeführt, wahrscheinlich infolge einer begleitenden Änderung von Temperaturverhältnissen. Eine
weitere Vergrößerung des Wanne.idurchmessers bis 400 mm hat einen stabilen Verlauf des Überhitzungsvorganges
erwiesen. Eine Vergrößerung des Wannendurehmessers bis 500 mm und mehr hat bei der gleichen
berechneten Stromdichte (infolge eines tieferen Eintauchens der Elektrode in die Schlacke) eine erhebliche
Herabsetzung der Metallüberhitzung herbeigeführt.
Wenn bei der Schmelzführung unter Einsatz der Wanne mit einem Durchmesser im Bereich von 2 bis 4
Elektrodendurchmessern eine Metallüberhitzung von 1500 bis 1550 C erzielt wird, ist es bei der Einhaltung
derselben elektrischen Daten und der Leistung der Wanne mit einem Durchmesser, der 5 Elekirodendurchmesser
betrug, nicht gelungen, das Metall auf mehr als 1400'C zu überhitzen. Das ist vielleicht mit einer
Schwächung der elektromagnetischen Kräfte und der Art der Wärmeübertragung verbunden, wenn der
Durchmesser des Arbeitsraumes wesentlich vergrößert wird. Das Schlackenbad wird mit Hilfe des elektrischen
ίο Stroms ununterbrochen eine gewisse Zeitspanne lang
erwärmt, wobei der Strom dank der stromleitenden Ausfütterung das Schlackenbad gleichmäßig und intensiv
erwä "ml, wodurch der thermische Wirkungsgrad des Ofens bedeutend erhöht wird.
Vor dem Gießen des flüssigen Metalls wird der elektrische Strom abgeschaltet und die Abstichöffnung
für das Metall geöffnet. Das Metallgießen kann sowohl vollständig, als auch zum Teil erfolgen.
Der erfindungsgemäße Elektroschlackcnofen für die Behandlung des schmelzflussigen Metalls ist in der
Bedienung unkompliziert, er gestattet eine effektive Aufkohlung und Beruhigung des Metalls bei entsprechender
chemischer Zusammensetzung der Schlacke und eine hohe Temperatur derse'ben zu erzielen, sowie
Metall mit hoher Temperatur zu gewinnen, was bei der Herstellung von dünnwandigen Gußstücken von großer
Bedeutung ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Elektroschlackenofen zur Raffination von
Roheisenschmelzen, enthaltend einen ausgefütterten Körper, dessen Boden und innere Wände mit einem
stromleitenden Werkstoff ausgekleidet sind, und mindestens eine nicht abschmelzende Elektrode,
welche in die Ofenwanne mittels eines Antriebs eingetaucht wird, dadurch gekenn/eichnet,
daß bei symmetrischer Anordnung der Elektrode (6) in einer zylinderförmigen Ofenwanne
der Innendurchmesser der Wanne, die durch die Flächen der stromführenden mit der Roheisenschmelze
unmittelbar in Berührung kommenden Wände begrenzt ist, 2 hir 4 Durchmesser der
einzuführenden Elektrode (6) beträgt.
2. Elektroschlackenofen nach Anspruch !,dadurch
gekennzeichne!, daß bei Verwendung mehrerer
nicht abschmelzender Elektroden der Durchmesser des Gesamtquerschnittes sämtlicher Elektroden für
die Bestimmung des Durchmesserverhältnisses zugrunde gelegt ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU7301903615A SU462506A1 (ru) | 1973-04-02 | 1973-04-02 | Электрошлакова печь дл обработки чугуна |
SU1903615 | 1973-04-02 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2415925A1 DE2415925A1 (de) | 1974-10-17 |
DE2415925B2 true DE2415925B2 (de) | 1975-10-23 |
DE2415925C3 DE2415925C3 (de) | 1976-05-26 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3213764A1 (de) * | 1981-04-14 | 1982-11-04 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan, Tokyo | Verfahren und vorrichtung zum schmelzen und verarbeiten von metallabfaellen |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3213764A1 (de) * | 1981-04-14 | 1982-11-04 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan, Tokyo | Verfahren und vorrichtung zum schmelzen und verarbeiten von metallabfaellen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2415925A1 (de) | 1974-10-17 |
SU462506A1 (ru) | 1977-11-25 |
DD110715A1 (de) | 1975-01-05 |
IT1012559B (it) | 1977-03-10 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |