DE2505378C3 - Verfahren zum Herstellen von Abschmelzelektroden für die Rückgewinnung von Metallanteilen aus dem Schleifstaub hochwertiger Metalle und Legierungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verehren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die DE-OS 23 60 883, S 8, Abs. I und Figur, ist es bekannt, Kleinteile auf. Metuli in eine F^:orm mit zylindrischen, d. h. senkrechten Wanden einzufüllen und zusammen mit der Porrn durch Schlacke hindurch umziischmelzen. Um das Herausfallen der Mctallpartikel. die im übrigen keinen Schleifslaub bilden, wahrend des Umschmelzen zu verhindern, sind bestimmte Verfahrcnsbidingungen einzuhalten, die ein örtliches Zusammensintern der Metdllp.irtikel verursachen. Das Zusammensintern der cvtrem inhomogenen Partikel von Schleifstaub ist jedoch in der Praxis nicht zu erreichen.

Durch die GB-PS 12 52 660. S. I, Z. 7fi—82; S. 2, '/.. IO—18 und Figur, isi es bekannt, einen Blechmantel mit c<nr:r Pnlvtrfüllung aus metallischen und nichtmetallischen Komponenten als Elektiode umzuschmelzen. Die nichtmetallischen Komponenten sollen aus dem ursprünglichen Erz stammen, und ein Herausricscln der Piilvorfüllung aus dem Rohr soll durch einen örtlichen Sinlcrvorgang verhindert werden. Die Herstellung des MetallpulverameiJs durch Reduktion ist aufwendig. Die bekannten Maßnahmen sind nicht :iuf die Verarbeitung von Schleifstaub übertragbar.

Durch die DE-OS 23 08 639, Ansprüche 1 und 2; S.4, letzter Absatz; Fig. 6, ist es bekannt, Elektrodenhüllen mit anderen als zylindrischen Querschnitten zu verseilen, wobei die einzelnen Wände, jedoch gleichfalls senkrecht verlaufen. Die Metailpulvcrfüllung soll dabei hinsichtlich ihrer Zusammensetzung mit der Hülle und mit dem herzustellenden Metallgegenstand übereinstimmen, wobei durch eine hohe Verdichtung und ein Agglomerieren ein metallischer Festkörper hergestellt wird. Derartige Maßnahmen sind aufwendig und nicht für beliebige Pul Vermischungen, insbesondere nicht für Schleifstanb brauchbar.

Durch die US-PS 28 67 895, Anspruch I und Fig. 2, ist es bekannt. Elektroden, die aus einem Blechmantel mit in der Umschmelzposition senkrechten Wänden und siner Schrotifüllung bestehen, dadurch gegen ein Herausrutschen der gesamten Schrottfüllung zu sichern, daß man in regelmäßigen Abstanden jeweils mehrere radiale Haltespikes in den Blechmantel und in die Schrottfüllung treibt. Abgesehen davon, daß eine solche Maßnahme aufwendig ist, kann nicht verhindert werden, daß die jeweils zwischen zwei Ebenen, in denen die Haltespikes angeordnet sind, befindliche Schrottmenge aus der Metallhülle herausrutscht. Damit ist jedoch stets die erhebliche Gefahr verbunden, daß Schrotteile unaufgeschmolzen in einen Schmelzsee gelangen, wenn die bekannte Elektrode beispielsweise für ein Umschmelzverfahren verwendet wir·'!.

Durch die AT-PS ί 42 224, S. 2, Z. 24—37 und Z. 56—59. ist es bekannt, Elektroden aus Metallpulvern und Bindemitteln herzustellen, wobei jedoch die Gcsamlzusammensetzung der Elektrode der Fertiglegierung entsprechen soll. Auch cif&es Verfahren ist aufwendig und für die Verarbeitung von Schleifstaub nicht ohne weiteres geeignet.

Durch die US-PS 3 4 06 206, Anspruch ! und Figur, ist es bekannt, Absehmelzelektroden aus einer Folienhülle und einer Metallpulverfüllung zu bilden,

⁴S wobei die Folicnhüllc und das Metallpulver durch einen Schweißvorgang örtlich so aufgeschmolzen werden, daß Zonen ausreichender elektrischer Leitfähigkeit entstehen. Da die Wandungen der Folienhülle in Schmelzstellung senkrecht verlaufen, ist die Herstellung elektrisch gut leitfähiger Bahnen allein nicht ausreichend, um die gesamte Pulverfüllung zuverlässig in der Folienhülle zu halten. Vielmehr ist es erforderlich, die Pulverfüllung zusätzlich gut einzupressen. Auch eine solche Maßnahme ist aufwendig und au(

die Verarbeitung von Schleifstaub nicht übertragbar. Beim Schleifen \on Gegenständen aus hochwertigen Metallen und Legierungen wie Guß-, Schmiede- und Walzstücken fällt in größeren Mengen Schleifstanb an, der einen hohen Prozentsatz der Metalle der geschliffenen Gegenstände enthält. Unter dem Begriff Schieifstaub wird ein Gemisch aus beim Schleifen anfallenden Metall-Spanlocken und Metallstaub sowie aus dem pulverförmigen Abrieb der Schleifscheiben verstanden. Je nach den gewählten Bearbeitungsvcr-

fahren der Gegenstände liegt ein mehr oder weniger großer Anteil der Legierungskomponentcn in Oxidform vor. In Abhängigkeit von der Art der verwendeten Schleifscheiben enthält der Schieifstaub ferner

nicht unbeträchtliche Anteile an Bindemitteln und Schlcifkörnern, aus denen sich die Schleifscheibe zusammensetzt. Die Metalloxide und der Abrieb der Schleiischeiben haben sich bei der Aufbereitung des Schlcifi taubes bzw. bei der Rückgewinnung der Metallanteile als außerordentlich störend erwiesen. Die Rückgewinnung ist aber deswegen wünschenswert, weil es sich bei einer Reihe von Legieruiigskomponenten um hochwertige Metalle handelt, die im Falle einer Beseitigung des Schleifstaubes als Abfall eine beträchtliche Verlustquelle darstellen. Zu diesen Metallen gehören insbesondere Nickel, Kobali, Wolfram, Chrom, Titan, Niob und Molybdän.

Man hat zum Zweckt einer Rückgewinnung der Metallanteile bereits versucht, den Schleifstaub im offenen und Vakuum-Induktionsofen auf- bzw. umzuschmelzen. Dieser Versuch führte jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg: Die Schmelze wurde durch Oxide und Korund aus der Schleifscheibe verdorben. Eine Rückgewinnung der Metallanteile auf chemischem, d.h. nassem Wege, ist außerordentlich aufwendig und kostspielig.

Zur Vermeidung der vorstehend aufgezeigten Nachteile ist auch bereits vorgeschlagen worden, den Schleifstaub zu kompakten Körpern zu verfestigen, die als Abschmelzelektroden eingesetzt und mittels eines an sich bekannten Elektroschlacke-Umschmelzverfahrens zu Blöcken umgeschmolzen werden. Der Vorgang der Verfestigung zu kompakten Körpern setzt entweder voraus, daß dem Schleifstaub Bindemittel zugesetzt werden, deren flüchtiger Anteil nach Bildung des Elektrodenkörpers ausgetrieben werden muß, oder daß der Schleifstaub unter Anwendung hohen Druckes verpreßt bzw. zusammengesintert wird.

Das Austreiben der flüchtigen Anteile des Bindemittels ist zeitraubend und umständlich. Insbesondere bei Elektroden mit einem Durchmesser von mehreren Dezimetern ist die Diffusionsweglänge für die flüchtigen BinderHttelanteile sehr groß, so daß der Austritt an die Umgebung behindert wird. Eine restlose Entfernung der flüchtigen Anteile ist auf Grund von Gleichgewichtsbedingungen selbst bei den üblichen Behandlungstemperaturen von Sinterkorpern nicht möglich. Erst unter dem Einfluß der hohen Schmelztemperatur beim Umschmelzen der Elektroden werden die flüchtigen Anteile, in der Regel Wasserdampf, freigesetzt und stören durch eine Wasserstoffanreicherung im Ingot, durch Kondensation des Wasserdampfes an AnlagentefJen den Umschmelzprozeß.

Das Verpressen, insbesondere das isostatischc Verpressen trockenen Schleifctaubs setzt Preßformen und Pressen mit hohem Preßdruck und großen Abmessungen voraus. Hierdurch wird die Elektrodenherstellung sehr verteuert; trotzdem kann nicht mit letzter Sicherheit verhindert werden, daß die Elektrode während des Umschmelzens abreißt, so daß der Umschmelzprozeß sofort unterbrochen wird.

Es ist auch bereits bekannt, eine aus Pulverpartikeln zusammengepreßte Abschmelzelektrode in einem Folienbehälter aus Metall unterzubringen und auf der Folienoberfläche zum Zwecke des Verhinderns eines Verzugs unter dein Einfluß der Schmelzwärme Versteifungsrippen aufzuschweißen (US-PS 34 00 206). Dieses bekannte Verfahren setzt nicht nur voraus, daß das Pulver zusammengepreßt wird, sondern macht auch zusätzliche Schweißvorgänge erforderlich, die kompliziert auszuführen sind und die Elektrode stark verteuern. Das Verpressen des Metallpulvers ist vor allem deswegen erforderlich, weil ohne diese Maßnahme das Pulver aus dem Folienbehälter herausfallen würde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, bei dem auf die Verwendung von Bindemitteln und/oder hohen Preßdrücken verzichtet werden kann, und bei dem sich dennoch kein Schleifstaub vom Elektrodenkörper löst und unter dem Einfluß der Schwerkraft ungeschmolzen und in unkontrollierbaren Mengen pro Zeiteinheit in die Schlacke bzw. in den sich darunter bildenden Ingot gerät.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgi be; den· eingangs beschriebenen Verfahren durch Maßnahmen nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1.

Das Einfüllen erfolgt durch Einschütten bzw. einen Rieselvorgang, der gegebenenfalls von einem Einstampfen begleitet sein kann, um eine möglichst hohe Schüttdichte des trockenen Schleif?,"j.ubes zu erzielen. Dieses Einstampfen ist nicht zu verwechseln mit einem Verpressen, das zu einem Sinterkörper von hoher Festigkeit führt. Damit ist der Vorteil verbunden, daß auf Pressen und Preßwerkzeuge vollständig verzichtet werden kann. Der sich nach unten verjüngende Blechmantel ist auf sehr einfache Weise und aus billigem Material herstellbar, worauf weiter unten noch näher eingegangen wird.

Es wurde überraschend festgestellt, daß trotz des Verzichts auf eine Verfestigung bzw. Kontaktierung kein Schleifstaub vor oder während des Umschmelzprozesses aus dem sich nach unten verjüngenden Blechmantel herausfällt, obwohl dieser an seinem unteren Ende eine öffnung aufweist, deren Durchmesser mit abnehmender Länge der Abschmelzelektrode zunimmt. Das Festhalten des Schleifstaubes in dem Blechmantel wird dabei offensichtlich durch die Konizität des Blechmantels bewirkt, durch die eine ständige axiale Kraftkomponente auf den (losen) Schleifstaub ausgeübt wird, auch dann, wenn sich das Vo'umen des Schleifstaubes während des Umschmelzens durch Temperatureinflüsse verringert, so daß der Schleifstaub im Innern des Blechmantels um einen kurzen Weg nachrutschen kann. Hierbei stützt sich

+5 der Schleifstaub sofort wieder auf den konischen Wänden ab und kommt zur Ruhe, bevor er unkontrolliert aus der unteren öffnung des Blechmantels austreten kann. Diese Wirkung wird ganz offensichtlich durch einen Anteil an faserigem bzw. spanförmigcm Metall begünstigt, der den Schleifstaub durchsetzt. Dieser Anteil liegt dabei in Form von Spiralen, Lokken bzw. Metallwolle vor und ist auf den Schleifvcngang selbst zurückzuführen. Daraus ergibt sich, daß der Schieifvorgang eine nicht unwesentliche Vot aussetzung für die zuverlässige Herstellung der Eic künde und für den ungestörten Umschmelzvorgang ist.

Es wurde ebenfalls überraschend festgestellt, daß der größte Teil der im Schleifstaub enthaltenen oxidischen Bestandteile einschließlich der organischen

und/oder anorganischen Bindemittelanteile der Schleifscheibe beim Umschmelzen der Abschmelzelektroden vollständig von der geschmolzenen Schlacke aufgenommen und in dieser festgehalten wird. Der sich unterhalb der geschmolzenen Schlak-

keschicht durch Kii?tallisation aufbauende Block ist in sehr hohem Maße frei von unerwünschten Bestandteilen, die eine Wiederverwendung des rückgewonnenen Metalls erschweren würden. Dabei erfolet soear

cine Anreicherung derjenigen hochwertigen Metalle, wegen welcher die Rückgewinnung überhaupt durchgeführt wird. Einzelheiten des Elektroschlacke-Umschmelzverfahrens sind Stand der Technik, sie werden in der Spezialbeschreibung zum Zwecke eines besseren Verständnisses des Vorganges dennoch erläutert. I£s ist dabei möglich, das Elektroschlaeke-Umschmelzverfahren ausschließlich unter Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Abschmelzelektroden durchzuführen. Es ist aber auch möglich, zusätzlich Permanentelektroden einzusetzen, mit denen eine besondere Temperaturführung und - bei entsprechender Versorgung mit Gleich- oder Wechselstrom -eine Beeinflussung metallurgischer Vorgänge ermöglicht wird. Außerdem können zusätzlich normale, metallische Abschmelzelektroden bestimmter Legierungszusammensetzung eingesetzt sverden. durch welche die Zusammensetzung des aus der

r„.,u.,..t„„ U ι,,,.ι...

kann. Insbesondere aber kann die Legierungszusammensetzung durch die Wahl des Werkstoffs und die Wandstärke des Biechmantcls beeinflußt werden. Das Material des Blechmantels wird beim Umschmelzvorgang ebenfalls wiedergewonnen.

Es ist mit besonderem Vorteil auch möglich, dem Schleifstaub Stoffe zur Beeinflussung der metallurgischen Reaktion zuzusetzen. Beispielsweise kann dem Schleifstaub zwischen 1 und 10 Gewichtsprozent sauerstoffaffines Metall, vorzugsweise Aluminium, in homogener Verteilung zugegeben werden. Hierdurch wird der Sauerstoffgehalt im Ingot reduziert, während der Schwefelgehalt bereits durch die normale Schlakkenreaktion verringert wird.

Eine Abschmelzelektrode für die Durchführung des Verfahrens ist gemäß der weiteren Erfindung gekennzeichnet durch einen konischen Blechmantel mit einer Füllung aus Schleifstaub. Hierbei wird der Öffnungswinkel des Kegelmantels vorteilhaft zwischen 1 und 10 Grad, vorzugsweise zwischen 2 und 4 Grad gewählt. Bei Einhaltung dieser Maßnahme ist die Abschmelzelektrode ausreichend schlank, so daß sie mit einer Länge von bis zu mehreren Metern hergestellt werden kann, ohne daß der untere Durchmesser zu gering und der obere Durchmesser zu groß würde. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Elektrodenquerschnitt in etwa auf den inneren Kokillenquerschnitt abgestimmt sein muß. Die Einhaltung eines konstanten Querschnittsverhältnisses ist bei Verwendung eines sich verjüngenden Blechmantels naturgemäß nicht möglich, jedoch sind bei der Wiedergewinnung von Abfällen an diese Bedingungen keine allzu hohen Anforderungen zu stellen.

Ein Verfahren zur Herstellung der Abschmelzelektrode ist gemäß der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine rechteckige Blechtafel durch einen Schrägschnitt in zwei kongruente, trapezförmige Einzelteile zerlegt wird, deren parallel verlaufende Kanten den Umfangen der Abschmelzelektrode am unteren und am oberen Ende entsprechen und daß aus den Einzelteilen der Blechmantel durch einen Rundwalzvorgang gebildet wird. Die erforderlichen Abmessungen ergeben sich aus den Überlegungen bezüglich der Konizität der Abschmelzelektrode in Verbindung mit dem gewünschten mittleren Durchmesser. Es ist dabei besonders zweckmäßig, den Rundwalzvorgang nur so weit durchzuführen, daß sich die Stoßkanten des Blechmantels an der Längsnaht mit einem geringen Abstand gegenüberstehen, der gerade so groß gewählt wird, daß kein Schleifstaub austreten kann. Das Verschweißen der Längsnaht erfolgt dabei intermittierend, d.h. nach Art eines Heftvorganges mit Abstünden, so daß an den dazwischenliegenden Stellen ein Luftspalt viii banden ist. Dieser Luftspalt dient zum Austritt etwaiger in dem Schleifstaub enthaltener Gase oder Dämpfe. Beispielsweise kann sieh das organische Bindemittel der Schleifscheibe unter dem Einfluß von Warme zersetzen. An ■

ίο ßerdem besitzt der Schleifstaub gelegentlich einen gewissen Feuchtigkeitsanteil, der auf den Schleifvorgang selbst (Kühlling) zurückzuführen ist.

Die Wandstärke des Blechmantels kann dabei in nerhalb gewisser Grenzen Schwankungen unterliegen, wobei die Wandstärke vornehmlich auf die Vcrarbci tung (Rundwalzvorgang) abgestimmt wird. Eine zu große Wandstärke, beispielsweise in der GrößenorJ-nung von 6 Millimetern, kann dazu führen, daß dei Π jcir.krrtontol laniTcampr taHcs>l-irni!7t alc iif*r Qfhlf-ifstaub, so daß sich am unteren Ende der Abschmelzelektrode ein Hohlraun' bildet, der einen unerwünschten Abbrand zur Folge hat. Bei einer Wandstärke im Bereich von etwa zwei bis drei Millimetern schmelzen Rohr und Schleifstaub etwa gleich

as schnell ab. Auf diese Weise wird eine hohe Ausbeute erreicht. Die Wandstärke kann aber auch ohne weiti res bis auf etwa ein Millimeter verringert werden, webe i nat·('gemäß auch der mittlere Durchmesser dei Abschmelzelektrode eine Rolle spielt.

Eine an sich bekannte Vorrichtung zum Umschmelzen einer erfindungsgem^ßen Abschmelzelektrode sowie die Abschmelzelektrode selbst und wesentliche Vorgänge ihrer Herstellung seien nachfolgend an Hand der Fig. 1 bis 3 näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer vollständigen Elektroschlacke-Umschmclzanlage während des Umschmelzvorganges einer konischen Abschmelzelektrode.

Fig. 2 den Zuschnitt einer rechteckigen Blechtafel für die Bildung des Blechmantels, und

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Blechmantels, der aus einem der leile gemali hig. ζ hergestellt bi. In Fig. 1 ist mit 1 eine Abschmelzelektrode tvzeichnet, von der von außen nui der Blechmanlel \a zu sehen ist. Die Schleifstaubfüllung des Blechrnaniels ist mit lh bezeichnet (Fig. 3). Die Abschmelzelektrode 1 ist mittels einer Zugstange 2 an einem Ausleger 3 einer Elektrodenhaltevorrichtung befestigt. Der Ausleger 3 ist längsverschieblich an einer senkrechten Führungssäule 4 befestigt und mittels einer C'twindespindel 5 in vertikaler Richtung bewegbar. Zu diesem Zweck befindet sich im Ausleger 3 eine Spindelmutter 6. Die Gewindespindel 5 wird an ihrem oberen Ende von einem Lager 7 aufgenommen, das mittels einer Traverse 8 an der Ftihriingssäulc 4 belestigt ist. Das untere Lager 9 der Gewindespindel befindet sich in einem Getriebekasten 10, in dem die Drehzahl des Antriebsmotors 11 auf einen geeigneten Wert untersetzt wird. Die Teile t bis 11 stellen die sogenannte Elektrodenantriebsvorrichtung dar.

Die Abschmelzelektrode 1 befindet sich zumindest mit einem Teil ihrer Länge innerhalb einer Kokille 12, die aus einer Kokillenwand 13 in Form eines zylin-

drischen Hohlmantels mit Anschlußstutzen 14 für Ein- und Austritt der Kühlflüssigkeit besteht. In der Kokille 12 befindet sich während der Schmelzphase, in der die Vorrichtung dargestellt ist, eine flüssige

Schlackeschicht 16, in welche die Abschmelzelektrode 1 in geringem Maße eintaucht. Sie schmilzt tropfenweise durch die Schlackeschicht 16 ab, sammelt sich darunter in einem Schmelzsee 17, der nachfolgend durch Wärmeentzug und Kristallisation zum Schmelzblock 18 verfestigt wird. Der Wärmeentzug erfaßt anfänglich im wesentlichen durch den wassergekühlten Kokillenboden 19 und nachfolgend im wesentlichen durch die Kokillenwand 13. Zwischen Kokillcnwand und Kokillenboden befindet sich ein hitzebeständiger Isolierstoffring 20. Die gesamte Anordnung ruht auf einer Basisplatte 21.

Die Schmelzstromzufuhr erfolgt einerseits mittels eines flexiblen Kabels 22 und einer Anschlußklemme 23 zur Zugstange 2 und von hier aus zur Elektrode 1, andererseits zu einer Anschlußklemme 24 eines elektrischen Umschalters 25, dessen Ausgangsklemme 26 iViii uciii Kukiuciiinjucii ±9 üuci cii'ic i^ciiüiig */ vci bunden ist. Eine zweite Ausgangsklemme 28 führt über die Leitung 29 zur Kokillenwand 13. Mittels des Umschalters 25 ist es möglich, wahlweise den Kokillenboden 19 oder die Kokillenwand 13 zum Gegenpol für die Abschmelzelektrode 1 zu machen. Durch den Stromfluß innerhalb der Schlackeschicht 16 heizt sich die Schlacke in bekannter Weise auf und liefert die erforderliche Schmelzwärme.

Die Regelung des Elektrodenvorschubs erfolgt über ein Regelgerät 30, welches mittels der Leitung

31 bzw. 32 mit der Abschmelzelektrode 1 einerseits unc. mit der Kokillenwand 13 andererseits verbunden ist. Es kann natürlich auch ein Anschluß der Leitung

32 am Kokillenboden vorgesehen werden, wobei dann ein Umschalter analog Position 25 vorzusehen ist. Das Regelgerät 30 erfaßt den Spannungsgradienten innerhalb der Schlackeschicht 16 einschließlich der ihm überlagerten impulsförmigen Schwankungen. Durch eine entsprechende, vorzugsweise elektronische, Auswertung der Meßwerte wird der Elektrodenantriebsmotor 11 über die Leitung 33 in der Weise mit Strom beaufschlagt, daß die gewünschte und für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche relative Lage von Abschmelzelektrode 1 und Oberfläche der Schlackeschicht 16 eingestellt und beibehalten wird. Einzelheiten des Regelgerätes sind nicht Gegenstand der Erfindung und sollen daher an dieser Stelle auch nicht näher erläutert werden.

Die Zugstange 2 besitzt an ihrem unteren Ende eine scheibenförmige Platte 34, deren Querschnitt dem oberen Querschnitt des konischen Blechmantels la entspricht, und die - nach Füllung des Blechmantels mit dem Schleifstaub - in die öffnung des Blechmantels eingesetzt und darin durch einen Schweißvorgang befestigt wird. Auf diese Weise ist nicht nur eine gute mechanische Verbindung gewährleistet, sondern auch eine ausreichende stromleitende Verbindung für den Schmelzstrom.

In Fig. 2 ist mit 35 eine Blechtafel bezeichnet, die durch einen Schrägschnitt 36 in zwei kongruente, trapezförmige Einzelteile zerlegt worden ist. Deren parallel verlaufende Kanten 37 und 38 entsprechen dabei hinsichtlich ihrer Länge den Umfangen der Abschmelzelektrode am oberen und am unteren Ende der Elektrode. Der Umfang der Elektrode am oberen Ende ist mit V₀ und der Umfang am unteren Ende mit U_u bezeichnet. Die Abschmelzelektrode besitzt die Gesamtlänge L.

Jedes der trapezförmigen Einzelteile 35a und 35b

wird nachfolgend durch einen Rundwalzvorgang zu dem konischen Blechmantel gemäß Fig. 3 verformt. Es ist hierbei ersichtlich, daß die Kantenlänge am Schrägschnitt 36 größer ist als die Länge L der Elek trode, die auch der einen Kantenlänge der Blechtafel entspricht. Die Enden des rundgewalzten Blechmantels sind daher nicht völlig eben und entsprechen auch nicht einem idealen Kreisquerschnitt, jedoch sind diese Abweichungen von den idealen geometrischen

ίο Verhältnissen völlig unbeachtlich und ohne jeden Nachteil, zumal die Abweichungen auf Grund der großen Schlankheit des Blechmantels gering sind. Die Lage des Schrägschniitts 36 in Fig. 2 ist der Anschaulichkeit halber übertrieben dargestellt.

¹S Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß sich die beiden Längskanten eines trapezförmigen Einzelteils nach dem Rundwalzvorgang in einem gewissen Abstand einander gegenüberstehen, der einen Luftspalt 39 einschließt. Dieser Luftspalt ist in gewissen Abständen

*> teilweise durch Schweißnähte 40 geschlossen, so daß zwischen den Schweißnähten 40 offene Luftspalte gebildet werden, die jedoch nur so groß sind, daß der in den Blechmantel eingefüllte Schleifstaub Ib nicht herausrieseln kann. Zum Zwecke des Einfüllens wird

^a5 der Blechmantel la entweder auf eine die untere öffnung 41 verschließende Unterlage gestellt oder am unteren Ende zunächst mit einer Blechscheibe verschlossen. Danach wird der Schleifstaub kontinuierlich bzw. portionsweise in den Blechmantel la eindo- siert, wobei während des Einfüllens eine fortlaufende mechanische Verdichtung erfolgt. Dies geschieht beispielsweise durch Vibrationen oder von Hand durch Einstampfen, so daß eine größere Schüttdichte und Festigkeit erreicht wird, als dies beim reinen Einrie sein der Fall wäre. Nach dem nahezu vollständigen Füllen des Blechmanitels la wird die obere öffnung 42 durch die in F i g. 1 ebenfalls gezeigte Platte 34 verschlossen, die mit der Zugstange 2 in Verbindung steht.

Beispiel

In einen gemäß den Fig. 1 und 3 hergestellten Blechmantel mit den Abmessungen t/„ = 530 Millimeter; U₁₁ = 470 Millimeter und L = 2000 Millime- ter wurden 100 Kilogramm Schleif staub unter fortwährendem Stampfen eingefüllt.

Die Wandstärke des Blechmantels betrug 2,0 Millimeter. Der Werkstoff war einfaches Stahlblech. Die auf die angegebene Art hergestellte Abschmelzelek-

5" trode wurde in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit einem inneren Kokillendurchmesser von 250 Millimetern unter einer Schicht von 10 Kilogramm Schlacke der nachstehenden Zusammensetzung umgeschmolzen:

Schlackenzusammensetzung Kalziumfluorid 60% Siliziumdioxid 20% Kalziumoxid 20%

Die Schlackeschicht hatte dabei eine Höhe von etwa 100 Millimeter. Das Umschmelzen erfolgte bei einer Badspannung von 37 Volt bei einer Stromstärke von 4 Kiloampere. Die damit erreichte Schmelzleistung lag bei etwa 150 Kilowatt. In einer Zeit von 38 Minuten wurde aus der Abschmelzelektrode ein Schmelzblock aufgebaut, der ein Gewicht von =114 Kilogramm besaß. Die Ausbeute betrug somit 99% der eingesetzten Schleifstaubmenge, wobei eine An-

reicherung der eigentlich wichtigen Metalle erfolgte. Das größere Oewicht des Schmelzblocks beruht auf der zusätzlich eingebrachten Materialmenge in Form des Blechmantels la.

Es wurde festgestellt, daß der Schmelzblock 18 im wesentlichen frei von oxidischen Einschlüssen ist und

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die hauptsächlich wiederzugewinnenden Metalle Nikkei und Kobalt angereichert enthält.

Das auf diese Weise zurückgewonnene Material kann z.B. für die Zulegierung von Metallchargen bei der normalen Produktion verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Ptiituiansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Abschmelzelektroden für die Rückgewinnung von Metallanteilen aus dem beim Schleifen hochwei tiger !Metalle und Legierungen, insbesondere von Legierungen mit Anteilen an Nickel, Kobalt, Wolfram, CIi mm. Titan. Niob und Oder Molybdän anfallenden Schleifstaiib, die mittels eines an sich bekannten Elektroschlacke-Umschmelzverfahrens zu Blocken umgeschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschmeizelektroden (I) aus einem sich nach unten verjüngen den Blechmantel (la) gebildet werden, der eines. Öffnungswinkel zwischen ! und 10 Grad, vor /L'ßsweise zwischen 2 und 4 Grad, besitzt und >n den der Sclileilstaub (1 b) bei abgedeckter unterer Öffnung unter mechanischer Verdichtung eingefüllt wird.

2. Verfahren zur Hcrstsll.ing der Abschmelzelektroden nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß eine rechteckige Blechtafel (35) durch einen Schrägschnif. (36) in zwei kongruente, trapezförmige Einzelteile (35a und 35£>) zerlegt wird, deren pm alle! verlaufende Kanten (37 und 38) den Umfangen (U₁, bzw. U₁₁) di r Abschmelzelektrode (1) am unteren und am oberen Ende entsprechen und daß aus den Einzelteilen der Blechmantel (la) durch einen Rundwalzvorgang gebild^' wird.

1. Abschmelzelektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnaht des B'echniantels nur stellenweise durch Schweißnähte (40) geschlossen ist, und daß an den unverschweißten Stellen ein merklicher Luftspalt (39) vorhanden ist.

4. Verfahren nach Anspruch I, dadu'ch gekennzeichnet, (JaU dem Schleifstaub /wischen I und iO°.o siiiierstoffaffines Metall, vorzugsweise Aluminium, in homogener Verteilung zugegeben wird