DE2518517C3 - Anlage zum Elektroschlacke-Erschmelzen von FormguHstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Elektroschlacke-Erschmelzen von Formgußstücken, die eine Abschmelzelektrode enthält, welche mit einer Stromquelle verbunden und in eine Kokille mit in Senkrechtrichtung zerlegbarer Untersatzplatte geführt ist, durch die von unten her das anzuschmelzende Element in das Schlackenbad der Kokille eingeführt ist.

Aus der DT-OS 17 58 536 sind Verfahren und Kokille zum Gießen von Walzenblöcken bekannt, wobei der Durchmesser der Kokille dem Durchmesser der Walzenballen entspricht. In die Kokille wird auf der Seite der Untersatzplatte ein anzuschmelzendes EIement, das in bezug auf Form und Abmessungen dem Laufzapfen entspricht, eingesetzt und zu Beginn des Prozesses an den Grundkörper des Gußstückes angeschmolzen. Die Untersatzplatte der Kokille hat zu diesem Zweck eine öffnung, deren Durchmesser dem Durchmesser des anzuschmelzenden Elements entspricht, welches später als Laufzapfen dient. Die Untersatzplatte ist in Senkrechtrichtung in zwei Teile zerlegbar, unter denen Stromzuführungsprismen angeordnet sind.

Dieses Verfahren und diese Kokille zum Gießen von

WälZeilbiöckcii gewährleisten fUCni, ciiic garantierte Qualität in der Verschmelzungszone des anzuschmelzenden Elementes mit dem Gußstück zu erhalten. Außerdem hat die Ausführung der in Senkrechtrichtung in zwei Teile zerlegbaren Untersatzplatte zur Folge, daß infolge der Ausdehnung des anzuschmelzenden Elementes bei Erhitzen die Untersatzplatte verformt wird und daß nach der ersten Schmelze die öffnung nicht dem ursprünglichen Durchmesser des anzuschmelzenden Elementes entspricht. Der entstandene Spalt muß abgedichtet werden, damit flüssiges Flußmittel und Metall nicht ausströmt. Auf diese Weise wird von Schmelze zu Schmelze der Spalt zwischen dem Durchmesser des anzuschmelzenden Elements und dem Durchmesser der öffnung der Untersatzplatte größer, was letzten Endes zur Folge hat, daß die Untersatzplatte schnell unbrauchbar wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Elektroschlacke-Erschmelzen von Formgußstücken anzugeben, welche eine hohe Qualität sowohl der Gußstücke als auch der Anschmelzzonen zu erzielen gestattet, die einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zu dem anzuschmelzenden Element gewährleistet und es ermöglicht, Verformungen der Untersatzplatte, die durch Wärmeausdehnung des anzuschmelzenden Elementes hervorgerufen werden, zu vermeiden sowie die Betriebssicherheit der Anlage und die Nutzungsdauer der Untersatzplatte zu erhöhen.

Dies wird bei einer Anlage der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Anlage mit einem Werk zum Senkrechtverschieben des anzuschmelzenden Elementes im Schlackenbad und mit in der Waagerechtebene verschiebbaren Stromzuführungsbacken versehen ist, die mit der Stromquelle und einer Vorrichtung, die sie an das anzuschmelzende Element anpreßt, verbunden sind, und daß der formgebende Teil der Untersatzplatte aus mindestens drei Sektionen besteht, von denen jede mit einem elastischen Glied verbunden ist, welches diese Sektionen aneinander und an das anzuschmelzende Element anpreßt.

Durch das Werk zur Senkrechtverschiebung wird das anzuschmelzende Element auf eine solche Höhe in das Schlackenbad geschoben, daß beste Qualität beim Anschmelzen am Gußstückkörper garantiert und die Bedienung der Anlage erleichtert wird.

Die in der Waagerechtebene verschiebbaren Stromzuführungsbacken, welche mit einem Werk zum Anpressen derselben an das anzuschmelzende Element versehen sind, gewährleisten zuverlässigen elektrischen Kontakt und sind einfach und betriebssicher.

Die Ausführung des formgebenden Teils des Untersatzes aus mindestens drei Sektionen, von denen jede mit einem elastischen Anpreßglied verbunden ist, ermöglicht es, Verformungen der Untersatzplatte, die durch Wärmeausdehnung des anzuschmelzenden Elements hervorgerufen werden, zu vermeiden, sowie die Betriebssicherheit der Anlage zu erhöhen und die Nutzungsdauer der Untersatzplatte zu verlängern.

Jede Sektion der Untersatzplatte der Anlage besitzt in Weiterbildung der Erfindung ein auswechselbares wärmeableitendes Einsatzstück, das sich an der Berührungsstelle mit dem anzuschmelzenden Element befindet und dessen Höhe mindestens gleich dem Radius des anzuschmelzenden Elements ist.

Das Ausrüsten jeder Sektion der Untersatzplatte mit einem auswechselbaren wärmeleitenden Einsatzstück, das sich an der Berührungsstelle mit dem anzuschmelzenden Element befindet, ermöglicht eine schnelle Umrüstung der Anlage beim Übergang vom Erschmelzen eines Gußstücks mit einer Baugröße des anzuschmelzenden Elements auf eine andere.

D\z Höhe der Einsatzstücke ist mindestens gleich dem Radius des anzuschmelzenden Elements, wodurch deren Kühlung gewährleistet und hierdurch vermieden wird,

daß die Wände des anzuschmelzenden Elements im Anfangsaugenblick des Schmelzens abgebrannt werden sowie das flüssige Metall und Schlacke ausströmen.

Die Teilfugen der Sektionen der Untersatzplatte und der auswechselbaren Einsatzstücke werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung stufenförmig ausgeführt

Eine solche konstruktive Lösung verhindert das Ausströmen von flüssiger Schlacke und flüssigem Metall über die Teilfuge der Untersatzplatte während des ersten Augenblicks des Schmelzens bei der Wärmeausdehnung des anzuschmelzenden Elements und beim Verschieben der Sektionen der Untersatzplatte relativ zueinander.

Die Verwendung der Anlage ermöglicht es, die Produktionskosten beim Herstelle,, von Formgußstükken nach dem Eiektroschlacke-Erschmelzverfahren bei gleichzeitigem Anschmelzen einzelner Teile bedeutend zu senken, und gestattet es in dem technologischen Prozeß ein Schweißen zu vermeiden.

Mittels der Anlage können Gußstücke vergrößert werden, indem zuvor erschmolzene oder nach einem beliebigen der bekannten Verfahren hergestellte Rohlinge als anzuschmelzendes Element verwendet werden. Außerdem wird ein bedeutender ökonomischer Nutzeffekt bei Verwendung der Erfindung dadurch erreicht, daß bessere Güte des Metalls und bessere Gaßstückqualität erhalten werden.

Nachstehend werden zum besseren Verständnis der Erfindung Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Anlage,

Fig. 2 die Gesamtansicht der Anlage in axonometrischer Darstellung und

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie 1II-I11 der F i g. 2.

Die Anlage zum Elektroschlacke-Erschmelzen von Formgußstücken besitzt eine Abschmelzelektrode 1, die in den Schmelzraum einer Kühlkokille 2 eingeführt ist, und ein anzuschmelzendes Element 3, das von unten her ins Schlackenbad eingetaucht ist. Die Abschmelzelektrode 1 und das anzuschmelzende Element 3 sind an einer Stromquelle 5 angeschlossen.

Die Kokille 2 ist auf einer Untersatzplatte 6 aufgesetzt, die eine mit der Abschmelzelektrode 1 koaxiale öffnung hat, in welche von unten her das anzuschmelzende Element 3 eingeführt wird. Letzteres ist auf die obere Bühne eines Senkrechtverschiebungswerks 7 gesetzt, welches unter der Untersatzplatte 6 auf einer Tragplatte 8 befestigt ist. Mit Hilfe dieses Werks wird das anzuschmelzende Element 3 in den Schmelzraum der Kokille 2 eingeschoben. Als Antrieb des Werks 7 kann ein beliebiger bekannter (elektromechanischer, hydraulischer, pneumatischer, manueller u. ä.) Antrieb verwendet werden.

Strom wird dem anzuschmelzenden Element 3 über in der Waagerechtebene verschiebbare Stromzuführungsbacken 9 zugeführt, da deren Wirkfläche direkt in Kontakt mit der Oberfläche des anzuschmelzenden Elements 3 steht. Die Stromzuführungsbacken 9 werden an das anzuschmelzende Element 3 mit Hilfe einer Vorrichtung 10 angepreßt, wobei die Stromzuführungsbacken 9 in diesem Fall zwischen zwei senkrechten Stützen 11 so angeordnet werden, daß sie relativ zueinander in der Waagerechtebene verschoben werden können. Als Antrieb der Vorrichtung 10 kann ein beliebiger bekannter (elektromechanischer, hydraulischer, pneumatischer u. ä.) Antrieb eingesetzt werden.

Der formgebende Teil der Untersatzplatte 6 besteht aus drei Sektionen 12. Alle Sektionen 12 werden aneinander und an das anzuschmelzende Element 3 mit Hilfe eines elastischen Anpreßglieds 13 angepreßt, das zwischen der äußeren Stirnfläche einer Sektion 12 und einem Anschlag 14 radial verschiebbar angeordnet ist.

Jede Sektion der Untersatzplatte 6 kann mit einem auswechselbaren wärmeableitenden Einsatzstück 15 versehen werden, welches die Dauer der Anlagevorbereitung beim Übergang zum Erschmelzen von Formgußstücken mit verschiedenem Durchmesser des anzuschmelzenden Elements 3 bedeutend vermindert. Die Höhe des auswechselbaren Einsatzstücks 15 ist mindestens gleich dem Radius des anzuschmelzenden Elements 3.

Wenn die Höhe der auswechselbaren Einsatzstücke 15, welche das anzuschmelzende Element 3 berühren, geringer als der Radius des anzuschmelzenden Elements 3 ist, so brennen im Aufangsaugenblick beim Erschmelzen des Formgußstücks die Wände des anzuschmelzenden Elements 3 ab und Schlacke und Metall strömen im flüssigen Zustand aus. Dies ist durch unzureichende Wärmeableitung vom anzuschmelzenden Element 3 zu erklären, die zur Folge hat, daß es geschmolzen wird und seine Seiten unterhalb der Berührungsstelle mit den auswechselbaren Einsatzstücken 15 abbrennen.

Die Teilfugen 16 der Sektionen 12 der Untersatzplatte 6 werden, um Ausströmen flüssiger Schlacke und flüssigen Metalls im Anfangsaugenblick beim Erschmelzen des Formgußstiicks zu verhindern, stufenförmig ausgeführt.

Der Grund für eine derartige konstruktive Lösung ist, daß das Erhitzen des anzuschmelzenden Elements 3 eine Wärmeausdehnung hervorruft, durch welche die auseinandernehmbaren Sektionen 12 und auswechselbaren Einsatzstücke 15 der Untersatzplatte 6 auseinandergeschoben werden, wobei Spalte entstehen, über die Schlacke und Metall im ersten Augenblick des Erschmelzungsprozesses ausfließen könnten. Die Teilfugen 16 der Sektionen 12 und der auswechselbaren Einsatzstücke 15 der Untersatzplatte 6, die stufenförmig ausgeführt sind, verhindern das Ausfließen von Schlacke und Metall.

Die Anlage arbeitet folgendermaßen.

An den auseinandernehmbaren Sektionen 12 der Untersatzplatte 6 werden die auswechselbaren Einsatzstücke 15 befestigt, welche den Abmessungen des in ihnen zu befestigenden, anzuschmelzenden Elements 3 entsprechen. Letzteres wird mit Hilfe des Senkrechtverschiebungswerks 7 in den Schmelzraum der Kokille 2 bis auf die 0,2fache bis 0,6fache Tiefe des Schlackenbads 4 eingeschoben. Mit Hilfe der Anpreßvorrichtung 10 werden die Stromzuführungsbacken 9 in die Arbeitsstellung gebracht, wobei sie in Kontakt mit dem anzuschmelzenden Element 3 gelangen. Durch das elastische Anpreßgliea 13 wird das Spiel zwischen dem anzuschmelzenden Element 3 und den Wänden der auswechselbaren Einsatzstücke 15 beseitigt. Hiernach wird die Kühlkokille 2 auf die Untersatzplatte 6 gestellt, das Schlackenbad 4 erzeugt und mit dem Prozeß zum Elektroschlacke-Erschmelzen eines Formgußstückes begonnen, indem die Abschmelzelektrode 1 im Schlakkenbad 4 durch elektrischen Strom geschmolzen wird. Das Erhitzen des anzuschmelzenden Elements 3 führt zu dessen Wärmeausdehnung, die durch das elastische Anpreßglied 13 aufgenommen wird, wodurch Verformungen der Untersatzplatte 6 vermieden werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

ZEICHNUNGEN BLATT 2

Int. CL-": C 21 C 5/52

BekanntmacliungsUig: 28. April 1^ι»77

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anlage zum Elektroschlacke-Erschmelzen von Formgußstücken, die eine Abschmelzelektrode enthält, welche mit einer Stromquelle verbunden und in eine Kokille mit in Senkrechtrichtung zerlegbarer Untersatzplatte geführt ist, durch die von unten her das anzuschmelzende Element in das Schlackenbad der Kokille eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage mit einem Werk (7) zum Senkrechtverschieben des anzuschmelzenden Elements (3) im Schlackenbad (4) und mit in der Waagerechtebene verschiebbaren Stromzuführungsbacken (9) versehen ist, die mit der Stromquelle (5) und einer Vorrichtung (10), die sie an das anzuschmelzende Element (3) anpreßt, verbunden sind, und daß der formgebende Teil der Untersatzplatte (6) aus mindestens drei Sektionen (12) besteht, von denen jede mit einem elastischen Glied (13) verbunden ist, welches diese Sektionen (12) aneinander und an das anzuschmelzende Element (3) anpreßt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sektion (12) der Untersatzplatte (6) ein auswechselbares wärmeableitendes Einsatzstück (15) besitzt, das sich an der Berührungsstelle mit dem anzuschmelzenden Element (3) befindet und dessen Höhe mindestens güeich dem Radius des anzuschmelzenden Elements (3) ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfugen (16) der Sektionen (12) der Untersatzplatte (6) und der auswechselbaren Einsatzstücke (15) stufenförmig ausgeführt sind.