DE2605645C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Elektroschlacke-Umschmelzen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Elektroschlacke-UmschmelzenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen mit einer Kokille, die
einen ersten Formabschnitt zum Aufnehmen von geschmolzenem Metall und Schlacke sowie mehrere in
direkter Verbindung mit dem ersten Formabschnitt stehende Blockformen aufweist, wobei die Querschnittsfläche
des ersten Formabschnitls größer als die gesamte Querschnittsfläche der damit in Verbindung stehenden
Blockformen ist, bei dem durch das Schmelzen der Elektrode unter der geschmolzenen Schlacke in dem
ersten Formabschnitt ein Schmelzbad aus geschmolzenem Metall aufrechterhalten wird, das von der
geschmolzenen Schlacke überdeckt ist und über den ganzen Querschnitt des ersten Formabschnitts hinweg
in inniger Berührung mit sämtlichen Blockformen gehalten wird, bei dem das geschmolzene Metall in den
verschiedenen Blockformen durch Kühlen dieser
to Blockform zum Erstarren gebracht wird, bei dem ferner
die Wärmeabgabe des Schmelzbades in dem ersten Formabschnitt von der Trennfläche zwischen dem
ersten Formabschnitt und den Blockformen durch eine Wärmeisolierung der oberen Enden der Blockformen
und nur des Bodens des ersten Formabschnittes verringert wird und bei dem die oberen Teile des ersten
Formabschnittes in einem Bereich gekühlt werden, der von einem Punkt unter der Trennfläche zwischen der
geschmolzenen Schlacke und dem geschmolzenen Metall und einem Punkt, der mindestens über der
Oberfläche der geschmolzenen Schlacke liegt, reicht, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens, gemäß Hauptpatent 24 20 141.
Über eine lange Zeit war die Herstellung von Blöcken mit .Hilfe irgendeines der bekannten mit einer
abschmelzenden Elektrode arbeitenden Verfahren allgemein auf das Schmelzen oder Umschmelzen einer
Elektrode in einen Block beschränkt, dessen Querschnittsfläche größer als die der Elektrode war.
Typischerweise lag das maximale Verhältnis der Elektrodenquerschnittsfläche zur Block-Querschnittsfläche
im Bereich von bis zu 80%. Obwohl es wünschenswert war, einen Block mit einer Querschnittsfläche
herzustellen, die kleiner als die Elektrodenquerschnittsfläche ist, war es auf Grund von metallurgischen
und wirtschaftlichen Beschränkungen schwierig, dieses Ergebnis zu erzielen.
Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Gießen einer Anzahl von Blöcken bekannt, die es ermöglichen,
daß das Verhältnis der Elektrodenquerschnittsfläche zur Block-Querschnittsfläche 100% überschreitet. Diese
Verfahren und Vorrichtungen ermöglichen das Gießen einer Anzahl von Blöcken unter Vermeidung der
obenerwähnten metallurgischen und wirtschaftlichen Beschränkungen.
Die Kosten der Herstellung von Blöcken durch Elektroschlacke-Umschmelzverfahren oder andere
Verfahren sind teilweise eine Funktion der Erstarrungsgeschwindigkeit des Blockes. Weiterhin ist die metallur-
gische Qualität des Blockes eine Funktion der Erstarrungsgeschwindigkeit. Die Erstarrungsgeschwindigkeit
ist ihrerseits eine Funktion der Block-Querschnittsfläche. |e kleiner die Block-Querschnittsfläche
ist, desto niedriger ist die zulässige Erstarrungsgeschwindigkeit und desto niedriger ist entsprechend das
Blockgewicht, das pro Minute gegossen werden kann. Dies heißt mit anderen Worten, daß die zulässige
Erstarrungsgeschwindigkeit für eine vorgegebene Legierung durch die metallurgischen Eigenschaften und
so Qualitätsnormen bestimmt ist, die durch Vorschriften
festgelegt sind und daß als allgemeine Regel die zulässige Erstarrungsgeschwindigkeit mit abnehmender
Block-Querschnittsfläche abnimmt. Niedrige Block-Erstarrungsgeschwindigkeiten führen jedoch zu einer
schlechten Schmelzofenausnutzung und vergrößern die Einheitskosten bei der Erzeugung von Blöcken.
Weiterhin nehmen die Kosten für die Herstellung der bei einem Elektrodenabschmelzverfahren verwendeten
Elektroden bei abnehmendem Elektrodendurchmesser zu. Entsprechend hat die Herstellung von kleinen
Blöcken durch Abschmelzelektrodenverfahren und insbesondere durch Elektroschlacke-Ums-.rhmelzverfahren
keine weite Verbreitung bei der Herstellung von Blöcken mit kleiner Querschnittsfläche gefunden.
Aus dem Hauptpatent ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung kleinerer Blöcke durch mit
abschmelzenden Elektroden arbeitende Verfahren bekannt, be? dem bzw. bei der Elektroden mit relativ
großen Durchmessern verwendet werden. Bei einer Anwendung wird ein Schmelzbad aus geschmolzenem
Metall durch Abschmlzen einer Elektrode entsprechend der Prinzipien üblicher Elektroschlacke-Umschmelzverfahren
gebildet. Das Verfahren umfaßt die Aufhängung einer Elektrode derart, daß ihr unteres Ende in ein
Schlackebad aus geschmolzener Schlacke eingetaucht ist. Das untere Ende der Elektrode wird dadurch
geschmolzen, daß ein Strom durch die Elektrode und die Schlacke geleitet wird, so daß sich geschmolzene
Metalltropfen an der Elektrode bilden und durch die Schlackenschicht tropfen, um ein Schmelzbad aus
geschmolzenem Metaü zu bilden. Eine Anzahl von Blöcken kann aus dem Schmelzbad abgezogen werden.
Obwohl dieses Verfahren sowie diese Vorrichtung das wirtschaftliche Gießen einer Anzahl von Blöcken
ermöglicht, kann sich während des Gießens eines Blockes ein tiefer geschmolzener Metallkern bilden.
Dieser tiefe geschmolzene Metallkern ruft eine Verringerung der Erstarrungsgeschwindigkeit des Blokkes
hervor und ist daher unerwünscht. Es wird angenommen, daß der Grund für die Bildung des tiefen
geschmolzenen Metallkerns in den Anziehungskräften liegt, die durch den elektrischen Strom hervorgerufen
werden, der in benachbarten Blockformabschnilten fließt.
Es ist gut bekannt, daß eine Anziehungskraft zwischen benachbarten Leitern hervorgerufen wird, in
denen Ströme in der gleichen Richtung fließen. Es wird angenommen, daß bei benachbarten Blockformabschnitten
der Fluß eines elektrischen Stromes in jedem Blockformabschnitt eine Anziehungskraft hervorruft
und daß diese Kraft bewirkt, daß geschmolzenes Metall aus dem Blockformabschnitt heraus und zurück in das
Schmelzbad aus geschmolzenem Metall in dem Hauptformabschnitt fließt. Als Ergebnis wird das
geschmolzene Metall in dem Blockformabschnitt in Umlauf gebracht und der Umlauf und das Umherstromen
des geschmolzenen Metalls stört das graduelle Fortschreiten der Erstarrungsfront, d. h. der Grenzfläche
zwischen dem geschmolzenem Metall und dem erstarrten Block in dem Blockformabschnitt. Die
Erstarrungsfront bleibt dann relativ tief in dem Blockformabschnitt, und der gegossene Block weist
einen tiefen Kern aus geschmolzenem Metall auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art nach dem Hauplpatent zum Schmelzen einer Anzahl von Blöcken zu schaffen, bei dem die
Bildung eines tiefen Kerns aus geschmolzenem Metall nicht austritt.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Schmelzbad aus geschmolzenem Metall in einem
Hauplformabschnitt gebildet, der eine größere Querschnitlsfläche
als die gesamte Querschnittsfläche einer Anzahl von Blockformabschnitten aufweist, die in
direkter offener Verbindung mit dem Hauptformabschnitt stehen, und es wird ein elektrischer Strom durch
eine Elektrode und einen Leiter geführt, der außerhalb der Blockformabschnitte angeordnet ist Es wird eine
Anzahl von Blöcken aus dem Schmelzbad aus geschmolzenem Metall dadurch gebildet, daß das
geschmolzene Metall in die Blockformabschnitte geleitet wird, wobei verhindert wird, daß sich das
geschmolzene Metall an der Grenzfläche zwischen dem
ίο Hauptformabschnitt und den Blockformabschnitten
abkühlt, und wobei verhindert wird, daß der elektrische
Strom durch den Leiter in das geschmolzene Metall in den Blockformabschnitten eintritt
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildüngen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch
näher erläutert In der Zeichnung zeigt
Fig-1 eine Querschnittsansicht eines EJektroschlakke-Umschmelzofens
zum Gießen einer Anzahl von Blöcken,
F i g. 2 eine Draufsicht auf den Ofen nach F i g. 1,
Fig.3 eine Querschnittsansicht einer Ausführungs-
Fig.3 eine Querschnittsansicht einer Ausführungs-
form eines Elektroschlacke-Ofens zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
F i g. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform
eines Ofens zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Bauteile bezeichnen, ist in Fig. 1a eine
Querschnittsansicht eines Ofens dargestellt, der zum Gießen einer Anzahl von Blöcken verwendet wird und
allgemein mit 10 bezeichnet ist. Der Ofen 10 schließt einen äußeren Tragmantel 12 ein. in dem ein oberer
wassergekühlter Kupfermantel 14 angeordnet ist, der zur Aufnahme des geschmolzenen Metalls 16 und der
geschmolzenen Schlacke 18 dient. Der äußere Tragmantel 12 ist mit einem feuerfesten Boden 20 versehen. Der
feuerfeste Boden 20 schließt eine auswechselbare feuerfeste obere Formeinsatzhülse 22 ein. die eine
ringförmige I orm aufweisen kann. Der wassergekühlte Kupfermantel 14 bildet zusammen mit dem feuerfesten
Boden 20 und dem Einsatz 22 den im folgenden als Hauptformabschnitt bezeichneten Teil des Ofens.
In direkter offener Verbindung mit dem Hauptformabschnitt
stehen über die feuerfeste Hülse 22 die wassergekühlten Kupfer-Blockformabschnitte 24. In
den Kupfer-Blockformabschnitten 24 werden die Blöcke kontinuierlich geformt und abgezogen, wenn die
Erstarrung fortschreitet.
Eine Elektrode 26 ist hin- und herbeweglich mit Hilfe von für diesen Zweck geeigneten üblichen Vorrichtungen
mit einem Ende in der geschmolzenen Schlacke 18 angeordnet. Die Elektrode 26 kann eine Querschnittsfläche
aufweisen, die beträchtlich größer als die Querschnittsfläche eines Blockformabschnittes 24 und damit
der Querschnittsfläche eines hierin geformten Blockes 28 ist. In bestimmten Fällen Lann es vorteilhaft sein,
mehr als eine Elektrode 26 zu verwenden, und die vorliegende Erfindung bezieht sich genauso auf die
Verwendung von einer oder mehreren Elektroden zur Bildung des Schmelzbades JG aus geschmolzenem
Metall durch Schmelzen unterhalb der Schlacke 18.
Weiterhin könnein die Elektroden irgendeine geeignete Querschniltsforrn aufweisen, und die Elektrodenquerschnittsfläche
kann kleiner, gleich oder größer als die Querschnittsflädie eines Blockes sein.
Der Hauptformabschnitt weist eine größere Querschnittsfläche
auf als ein Blockformabschnitt 24. In dem Hauptformabschnitt wird das Schmelzbad 16 aus
geschmolzenem Metall gebildet und weiterhin eine Grenzfläche zwischen geschmolzener Schlacke und
geschmolzenem Metall aufrechterhalten.
Der feuerfeste Boden 20 ergibt zusammen mit der feuerfesten Einsatzhülse 22 eine thermische Isolation,
die es ermöglicht, daß das Schmelzbad J 6 aus geschmolzenem Metall in geschmolzenem Zustand
verbleibt. Wenn irgendein Teil des Schmelzbades 16 oberhalb des feuerfesten Bodens 20 erstarren würde, so
würde entweder der Block 28 in dem Blockformabschnitt 24 klemmen oder die Oberfläche des Blockes 28
v/ürde reißen.. Um ein Verklemmen oder Reißen zu
vermeiden, wird das Schmelzbad 16 durch den feuerfesten Boden 20 und die feuerfeste Hülse 22
ausreichend gegenüber der Kühlwirkung des Blockformabschnittes 24 und des Kupfermantels 14 isoliert, um
eine Erstarrung an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Blockformabschnitt 24 und dem Haupt
formabschnill zu verhindern. Dadurch, daß die Erstarrung des Schmelzbades 16 aus geschmolzenem Metall in
dem Uauptformabschnitt verhindert wird, kann die Metall-/Schlackengrenzfläche in dem Hauptformabschnitt
aufrechterhallen werden.
Beispielsweise könnten ohne jede Beschränkung hierauf der feuerfeste Boden 20 und die feuerfeste Hülse
22 aus Zirkonerde (ZrO2) hergestellt sein. Zirkonerde ist
vorteilhaft, weil es für lange Zeitperioden mit dem geschmolzenen Stahl bei minimaler Neigung zu
Reaktionen in Berührung bleiben kann. Weiterhin kann es mit minimaler Erosion oder Lösung den anfänglichen
Schlackenbeginn und den Aufbau des geschmolzenen Metalls überstehen. Es ist jedoch verständlich, daß der
feuerfeste Boden 20 und die feuerfeste Hülse 22 nicht unbedingt aus Zirkonerde hergestellt sein müssen.
Andere feuerfeste Materialien, die die gleiche Funktion erfüllen, können hierfür verwendet werden. Tatsächlich
können in der Praxis selbst nicht feuerfeste Materialien, die das geschmolzene Metall ausreichend isolieren, um
es im geschmolzenen Zustand zu halten, verwendet werden.
Der Zweck der Verwendung einer auswechselbaren Hülse 22 an den Köpfen der Blockformabschnitte 24
besteht darin, daß diese Hülsen ausgewechselt werden können, weil sie sich an dem Bereich einer maximalen
Abnutzung befinden.
In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Ofen 10 nach
F i g. 1 gezeigt. Obwohl in den F i g. 1 und 2 drei zylindrische Blockformabschnitte 24 gezeigt sind, ist es
verständlich, daß diese Darstellung lediglich ein Beispiel zeigt. Der Ofen kann genausogut mit 2, 4 oder mehr
Blockformabschnitten 24 aufgebaut sein. Weiterhin kann die Querschnittsform eines Blockformabschnittes
24 von der zylindrischen Form abweichen, wenn dies erwünscht ist.
Zum Ingangsetzen des in der DE-OS 24 20141
beschriebenen Verfahrens unter Verwendung des Ofens 10 nach den Fig. 1 und 2 werden Startstopfen 30 in
jeden Blockformabschnitt 24 derart eingesetzt, daß sich eine gute elektrische Verbindung für jeden Block 28
ergibt, der durch Abziehen des geschmolzenen Metalls aus dem Schmelzbad 16 gebildet wird.
Die Elektrode 26 wird oberhalb des feuerfesten Bodens 20 und innerhalb des Kupfermantels 14
angeordnet, worauf geschmolzene Schlacke 18 in den Hauptformabschnitt gegossen wird, bis der Pegel der
Schlacke bis zur Spitze der Elektrode 26 ansteigt. Danach beginnt der Schmelzvorgang. Wenn dies
erwünscht ist, können der feuerfeste Boden 20 und die feuerfeste Hülse 22 beispielsweise unter Verwendung
eines Brenners vor der Zugabe der geschmolzenen Schlacke 18 vorgeheizt werden.
Während der ersten wenigen Minuten schmilzt die Elektrode 26 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit,
wodurch der feuerfeste Boden 20 des Hauptformabschn;ite£
mit geschmolzenem Metall 16 bedeckt wird. Nachdem das Schmelzbad 16 gebildet ist, wird das
Abziehen drr Blöcke eingeleitet und darauf mit einer Geschwindigkeit fortgesetzt, die zur Abschmelzgeschwindigkeit
der F.Iektrode 26 äquivalent ist. Das
!5 Abziehen der Blocke kann durch irgendwelche geeigneten
Maßnahmen, wie z. B. durch Absenken des Blockes 28 aus einem festen Blockformabschnitt 24 oder durch
Anheben des Blockformabschnittes 24 gegenüber einem festen Block 28 erfolgen. Verfahren sowie Vorrichtungen
/ur Durchführung dieses Vorganges sind bekannt, so daß sie nicht ausführlich beschrieben werden müssen.
Auf diese Weise kann eine Anzahl von Blöcken 28 gleichzeitig aus einem gemeinsamen Schmelzbad 16 aus
geschmolzenem Metall gebildet werden.
Die Steuerung der Geschwindigkeit der Bildung der Blöcke 28 hängt zum erheblichen Teil von der Lage der
Grenzfläche zwischen geschmolzenem Metall und geschmolzener Schlacke ab. Weil nur eine derartige
Grenzfläche besteht, werden die Steuerungsprobleme verglichen mit dem Versuch der Aufrechterhaltung
einer Grenzfläche zwischen geschmolzenem Metall und geschmolzener Schlacke in jedem Blockformabschnitt
24 beträchtlich verringert. Weil nur eine Grenzfläche zwischen geschmolzenem Metall und geschmolzener
Schlacke vorhanden ist, können übliche Steuereinrichtungen verwendet werden.
Obwohl der Hauptformabschnitt und die Blockform abschnitte
24 vorzugsweise aus wassergekühltem Kupfer bestehen, ist es verständlich, daß wassergekühlte
Stahl- oder andere bekannte Formarten, die für das Verfahren geeignet sind, verwendet werden können.
Weiterhin ist das Verfahren nicht auf die Verwendung von abschmelzenden Elektroden beschränkt. Es ist
verständlich, daß nicht abschmelzende Elektroden oder andere Verfahren zur Herstellung des Schmelzbades 16
aus geschmolzenem Metall in dem Hauptformabschnitt genausogut verwendet werden können. Weiterhin
können gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebene öfen entweder für einen kontinuierlichen
Strangguß einer Anzahl von Blöcken oder zur Herstellung einzelner Blöcke verwendet werden.
Wie es bereits erläutert wurde, besteht einer der wesentlichen Vorteile des vorstehend beschriebenen
Verfahrens sowie der Vorrichtung gemäß den F i g. 1 und 2 darin, daß eine Anzahl von Blöcken 28 aus einem
gemeinsamen Schmelzbad 16 aus geschmolzenem Metall hergestellt werden kann. Das Verfahren
ermöglicht die Verwendung von einer oder mehreren Elektroden 26, die mit einer relativ hohen Geschwindigkeit
schmelzen, während jeder Block 28 mit einer relativ niedrigeren Geschwindigkeit gegossen wird. Dies heißt
mit anderen Worten, daß beim Gießen einer Anzahl von Blöcken die Geschwindigkeit des Gießens jedes Blockes
nicht genau durch die Geschwindigkeit bestimmt ist, mit der das Schmelzbad 16 aus geschmolzenem Metall
gebildet wird.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß beim Gießen einer Anzahl von Blöcken mit Hilfe des vorstehend
beschriebenen Verfahrens sowie der Vorrichtung ein tiefer Kern 32 aus geschmolzenem Metali in jedem
Blockformabschnitt 24 bildet. Es wird angenommen, daß der Hauptgrund für die Bildung des tiefen Kerns 32 aus
geschmolzenem Metall eine Anziehungskraft ist, die durch den elektrischen Stromfluß durch die erstarrenden
Blöcke 28 erzeugt wird. Es ist gut bekannt, daß benachbarte Leiter, die Strom in der gleichen Richtung
führen, Anziehungskräfte erzeugen. Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren sowie der Vorrichtung kann
die Strömung des geschmolzenen Metalls aus dem Schmelzbad 16 in benachbarte Blockformabschnitte 24
mit benachbarten elektrischen Leitern verglichen werden. Daher sind in F i g. 1 zwei getrennte, mit 4 und
B bezeichnete Slrornpiade zwischen der Elektrode 26
und der Startstopfen 30 in den Blockformabschnitten 24 gezeigt. Weil sich die Strompfade A und B durch
getrennte Blockformabschnitte 24 erstrecken und !parallel verlaufen, besieht die Wirkung in der
Erzeugung von Anziehungskräften zwischen dem geschmolzenen Metall 16 in benachbarten Blockformabschnitten
24. Die Anziehungskräfte bewirken, daß das geschmolzene Metall von dem Oberteil der
Blockformabschnitte 24 in das Schmelzbad 16 in dem Hauptformabschnitt ausgestoßen wird.
Das Ausstoßen des geschmolzenen Metalls aus den Blockformabschnitten 24 in das Schmelzbad 16 aus
geschmolzenem Metall in dem Hauptformabschnitt wird durch eine Zirkulation von geschmolzenem Metall
begleitet, die durch die mit C bezeichneten Pfeile in F i g. 1 angedeutet ist. Die Zirkulation des geschmolzenen
Metalls in den Blockformabschnitten 24 stört das graduelle Fortschreiten der Erstarrur.gsfront und führt
zu den tiefen Kernen 32 aus geschmolzenem Metall.
Im folgenden wird anhand von F i g. 3 ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Gießen einer Anzahl von
'Blöcken aus einem gemeinsamen Schmelzbad 16 aus geschmolzenem Metall beschrieben, bei dem bzw. bei
der die Bildung von tiefen Kernen aus geschmolzenem Metall in den Blöcken 28 vermieden wird. Im einzelnen
ist ein Startstopfen 38 zwischen benachbarten Biockformabschnitten 24 angeordnet, um eine gute elektrische
Verbindung mit der Elektrode 26 zu erzielen. Der Startstopfen 38 ist teilweise durch den feuerfesten
Boden 20 des Hauptformabschnittes 20 umgeben, der benachbarte Blockformabschnitte 24 trennt. Irgendein
geeigneter Starterstopfen, der in dieser Technik bekannt ist, kann bei Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens verwendet werden.
Ein wassergekühlter Kupferleiter 40 ist elektrisch mit dem Startstopfen 38 verbunden und hängt von diesem
zwischen benachbarten Blockformabschnitten 24 nach unten hin herab. Auf diese Weise wird ein elektrischer
Strom von der Elektrode 26 diir^rt das Schmelzbad tf>
aus geschmolzenem Metall zum Startstopfen 38 und den Leiter 40 geleitet, ohne daß dieser Strom in einen
Blockformabschnitt 24 eintritt
Unter Verwendung eines üblichen, nicht dargestellten
Schmelztiegelantriebs können der Hauptformabschnitt und die daran befestigten Blockformabschnitte 24 nach
oben bewegt werden, während die Blöcke 28 gegossen werden. Zu Anfang werden die Blockformabschnitte 24
von einem Tragtisch 36 getragen, der mit einer ringförmigen Öffnung 44 versehen ist, durch die der
Kupferleiter 40 sich hindurcherstreckt Der Leiter 40 endet unterhalb der Öffnung 44 und ist an dieser Stelle
mit Hilfe geeigneter, in der Industrie zur Verfügung stehender Leistungsleiter mit Rückführsammelschienen
42 einer üblichen, nicht gezeigten Leistungsversorgung verbunden.
Die in F i g. 2 gezeigten Strompfade A und B durch
die Biockformabschnitte 24 werden durch das Einsetzen des Startstopfens 38 und des Kupferleiters in der
beschriebenen Weise beseitigt. Es wird dann ein einziger mit Din Fig.3 bezeichneter Strompfad
geschaffen, der sich von der Elektrode 26 durch den Startstopfen 38 und den Kupferleiter 40 zu den
Rückführsammelschienen 42 der Leistungsversorgung erstreckt. Die erstarrten Teile der Blöcke 28 sind dann
wirksam elektrisch isoliert, und der Strom fließt nicht durch die Blöcke in den Blockformabschnitten 24.
Dadurch wird die Schmelzmetallzirkulation, die sich sonst aus den mehrfachen Strompfaden ergibt, vermieden.
Entsprechend wird die graduelle Erstarrung des geschmolzenen metalls 16 in den Blockformabschnitten
24 nicht durch den Stromfluß durch das Schmelzbad 16 aus geschmolzenem Metall gehindert, und die tiefen
Keine 32 aus geschmolzenem Metall wie in Fig. I bilden sich nicht. Dies ist in F i g. 3 durch die relativ
flache Erstarrungsfront 34 dargestellt.
Die unbehinderte Erstarrung der Blöcke 28 ermöglicht das Gießen dieser Blöcke mit einer größeren
Geschwindigkeit, was zu einer vergrößerten Ofenausnutzung und zu verringerten Produktionskosten führt.
Gleichzeitig wird die metallurgische Qualität der Blöcke aufrechterhalten.
Obwohl die Erfindung anhand des Elektroschlacke-Umschmelzverfahrens
beschrieben wurde, ist es verständlich, daß ihre Anwendung gleichermaßen auf
andere Elektrodenumschmelzverfahren anwendbar ist, wie z. 13. das Vakuum- Lichtbogenverfahren oder auf
Verfahren, die ohne abschmelzende Elektroden arbeiten. Das Elektroschlacke-Umschmelzverfahren ist etwas
langsamer als andere bekannte Verfahren zum kontinuierlichen Gießen einer Anzahl von Blöcken,
doch führt es zu einem besseren Produktionsergebnis; es ergeben Legierungen höherer Qualität bei langsameren
Erstarrungsgeschwindigkeiten. Beim Elektroschlakke-Umschmelzverfairen
ergeben sich niedrigere Erstarrungsgeschwindigkeiten, weil die Schlackendecke oberhalb des geschmolzenen Metalls dazu beiträgt daß
die Wärme in dem Schmelzbad aus geschmolzenem Metall aufrechterhalten wird. Weiterhin verhindert die
Schlackendecke eine Abkühlung des Oberflächenspiegels des Schmelzbades an der Schlacken-ZMetallgrenzfläche.
Obwohl der Leiter 40 als aus Kupfer bestehend beschrieben wurde, ist es verständlich, daß andere
leitende Materialien genauso geeignet sind, um den einzigen Strompfad durch die Elektrode 26, den
Startstopfen 38 und den Leiter 40 zu erzielen. Weiterhin ist, obwohl der Strom als von der Elektrode 26 zum
Leiter 40 fließend angegeben wurde, die Richtung des Stromflusses in keiner Weise eine Beschränkung. Der
Strom kann ein Wechselstrom oder ein Gleichstrom mit beliebiger Polarität bei der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sein.
Weiterhin ist die Erfindung nicht auf ein Verfahren und eine Vorrichtung beschränkt die lediglich einen
Startstopfen 38 und einen Leiter 40 verwendet, um den einzigen Strompfad D zu schaffen. Stattdessen kann, wie
dies in der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform
gezeigt ist eine Anzahl von Leitern 40 dazu verwendet werden, eine Anzahl von Strompfaden durch das
Schmelzbad aus geschmolzenem Metall zu erzeugen. Jeder Strompfad wird jedoch daran gehindert in einen
Blockformabschnitt 24 einzutreten; die Ströme halten das Schmelzbad aus geschmolzenem Metall im geschmolzenen
Zustand, und die Anzahl von Blöcken kann ohne die Bildung tiefer Kerne 32 aus flüssigem Metall
gegossen werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen mit einer Kokille, die einen ersten Formabschnitt
zum Aufnehmen von geschmolzenem Metall und Schlacke sowie mehrere in direkter Verbindung mit
dem ersten Formabschnitt stehende Blockformen aufweist, wobei die Querschnittsfläche des ersten
Formabschnitts größer als die gesamte Querschnittsfläche der damit in Verbindung stehenden
Blockformen ist, bei dem durch das Schmelzen der Elektrode unter der geschmolzenen Schlacke in dem
ersten Formabschnitt ein Schmelzbad aus geschmolzenem Metall aufrechterhalten wird, das von der
geschmolzenen Schlacke überdeckt ist und über den ganzen Querschnitt des ersten Formabschnitts
hinweg in inniger Berührung mit sämtlichen Blockformen gehalten wird, bei dem das geschmolzene
Metall in den verschiedenen Blockformen durch Kühlen dieser Blockform zum Erstarren
gebracht wird, bei dem ferner die Wärmeabgabe des Schmelzbades in dem ersten Formabschnitt von der
Trennfläche zwischen dem ersten Formabschnitt und den Blockformen durch eine Wärmeisolierung
der oberen Enden der Blockformen und nur des Bodens des ersten Formabschnittes verringert wird
und bei dem die oberen Teile des ersten Formabschnittes in einem Bereich gekühlt werden, der von
einem Punkt unter der Trennfläche zwischen der geschmolzenen Schlacke und dem geschmolzenen
Metall und einem Punkt, der mindestens über der Oberfläche der geschmolzenen Schlacke liegt, reicht,
gemäß Hauptpatent 24 20 141, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom außerhalb der Eingangsenden der Blockformabschnitte
durch im Bereich des Bodens der Hauptformabschnitte angeordnete Leiter abgeleitet wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Ableitung des elektrischen Stromes zumindest ein Leiter (38, 40) vorgesehen ist, der zwischen
benachbarten Blockformabschnitten (24) angeformt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Leiter (40)
elektrisch mit einem Startstopfen (38) verbunden ist, der zwischen benachbarten Blockformabschnitten
(24) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockformabschnitte (24)
elektrisch isoliert sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine
Leiter (40) aus Kupfer besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762605645 DE2605645C3 (de) | 1976-02-12 | 1976-02-12 | Verfahren und Vorrichtung zum Elektroschlacke-Umschmelzen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762605645 DE2605645C3 (de) | 1976-02-12 | 1976-02-12 | Verfahren und Vorrichtung zum Elektroschlacke-Umschmelzen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2605645A1 DE2605645A1 (de) | 1977-08-25 |
DE2605645B2 DE2605645B2 (de) | 1978-06-01 |
DE2605645C3 true DE2605645C3 (de) | 1979-02-08 |
Family
ID=5969734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762605645 Expired DE2605645C3 (de) | 1976-02-12 | 1976-02-12 | Verfahren und Vorrichtung zum Elektroschlacke-Umschmelzen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2605645C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4195428A (en) * | 1978-11-06 | 1980-04-01 | General Electric Company | Steam iron water gauge |
-
1976
- 1976-02-12 DE DE19762605645 patent/DE2605645C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2605645B2 (de) | 1978-06-01 |
DE2605645A1 (de) | 1977-08-25 |
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Date | Code | Title | Description |
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OI | Miscellaneous see part 1 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8340 | Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent |