DE2632863C2 - Einrichtung zur Herstellung von großtonnagigen Metallblöcken durch Elektroschlackenumschmelzen - Google Patents
Einrichtung zur Herstellung von großtonnagigen Metallblöcken durch ElektroschlackenumschmelzenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Elektroschlackenumschmelzen von groß-(onnagigen
Metallblöcken, durch Abschmelzen selbstverzehrender Elektroden mit einer in der Höhe
verstellbaren, unten offenen Kokille, deren Querschnitt im Bereich des Schlackenbades größer als derjenige im
Bereich der Metallblockformung ist, und einem gekühlten Untersatz für die Kokille, die einen von unten
in die Kokille hineingehenden und zu Beginn des Umschmelzens den Boden bildenden, gekühlten vertikalen
Ansatz aufweist.
Bekannt sind Einrichtungen zum Elektroschlackenerschmelzen von großtonnagigen Metallblöcken, die
Vertikalsäulen aufweisen, auf welchen mindestens ein Elektrodenhalter zur Aufnahme einer oder mehrerer
Abschmelzelektroden und Zuführung von Strom zu denselben befestigt ist. An den genannten Säulen,
unterhalb des Elektrodenhalters ist einn in der Höhe verstellbare, gekühlte, unten offene Kokille befestigt, die
aiii einem Untersatz steht, welcher somit den Boden bildet.
Der Hohlraum der gekühlten Kokille weist im oberen Bereich einen größeren Querschnitt, als im unteren auf.
Der obere aufgeweiiele 'Teil des Hohlraums der
Kokille ist für die Aufnahme des Schlackenbatlcs und
Abschmelzung der selbstverzehrenden Elektroden, der untere für die Ansammlung des umgeschmolzenen
Metalls und Erstarrung desselben zu einem Block hf"S(immt Πιο Oiierschpittscrnßp wird für Hen linieren
Teil der Kokille nahezu gleich der Querschnittsgröße der abzuschmelzenden Elektrode bzw. dem Gesamtquerschnitt
mehrerer gleichzeitig abzuschmelzender Elektroden gewählt
Während der Elektroschlackenumschmelzung des Metalls sind die Abschmelzelektroden und der Untersatz
feststehend, während die Kokille sich mit fortschreitender Herstellung des Metallblocks nach
oben bewegt
Bei der in der DE-PS 19 25 438 beschriebenen Einrichtung steht die gekühlte Kokille auf einem
Untersatz mit einem Ansatz, der zu Beginn des Schmelzens in den Hohlraum dieser Kokille von unten
völlig hineingeht. Die obere Stirnfläche dieses Ansatzes liegt weit unter dem den Block formenden Bereich der
Wandung der Kokille.
Über dem Ansatz, im unteren Teil des Hohlraums der Kokille bleibt Raum übrig für die Formung des
Bodenteils des herzustellenden Metallblocks. Während des Umschmelzens erstarrt das erste anfallende flüssige
Metall oben auf der Stirnfläche des Ansatzes.
Mit sich vergrößernder Höhe des hergestellten Metallblocks bewegt man die Kokille entsprechend
weiter nach oben.
Die Wachstumsgeschwindigkeit des Blocks und somit die Steiggeschwindigkeit der Kokille wählt man
entsprechend der Forderung, die Herstellung eines metallischen Qualitätsblocks zu gewährleisten.
Man läßt nämlich die Kokille so weit aufsteigen, daß fast der ganze obere Teil des erstarrenden Blocks sich
im unteren den Block formenden Bereich der Kokille befindet.
Nach erfolgter Abschmelzung der selbstverzehrenden Elektroden wird aus der Kokille die Schlacke
abgelassen. Man entfernt ferner die Abschmelzelektrodenreste samt den wiederverwendbaren Kopfteilen der
Elektroden, die sich an die Stirnflächen der Abschmelzelektroden anschließen an denen sie angeschweißt sind.
Die Kokille verstellt man in der Höhe, bis der fertig geschmolzene Metallblock aus dem Unterteil der
Kokille heraustritt, worauf der Wagen mit dem Untersatz und darauf stehenden Block unter der
Einrichtung herausgefahren wird.
Bei der bekannten Einrichtung für die Herstellung von metallischen Blöcken mit 150 bis 200 t und mehr
Gewicht verwendet man in der Regel kurze Abschmelzelektroden, deren Länge gleich der Höhe des herzustellenden
Blocks ist. Dabei sind die Abschmelzelektroden in einem Elektrodenhalter befestigt, der von einer
relativ einfachen Stahlkonstruktion, z. B. von Säulen mit Führungen für die längs den Säulen höhenverstellbare
Kokille getragen werden.
So wird mit der bekannten Einrichtung das Problem der Herstellung von großtonnagigen Metallblöcken
gelöst.
Jedoch muß man bei der bekannten Einrichtung verhältnismäßig lange Aufhängungen mit Kopfteilen für
de angeschweißten Abschmelzelektroden verwenden. Bei Herstellung von Blöcken mit einem Gewicht bis zu
200 t erreicht die Länge der Kopfteile 4 bis 5 m. Dies ist dadurch bedingt, daß die Kokille nach erfolgter
Schmelzung bis zum gänzlichen Heraustreten der Oberkante des Blocks aus dem Hohlraum der Kokille
gehören werden muß. Da aber die Abschmelzelek'roden
an den Kopfteilen starr befestigt sind, kann der Freiratim für das Heraufsteigen der Kokille auf den
Säulen nur durch Vergrößerung der Länge der Konfteile mindestens um die Höhe der Wandune im
dem den Metallblock formenden Bereich der Kokille erhalten werden. Bei einem 200 t schweren Block ist
dies eine Höhe von 1,6 bis 2,0 Meter.
Die Vergrößerung der Länge der Kopueile für den
Elektrodenhalter bringt eine Vergrößerung des Wirk- und des induktiven Widerstandes mit sich, was eine
leistungsfähigere Stromquelle für die Einrichtung voraussetzt
Die Folge der Anwendung langer Kopfteile ist eine verhältnismäßig große Höhe der bekannten Einrichtung
und ein entsprechend hoher Materialaufwand.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist das Beheben der aufgeführten Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektroschlackenumschmelzeinrichtung zur Herstellung
von großtonnagigen Metallblöcken mit einem Untersatz für die gekühlte Kokille der Einrichtung zu
entwickeln, der es ermöglicht, die Umschmelzeinrichtung gegenüber den bekannten mit gering:r Höhe und
Gewicht und in Zusammenhang damit kleinerem Platzbedarf auszubilden und ein Umschmelzen mit
geringerer Leistung der Stromquelle wirtschaftlich günstiger durchzuführen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Elektroschlackenumschmelzeinrichtung der eingangs
genannten Art gemäß der Erfindung der Ansatz des Untersatzes sich zu Beginn der Schmelzung in den
Hohlraum der Kokille nur zum Teil hinein erstreckt, eine Höhe besitzt, die diejenige des den Block
formenden Bereichs der Kokille übertrifft, und einen Querschnitt hat, der es der Kokille ermöglicht, sich bis
auf eine Höhe absenken, bei welcher der den Block formende Bereich der Kokille unter der oberen
Stirnfläche des Ansatzes liegt.
Bei dieser Ausführung des Untersatzes mit entsprechend bemessenen Ansatz wird es möglich, die Kokille
in eine Stellung zu senken, bei welcher die untere Stirnfläche des Metallblocks außerhalb des den Block
formenden Bereichs ist, wodurch der Block sich leichter mittels Kran aus der Kokille herausheben läßt.
Dies erlaubt wiederum die Anwendung kürzerer (halb so kurzer) Kopfteile zur Festhaltung der Abschmelzelektroden
und somit kürzerer Säulen, was mit der Schaffung einer gedrungeren Elektroschlackenumschmelzeinrichtung,
als es früher erforderlich war, gleichbedeutend ist.
Die Höhe des Ansatzes des Untersatzes sollte das 1,5-bis l,2fache demjenigen des den Block formenden
Bereichs der Kokille betragen.
Die genannte Höhe schafft die Voraussetzung für die erfolgreiche Lösung der gestellten Aufgabe. Sie ist groß
genug, um den Block mit dem Kran aufzunehmen und vom Ansatz des Untersatzes abzuheben, ohne daß bei
die Wandung in dem den Block formenden Bereich der Kokille, in der unteren Endstellung, beschädigt wird.
Der Hohlraum der Kokille sollte im Bereich des Schlackenbades nach oben hin aufgeweitet ausgeführt
sein, derart, daß die diesen oberen Bereich der Kokille begrenzende Wandung unter einem Winkel von 2" bis
10° zur Vertikalen verläuft.
Ein Neigungswinkel für die Wandung der Kokille im genannten Bereich gestattet es, jene nach erfolgter
Schmelzung ohne Hindernis abzusenken und den Block aus seinem Bodenteil frei zu bekommen, der dann auf
der oberen Stirnfläche des nun über den den Block formenden Bereich der Wandung der Kokille hervorstehenden
Ansatzes zurückbleibt.
Bei einem Neigungswinkel für den oberen Bereich der Wandung der Kokille unter 2° kann die Kokille
durch erstarrte Schlacke festgekeilt werden.
Bei Neigungswinkeln über 10° werden die Abmessungen des Oberteils der Kokille unvertretbar groß.
Nachstehend wird zur Erklärung der Erfindung eine Elektroschlackenumschmelzeinrichtung für großtonnagige Metallblöcke beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die Zeichnungen;
Nachstehend wird zur Erklärung der Erfindung eine Elektroschlackenumschmelzeinrichtung für großtonnagige Metallblöcke beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die Zeichnungen;
es zeigt
ίο F i g. i einen Schnitt durch die Einrichtung zu Beginn
der Schmelzung,
F i g. 2 die gleiche Einrichtung wie in F i g. 1 am Ende der Schmelzung bei der Aufnahme des Blocks mit einem
Kran zum späteren Abheben vom Ansatz des Untersatzes.
Die Elektroschmelzeinrichtung zur Herstellung von großtonnagigen Blöcken weist auf einer Unterlage 1
(Fig. 1 und 2) aufgestellte Vertikalsäulen 2 auf, an welchen ein Elektrodenhalter 3 (Fig. 1), getragen von
oberen Querbalken 4 mit Durchgangsöffnung 5, befestigt ist. Im Elektrodenhalter 3 befestigt man
Kopfteile 6 zur Zuführung von Strom zu den Abschmelzelektroden 7.
Untere Querbalken 8 tragen eine längs der Säulen 2 in der Höhe verstellbare, gekühlte Kokille 9, die auf einem
gekühlten Untersatz 10 steht.
Die Kokille 9 ist mit einem durchgehenden Hohlraum 11 ausgeführt, der einen größeren Durchgangsquerschnitt
im Bereich des Schlackenbades 12, als im Bereich der Formung des Metallblocks 13 aufweist.
Den Durchgangsquerschnitt im Formungsbereich für
den Block 13 wählt man möglichst nahezu gleich der
Querschnittsfläche einer bzw. dem Gesamtquerschnitt mehrerer gleichzeitig umzuschmelzender Abschmelzelektroden
7. Der Hohlraum ist im Schlackenbadbereich der Kokille 9 nach oben hin aufgeweitet ausgeführt,
derart, daß die den Hohlraum in diesem Ikreich begrenzende Wandung 14 (F i g. 2) der Kokille 9 und die
Vertikale einen Winkel <x einschließen, der zwischen 2
und 10° liegt.
An der Arbeitsoberfläche des Untersatzes 10 ist ein gekühlter Vertikalansatz 15 ausgeführt, der von unten in
den Hohlraum 11 der Kokille 9 hineingeht und einen Boden für diesen zu Beginn der Schmelzung bildet. Im
Spalt zwischen dem Ansatz 15 und der Wandung im Unterbereich 16 der Kokille 9 ist eine Asbestdichtung 17
eingelegt.
Der Ansatz 15 hat eine Höhe H, welche die Höhe h
der Wandung der Kokille 9 im den Metallblock 15 formenden Unterbereich 16 übertrifft, und einen
Querschnitt, welches es gestattet, die Kokille 9 bis auf eine Höhe abzusenken, bei der der den Metallblock 1 \
formende Wandungsbereich 16 der Kokilk 9 unter tier
oberen Stirnfläche des Ansatzes 15 liegt. Die bevorzugte Höhe /Y des Ansatzes 15 sollte das 1,05- bis l,2fache
der Höhe Λ des den Metallblocks 13 formenden unteren Wandungsbereichs 16 der Kokille 9 betragen. Zur
Verstellung der Kokille 9 ist ein Antrieb (in den Zeichnungen weggelassen) für die Vertikalbewegting
vorgesehen. Die Einrichtung kann mehrere Elektrodenhalter 3 (F ig. 1) besitzen.
Der fertig geschmolzene Metallblock Π kann mittels Greifzange 18 (Fig. 2) eines hallenkrans (in ilen
Zeichnungen weggelassen) aus der Kokille 9 entfernt werden.
Die Elektrodenschlackenumschmelzeinrichiung /ur
Herstellung von großtonnagigen Blöcken arbeitet wie folgt.
Zu Beginn der Schmelzung ist die Kokille (Fig. 1) auf
dem Untersatz 10 derart aufgestellt, daß der Ansatz 15 teilweise in den unteren Teil des Hohlraums U der
gekühlten Kokille 9 hineingeht. Dabei liegt die obere Stirnfläche des Ansatzes 15 mit einem für die
Ausbildung des Bodenteils des Metallblocks 13 hinnreichcnd großen Abstand unter dem den Block formenden
Wandungsbereich 16. In den Spalt zwischen Ansatz 15 und Unterbereich 16 der Wandung der Kokille 9 legt
man eine Asbestdichtung 17 ein.
In den Hohlraum 11 der Kokille 9 füllt man geschmolzene Schlacke ein und bildet somit ein
Schlackenbad 12, in das die Abschmelzelektroden 7 eintauchen. Dann werden die Abschmelzelektroden 7
(die Stromquelle ist in den Zeichnungen weggelassen)
an Spannung gelegt. Strom fließt zwischen den Abschmelzelektroden 7 im Schlackenbad 12 oder
zwischen den Abschmelzelektroden und dem Ansatz 15 des Untersatzes 10 (je nach der Anschaltung der
Abschmelzelektroden an die Stromquelle), wobei sich Wärme entwickelt und das Schlackenbad 12 bis auf die
Schmelztemperatur der Abschmelzelektroden 7 erhitzt wird. Das flüssige Metall gelangt auf die obere
Stirnfläche des Ansatzes 15, kühlt sich ab und erstarrt.
Nach erfolgter Ausbildung des Bodenteils des Metallblocks 13, die im Raum unter der Wandung des
Unterbereichs 16 der Kokille 9 geschieht, wird der letzlere unter Einfluß einer (in den Zeichnungen
weggelassenen) Antriebs, formschlüssig, verbunden mit den unteren Querbalken 8, nach oben bewegt. Die
Kokille 9 wird jeweils so weit gehoben, als notwendig ist, um den Stand der Schmelze bei immer neu
anfallendem flüssigem Metall stets in der Nähe der oberen Stirnfläche des unteren Wandungsbereichs 16
der Kokille 9 zu hallen.
Nach Einschmelzen der Abschmclzelektroden 7 (bis auf die kurzen Elektrodenreste an den Inventarteilen 6)
schalten man den Strom aus und hört mit dem Heben der Kokille 9 auf. Danach wird die Schlacke aus dem
Oberteil 14 der Kokille 9 abgelassen und werden die Reste der Abschmelzelektroden samt den Kopftcilen 6
vom Eletrodenhalter 3 entfernt.
Da der Metallblock 13 sich abkühlt, schrumpft er zusammen, und dies gestattet es, die Kokille (F i g. 2) auf
den Untersatz 10 in seine untere Endstellung abzusenken, bei welcher der Ansatz 15 aus dem Hohlraum 11
der Kokille 9 herversteht. Um den Metaüblock 13 vom
Ansatz herunterzuholen, senkt man durch die von den oberen Querbalken 4 frei gelassene Durchgangsöffnung
5 die Greifzange 18 eines Krans, die den Metallblock 13 aufnimmt und wegträgt.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann man anstelle der vier Meter langen Kopfteile wie sie bei der
bekannten Einrichtung vorgesehen sind, zwei Meter lange Kopfteile verwenden. Dies mindert wesentlich die
Gesamtlänge der stromführenden Kopfteile und Abschmelzelektroden und setzt den Wirkwiderstand und
die Induktivität der Umschmelzeinrichtung herab.
In Zusammenhang damit wird auch der Spannungsabfall über den Kopfleilen sowie der Wärmeverlust durch
diese beim Stromdurchfluß geringer.
Außerdem kann die Einrichtung aus einer Stromquelle niedrigerer Leistung gespeist werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnuncen
Claims (3)
1. Elektroschlackenumschmelzeinrichtung zur Herstellung von großtonnagigen Metallblöcken
durch Abschmelzen selbstverzehrender Elektroden mit einer in der Höhe verstellbaren, gekühlten, unten
offenen Kokille, deren Querschnitt im Bereich des Schlackenbades größer als derjenige im Bereich der
Metallblockformung ist, und einem gekühlten Untersatz für die Kokille, die einen von unten in die
Kokille hineingehenden und zu Beginn des Umschmelzens den Boden bildenden, gekühlten vertikalen
Ansatz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (15) des Untersatzes (10), der
sich zu Beginn der Umschmelzung in den Hohlraum (11) der Kokille (9) nur zum Teil hinein erstreckt,
eine Höhe (H) besitzt, die die Höhe (h) des den
Metallblocks (13) formenden Bereichs (16) der Kokille (9) übertrifft, und einen Querschnitt hat, der
es ermöglicht, die Kokille (9) bis auf eine Höhe abzusenken, bei welcher der den Metallblock (13)
formende Bereich (16) der Kokille (9) unter der oberen Stirnfläche des Ansatzes (15) liegt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) des Ansatzes (15) das
1,05- bis l,2fache derjenigen (h)des den Metallblock
(13) formenden Bereichs (16) der Kokille (9) beträgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (U) der Kokille (9) im
Bereich des Schlackenbades (12) nach oben hin aufgeweitet ausgeführt ist, derart, daß die diesen
oberen Bereich (14) der Kokille (9) begrenzende Wandung unter einem Winkel von 2° bis 10° zur
Vertikalen verläuft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762632863 DE2632863C2 (de) | 1976-07-21 | 1976-07-21 | Einrichtung zur Herstellung von großtonnagigen Metallblöcken durch Elektroschlackenumschmelzen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762632863 DE2632863C2 (de) | 1976-07-21 | 1976-07-21 | Einrichtung zur Herstellung von großtonnagigen Metallblöcken durch Elektroschlackenumschmelzen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2632863B1 DE2632863B1 (de) | 1977-09-29 |
DE2632863C2 true DE2632863C2 (de) | 1978-05-24 |
Family
ID=5983613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762632863 Expired DE2632863C2 (de) | 1976-07-21 | 1976-07-21 | Einrichtung zur Herstellung von großtonnagigen Metallblöcken durch Elektroschlackenumschmelzen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2632863C2 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3425486A1 (de) * | 1984-07-11 | 1986-01-23 | Werner Ing.(grad.) 6719 Carlsberg Schatz | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formteilen, insbesondere extruderschnecken oder dichtungsringen aus hoch-chromhaltiger legierung |
DE3425487A1 (de) * | 1984-07-11 | 1986-01-23 | Werner Ing.(grad.) 6719 Carlsberg Schatz | Stahllegierung, insbesondere fuer ruehrwerkzeuge in kugelmuehlen |
DE4140724A1 (de) * | 1991-12-10 | 1993-06-17 | Leybold Durferrit Gmbh | Umschmelzanlage und verfahren zum betreiben einer solchen |
AT406384B (de) † | 1996-01-29 | 2000-04-25 | Inteco Int Techn Beratung | Verfahren zum elektroschlacke-strangschmelzen von metallen |
-
1976
- 1976-07-21 DE DE19762632863 patent/DE2632863C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2632863B1 (de) | 1977-09-29 |
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