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Vorrichtung zum Elektroschlackeumschmelzen und Auftraasschwe ßer.
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von Metallen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrometallurgische
und Schweißprozesse, und betrifft insbesondere Vorrichtungen zum Elektroschlackeumschmelzen
und Auftragssschweißen von Metallen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Herstellung von Blöcken
aus Bunt- und Eisenmetallen, insbesondere aus hochlegierten Stählen und Legierungen
sowie zum flachen und ringt rmigen Auftragsschweißen von Werkstücken verwendet werden.
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Ein besonderer Anwendungsbereich der Erfindung ist die Herstellung
von bimetallischen Werkstücken in der Art von Wellen, Stangen, Rollen und ähnl;chen
Werkstücken, die bei großer Länge einen relativ kleinen Durchmesser aufweisen und
bei denen sich die Zusammensetzung der Auftragsschicht von der Zusammensetzung des
Grundmetalls unterscheidet, mit Hilfe des Elektroschlackeauftragssschweißens.
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Die Erfindung läßt sich auch beim Auftragssschweißen ähnlicher Werkstück
bei Ausbesserungsarbeiten verwenden, wenn die Eigenschaften
der
Auftragsschicht den Eigenschaften des Grundmetalla ähnlich sind.
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Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftragsschweißen
von Walzen für ihre Ausbesserung und Steigerung der Verschleißfestigkeit benutzt
werden.
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In den bekannten und vielfach verwendeten Vorrichtungen zum Elektroschlackeumschmelzen
und Auftragsschweißen von Metallen fließt der Schweißstrom von der Elektrode über
die schmelzflüssige Schlacke zum Untersatz. Der Zusatzwerkstoff wird entweder in
Form einer Abschmelzelektrode oder getrennt von der Strom&uführung zugegeben,
wobei im letzteren Fall der Strom Uber eine nicht abschmelzende Elektrode zugef#hrt
wird.
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Die Vorrichtungen mit Abschmelzelektrode kennzeichnen sich durch Vorhandensein
von festen Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Betriebsdaten des Prozesses, insbesondere
zwischen der Schweißstromstärke, der Durchwärmgeschwindigkeit vom Schlackenbad und
der ins Bad kommenden Metallmenge. Dadurch ist ein nicht gewünschter Zusammenhang
zwischen der Güte des erzeugten Gußblocks bzw. der Auftragsschicht und der Leistungsfähigkeit
des Prozesses bedingt, was die Steuerung sowohl der Güte als auch der Leistungsfähigkeit
erschwert.
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Die Beseitigung dieser und weiterer Abhängigkeiten und in allgemeiner
Form, das Problem der Erweiterung von Möglichkeiten der
Prozeßsteuerungjist
eine der wichtigsten in der Elektroschlackemetallurgie, die häufig angewendet wird,
wenn die Herstellung von Gußblöcken bzw. der Auftragsschichten von komplizierter
Zusammensetzung und mit genau vorgegebenen Eigenschaften erforderlich ist. In diesem
Sinn ist die Aufbereitung der Zusatzwerkstoffe einer der ausschlaggebenden Faktoren
des Prozesses.
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In den bekannten Vorrichtungen mit Abschmelzelektrode wird die letztere
oft als eine Verbundelektrode ausgeführt; zu diesem Zweck werden aus verschiedenen
Metallen ausgeführte Abschnitte auf Stoß verbunden, unterschiedliche Umhüllungen
und Stampfmassen ( zum Beispiel Elektroden in Form von Rohren mit Füllung aus Legierungspulvern
sowie Elektroden in Form eines stromführenden Bandes, dessen Magnetfeld Metallpulver
vorgegebener Zusammensetzung festhält) verwendet.
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Die Einteilung der Funktionen der Stromzuführung und der Zuführung
des Aufgabegutes in Vorrichtungen mit nicht abschmelzender Elektrode gestattete
es, die Technologie der Aufbereitung des Zusatzwerkstoffes einerseits zu vereinfachen
und die feste Abhängigkeit zwischen den Betriebsdaten des Elektroschlackeprozeases
andererseits zu unterbrechen, um dessen Steuerung variieren zu können.
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Insbesondere ermöglicht dies die Verwendung von schüttbaren Zusatzwerkstoffen
in Form von zum Beispiel Pulver, Granulien, Spann
und auch Metallstücken
unregelmäßiger Form, die keinen großen Arbeitsaufwand für die Aufbereitung erfordern
undiugleich die Einstellung der Zusammensetzung der Schmelze als Rohstoff für den
Elektroschlackeprozeß im weitesten Bereich ermöglichen. Zu den Vorteilen der Vorrichtungen
des beschriebenen Typs zählt auch die bei diesen zulässige Möglichkeit der Zuführung
von Strom und Zusatzwerkstoff zu verschiedenen Zeitpunkten, was es gestattet, Fehler
in der Qualität der Erzeugnisse zu beseitigen, die mit unzureichendem Metalldurchwärmen
zu Beginn des Prozesses oder nach eventuellen Unterbrechungen in der Stromzuführung
verbunden sind.
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Die Einteilung der Funktionen der Stromzuführung und der Zuführung
des Rohstoffes hat jedoch zur Erschwerung der konstruktiven AusfUhrung der Vorrichtung
geführt, was sowohl in der Entstehung neuer Baugruppen ( zum Beispiel der Vorrichtung
für Schutz und Kühlung der nicht abschmelzenden Elektrode), als auch in der Xnderung
der Konstruktion der bestehenden Vorrichtungen zutage getreten ist.
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So ist zum Beispiel in einer bekannten Vorrichtung zum Schrottumschmelzen
die Kokille mit einer Erweiterung im oberen Teil ausgeführt ( der Längsschnitt hat
eine T-artige Form), was durch die Notwendigkeit bedingt ist, die Schüttgutaufgabevorrichtung
über dem Spiegel des Schlackebades zu unterbringen, der durch eine nicht abschmelzende
Elektrode mit stromzuführenden Vorrichtungen teilweise überdeckt ist, ( s, ~Herstellung
von profilgestalteten Gußblöcken im Verfahren des Elektroschlackeumschmelzens",
Vortrag von G.K.
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Bat, USA, in Sammlung "E]ektroschlackeumschmelzen", Ausgabe 3,
Materialien des IV. Internationalen Symposiums über Prozesse des Elektroschlackeumschmelzens,
Tokio-Kiew, 1975).
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Die Erweiterung des oberen Kokillenteils führt zu erhöhtem Verbrauch
an Schlacke, Metall, elektrischer Energie und zur Steigerung des Arbeitsaufwandes
für die weitere Behandlung des Gußblocks.
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Die Nachteile der Vorrichtung mit nicht abschmelzender Elektrode,
in erster Linie ihre konstruktive Kompliziertheit haben einen relativ beschränkten
Bereich von deren Anwendung bedingt und zugleich die Entwicklung und Vervollkommnung
einfacherer Vorrichtungen gefördert, in denen eine Abschmelzelektrode verwendet
wird.
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Bekannt ist eine Vorrichtung zum Elektroschlackeumschmelzen und Auftragsschweißen,
die eine Stromquelle mit Stromzuführungen, eine mit der Stromquelle durch eine der
Stromzuführungen verbundene Abschmelzelektrode und eine mehrteilige Kühlkokille
enthält, deren untere Sektion an einem Untersatz angeordnet ist, der durch eine
andere Stromzuführung mit der Stromquelle verbunden ist, und deren obere Sektionen
aufeinanderfolgend auf die unteren je nach dem Maße des Wachstums des Gußblocks
oder der Auftragsschicht angestückt werden . ( s.B.E. Lopaew, A.S. Perschin, W.W.Kalaschnikow
und W.A. Belomylzew "Sostawnoj Kristallisator dlja elektroschlakowogo pereplawa",
n Mehrteilige Kokille für ElektroschlackeumschmelzenN, Stahl" Nr. 6, 1974, S. 588).
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Die anstelle der bekannten beweglichen#Kokille verwendete mehrteilige
Kokille gestattet es, die Güte der metallischen Auftragsschicht zu verbessern und
die weitere Behandlung ihrer Oberfläche auf ein Minimum herabzuführen. Die Kokille
ermöglicht die Herstellung von Erzeugnissen sowohl eines konstanten als auch eines
veränderlichen Querschnittes.
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Die Vorrichtung kennzeichnet sich im Ganzen durch einfache konstruktive
Ausführung, besitzt jedoch Nachteile, die für die bereits beschriebene Klasse von
Vorrichtungen mit stromzuführenden Abschmelzelektroden kennzeichnend sind, großer
Arbeitsaufwand bei Vorbereitung der Elektrode, festsAbhängigkeit zwischen den Betriebsdaten
des Prozesses, die seine Steuerung erschwert, sowie begrenzter Zutritt zum Badspiegel
und dadurch bedingte Kompliziertheit der Einführung von Zusatzwerkstoffen.
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Beim Stromdurchgang vom Ende der Abschmelzelektrode zum Untersatz,
die in der Mitte des durch die Wände der Kokille und den Untersatz begrenzten Reaktionsraums
angeordnet ist, wird das Metall unmittelbar unter der Elektrode auf eine größere
Tiefe, als auf dem Umfang durchgewärmt, so daß die Kristallisations- bzw. Erstarrungs
front eine V-artige Form aufweist. Die Kristalle wachsen dabei schräg in Richtung
zur Mitte, wobei längs der Gußblockachse oder in der Auftragsschichtmitte eine Zone
verminderter Festigkeit entsteht. Diese Vorrichtung wie auch andere Vorrichtungen
mit Abschmelzelektrode verursachen auch die Bildung von fehlerhaften Zonen im Bodenteil
des Gußblocks oder der Auftragsschicht, weil
am Prozeßbeginn das
Metall von der Elektrode in das noch nicht ausreicherddurchgewärmte Schlackebad
gelangt. Die Notwendigkebt der Beseitigung der angegebenen fehlerhaften Zone erhöht
den Arbeitsaufwand für die weitere Behandlung des Erzeugnisses.
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Eine Unterbrechungim Elektroschlackeprozeß, der zum Beispiel mit Betriebsstörung
des Stromversorgungsnetzes verbunden ist, führt zu Mängeln, die sich nicht beseitigen
lassen, da derartige fehlerhafte Zonen in den mittleren Teilen des Gußblockes oder
der Auftragsschicht entstehen und durch weitere Behandlung nicht beseitigt werden
können, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Elektroschlackeumschmelzen
und Auftragssschweißen derart auszuführen, daß durch Durchlaß von Schweißstrom auf
dem Badumfang die Möglichkeit der Gewinnung von Metall mit einem verbesserten Gefüge
gewährleistet ist, konstruktive Möglichkeiten zur Einführung von Zusatzwerkstoffen
beliebiger Form geschaffen und die Steuerung des Elektroschlackeprozesses erleichtert
werden.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Vorrichtung zum Elektroschlackeumschmelzen
und Auftragsschweißen, die eine Kühlkokille, die einen Behälter darstellt, der durch
eine auf einen Untersatz aufgestellte, im Querschnitt ringförmige Wand, die aus
der übereinander angeordneten Sektionen besteht, ausgebildet ist, eine Stromquelle
mit Stromzuführungen, von denen eine an den Untersatz der Kokille angeschlossen
ist, der die Funktion einer
der Elektroden erfüllt und eine über
der Kokille angeordnete Einrichtung für die Zuführung des Zusatzwerkstoffes 6 enthält,
erfindungsgemäß die Sektionen der Wand der Kokille elektrisch gegeneinander isoliert
sind, und die obere Sektion an eine andere Stromzuführung angeschlossen ist, wodurch
sie die Funktion der anderen Elektrode beim Elektroschlackeprozeß zu erfüllen in
der Lage ist.
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Es ist vorteilhaft, die obere Sektion der Kokille mit einer Auskleidung
aus einem elektrisch leitenden Stoff zum Schutz gegen Elektroerosion zu versehen.
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Parallel zur oberen Sektion der Kokille kann die Einrichtung für die
Zuführung des Zusatzwerkstoffes zur Erfüllung der Funktion.
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der Abschmelzelektrode durch die Kokille an die Stromquelle angeschlossen
werden. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu den bekannten
besteht vor allem darin, daß jetzt durch den Schweißstromdurchgang von der oberen
Sektion der Kokille zum Untersatz auf der Umfangslinie des Schlackebades günstige
Bedingungen für die Erstarrung und Kristallisation des schmelzflüssigen Metalls
geschaffen sind, da bei der vom Umfang zur Mitte hin gerichteten Metalldurchwärmung
die Erstarrungs-Kristallisationsfront eine fast flache oder bauchige Form aufweist,
so daß die Kristalle parallel oder fächerartig wachsen; dabei entsteht in der Mitte
des Gußblocks oder der Auftragsschicht keine fehlerhafte Zone.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Elektroschlackeprozeß
wie in Vorrichtungen mit nicht abschmelzender Elektrode durcllgeführt, daher vereinigt
sie in sich sämtliche Vorteile der Ausrüstung des angegebenen Typs mit der konstruktiven
Einfachheit, die Vorrichtungen mit Abschmelzelektrode eigen ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet es, die gesamte Fläche
des Schlackebades rationell zu verwerten. Durch Vereinigung der Funktionen der Stromzuführung
und der Kokille in einer Baugruppe wird unter anderem der Raum über dem Bad freigemacht,
so daß die Möglichkeit entstanden ist, den Zusatzwerkstoff einem beliebigen Punkt
des Bades zuzuführen, wobei die Beschickungsausrüstung, darunter auch Schüttgutaufgabevorrichtungen
auf die geeigneteste Weise angeordnet werden können, deren Benutzung es gestattet,
wie bereits vorstehend erwähnt wurde, die Technologie des Prozesses maximal zu vereinfachen
und die physikalischen Eigenschaften des Gußblocks bzw. des Erzeugnisses mit der
Auftragsschicht fein zu steuern.
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Durch die Möglichkeit einer unabhängigen Einstellung einer Reihe von
Betriebsdaten, zum Beispiel der Temperatur des Schlackebades und der dosierten Zuführung
des Zusatzwerkstoffes gestattet es die erfindungsgemäße Vorrichtung, den Elektroschlackeprozeß
elastisch zu steuern. Zum geeigneten Zeitpunkt ( am Anfang, am Ende bzw. nach'erzwungener
Unterbrechung des Prozesses) kann ein dauerhaftes Durchwärmen des Schlackebades
und des aufzuschweißenden Werkst#cks ohne Zuführung von Zusatzwerkstoff sichergestellt
werden,
wodurch die Notwendigkeit einer anschließenden Entfernung
des Bodenteils des Gußblocks oder der Auftragsschicht entfällt und Ausschuß infolge
Absetzung von Teilchen nicht durchgewärmten Metalls bei der Wiederaufnahme des Prozesses
nach der Unterbrechun#vermieden wird.
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Bei einer Ausführung der Vorrichtung mit paralleler Stromzuführung
über den Umfang und die Mitte des Bades kann das Kristallwachstum gerichtet gesteuert
werden. Falls bei der Stromzuführung über den Umfang ein bauchiges Profil der Kristallisationsfront
entsteht, gestattet es die parallele Stromzuführung über die Abschmelzelektrode
dieses gerade zu richten Die Verwendung einer Abschmelzelektrode neben Zusatzwerkstoff,
dem kein Strom zugeführt wird, ermöglicht ferner die Steigerung der Leistungsfähigkeit
des Prozesses.
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Nachstehend soll die Erfindung an Hand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden, es zeigt: Fig. 1 in schematischer
Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Elektroschlackeumschmelzen und
Auftragsschweißen; Fig, 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die zum flachen Auftragsschweißen
eines Werkstückes verwendet wird;
Fig, 3 das Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zum Elektroschlackeumschmelzen und Auftragsschweißen bei ihrer
Verwendung für ringförmiges Auftragsschweißen auf ein zylindrisches Werkstück, insbesondere
für Walzen eines Walzwerks; Fig.4a, b in schematischer Darstellung das Wachstum
von Kristallen in Abhängigkeit vom System der Stromzuführung zu der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
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Die Kokille 1 ( Fig. 1) der Vorrichtung zum Elektroschlackeumschmelzen
und Auftragsschweißen stellt einen Behälter dar, der einen Untersatz 2 und eine
geschlossene Wand, die aus übereinander angeordneten hohlen Sektionen 3,4 und5 besteht,
enthält, Die Form der Sektion kann im Grundriß beliebig sein und wird in jedem konkreten
Fall durch die gegebene Form des Gußblocks bzw. des Werkstücks mit Auftragsschicht
von entsprechendem Querschnitt bedingt.
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Zu jeder hohlen Sektion wird ein Kühlflüssigkeit, z.B, Wasser, zugeführt.
Die Rohrleitung für Wasserzuführung ist in der Zeichnung nicht gezeigt.
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Der Untersatz 2 kann ebenfalls gekühlt ausgeführt werden. Zwischen
jedem Paar benachbarter Sektionen 3,4 und 4,5 sind elektrisch isolierende Zwischenlagen
6, zum Beispiel aus Asbest oder Glimmer, angebracht. Um die zerstörende Wirkung
von schmelzflüssigem Metall und Schlacke auf die Zwischenlagen auf ein Minimum herabzusetzen,
sind sie mit einer relativ geringen Dicke ( 1 bis 2 mm) ausgeführt.
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Der Untersatz 2 und die obere Sektion 3 der Kokille 1 sind durch
Stromzuf#hrungen
7 und 8 mit einer Stromquelle 9 verbunden, deren Funktion am angegebenen Fall ein
Transformator erfüllt, Zum Schutz gegen Elektroerosion besitzt die obere Sektion
3 der Kokille 1 eine Auskleidung 10 aus stromleitendem Stoff. Wenn eine Sättigung
des Metalls durch Kohlenstoff ungefährlich ist, wird die Auskleidung aus Graphit
hergestellt. Die Ausführung der Auskleiduna aus einem hochschmelzenden Metall, wie
zum Beispiel Wolfram oder Molybdän, ist ebenfalls möglich.
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Über der Kokille ist eine Einrichtung 11 für die Zuführung des Zusatzwerkstoffes
aufgestellt, auf die nachstehend näher eingegangen wird.
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Zur Verschiebung des Schlackenbades je nach dem Wachstum des Gußblocks
12 während des Elektroschlackeumschmelzens ist die Wand der Kokille 1 mit einer
Hubvorrichtung 13 verbunden, als welche eine beliebige Vcrrichtung, zum Beispiel
ein auf einer Säule 15 verschieblich montierter Antriebswagen 14, verwendet werden
kann.
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Wenn die Vorrichtung nur zum Auftragsschweißen einer flachen Oberfläche,
zum Beispiel auf ein Werkstück 16 (Fig.2) bestimmt ist, wird infolge der relativ
geringen Höhe der Auftragsschicht, bei der die Verschiebung der Kokille 1 nicht
erforderlich ist, die letztere ortsfest montiert.
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Beim ringförmigen Auftragsschweißen auf Werkstücke, zum Beispiel
auf
Walzen 17 ( Fig. 3) eines Walzwerks, die eine relativ große Länge aufweisen, wird
die Wand der Kokille 1, wie auch beim Umschmelzen, auf einer Hubvorrichtung 13 aufgestellt:
Im Untersatz 18 der Kokille 1 wird in diesem Fall eine öffnung 19 für den Laufzapfen
der Walze 17 vorgesehen, damit die Oberfläche des Untersatzes 18 als Stütze für
den aufzuschweißenden Walzenballen dient.
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Es muß erwähnt werden, daß die durch gleiche Ziffern in Fig. 1 bis
3 bezeichneten Baugruppen in an den angegebenen Zeichnungen der Ausführungsbeispiele
einander entsprechen und obwohl als Einrichtung 11 für die Zuführung von Zusatzwerkstoff
verschiedene Arten von Zuführungseinrichtungen gezeigt sind, kann selbstverständlich
in jedem Ausführungsbeispiel eine beliebige geeignete Einrichtung für diesen Bestimmungszweck
verwendet werden. Der Typ dieser Einrichtung und ihre konstruktive Ausführung werden
in Abhängigkeit von der Art des Zusatzwerkstoffes gewählt. In Frage kommen Schüttgutaufgabevorrichtungen,
wie in Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, ein Mundstück für Stabmaterial bzw. Draht oder
eine Einrichtung für die Zuführung von Stangen, Rohren und anderen ähnlichen Werkstücken,
es ist auch eine kombinierte Variante möglich, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
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Die in Fig. 1 und 3 gezeigte Einrichtung 11 für die Zuführung des
Zutatzwerkatoffes besitzt keine Stromzuführung.
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Möglich ist eine weitere Ausführung der Erfindung, bei der zur Einwirkung
auf das Profil der Erstarrungs- bzw. Kristallisationsc front die Einrichtung 11
für die Zuführung des Zusatzwerkstoffes eine Klemme 20 mit Stromzuführung 21 besitzt,
die parallel zur Stromzuführung 8 ( Fig. 3) an die Stromquelle 9 angeschlossen ist.
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Die Stromzuführung 21 ist mit einem Schalter 22 versehen, mit dem
die Stromquelle 9 an den Stromkreis getrennt angelegt werden kann.
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In der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 beginnt der Schmelz-vorgang
mit flüssigem Start, d.h. mit dem Herstellen eines Schlackenbades 23. Sobald der
Spiegel der schmelzflüssigen Schlacke die Sektion 3 der Kokille 1 erreicht, wird
der Stromkreis der Stromquelle 9 geschlossen, und der Schweißstrom gelangt nun über
die Stromzuführung 8, die Sektion 3 der Kokille 1 und des Schlackenbades 23 an den
Untersatz 2.
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Der Strom fließt nicht über die Sektionen 4 und 5 der Kokille 1, weil
sie gegen die obere Sektion 3 durch die Zwischenlagen 6 und gegen das Schlackenbad
23 durch die elektrisch nicht leitende ,in den an der Kokille 1 anliegenden Schlackenschichten
infolge deren wirkungsvoller Kühlung entstehende Schlackenkruste 24 isoliert sind.
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Infolge der Erwärmung des Schlackenbades 23 wird der dorthin kommende
Zusatzwerkstoff 25 niedergeschmolzen und fließt auf den Untersatz 2 herunter, so
daß sich je nach dem Niederschmelzen des Zusatzwerkstoffes ein Bad 26 schmelzflussigen
Metalls bildet, das sich aufwärts bewegt.
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Das durch die Stromzuführung über die Sektion 3 der Kokille 1 bedingte
Durchwärmen des Metallbades 26 auf dem Umfang verursacht ein balliges Profil der
Kristallisationsfront im Mittelteil des Bades 26 (Fig. 4a). Ist es erforderlich,
eine günstigere und flachere Kristallisationsfront (Fig.4b) zu erhalten, läßt man
Strom parallel zu der Sektion 3 der Kokille 1 über einen in die Mitte des Bades
23 aufgegebenen Zusatzwerkstoff 25 (Fig, 2) fließen, so daß er sich in eine Abschmelzelektrode
verwandelt.
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In diesem Fall wird eine Einrichtung 11 für die Zuführung des Zt###it
zwerkstoffes benutzt, die eine Klemme 20 mit Stromzuführung 21 besitzt. Dabei ist
selbstverständlich, der Zusatzwerkstoff 251 vollkommen bzw. teilweise in aufwickelbarer
Form, d.h. in Form von Stab , Draht oder ähnlichem zugeführt werden soll.
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Der parallele Anschluß der Klemme 20 der Einrichtung 11 für die Zuführung
des Zusatzwerkstoffes an die Stromquelle 9 ermöglicht die getrennte Steuerung der
Stromzuführung 21. Die Zuführung der Zusatzwerkstoffe 25 nd 251 bei sämtlichen weiteren
Varianten der konstruktiven Ausführung der Einrichtung 11 für die Zuführung des
Zusatzwerkstoffes erfolgt nicht vor dem Zeitpunkt, in dem die Temperatur des Schlackenbades
den voreingestellten Wert erreicht hat.
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Dadurch wird die mit unzureichendem Metalldurchwärmen zum anfänglichen
Zeitpunkt bzw. nach einer eventuellen Unterbrechung im Elektroschlackeprozeß verbundene
Gefahr der Bildung von fehlerhaften Zonen im Gußblock vermieden.
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Die Auskleidung lo aus Graphit bzw. einem schwerschmelzenden Metall
an der Innenfläche der Sektion 3 der Kokille 1 verhindert eine Zerstörung der Kokille
durch Mikrobögen an der Grenze zwischen der Kokille und der Schlacke.
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Beim Annähern des Spiegels des Metallbades 26 an die mittlere Sektion
4 vestellt die Hubvorrichtung 13 die Wand der Kokille 1 nach oben, so daß die Möglichkeit
des weiteren Wachstums des Gußblocks 12 gewährleistet wird.
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Im Grundprinzip kann statt der Wand der Kokille 1 der Untersatz 2
sich in entgegengesetzter Richtung bewegen. In diesem Fall wird die Wand der Kokille
1 ortsfest aufgestellt, während ihr Untersatz 2 auf einem entsprechenden Verstellwerk
( in der Zeichnung nicht gezeigt ) montiert wird.
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Der Prozeß des Auftragsschweißens eines flachen Werkstückes 16 (Fig.2)
und eines Werkstückes 17 (Fig.3) mit zylindrischer oder einer anderen dieser ähnlichen
Form unterscheidet sich nicht vom beschriebenen Prozeß des Elektroschlackeumschmelzens.
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Das Werkstück 16 (Fig.2) wird auf den Untersatz 2 gestellt. Dabei
ist es zum sparsamen Metallverbrauch wünschenswert, daß Querabmessungen der Kokille
mit den Maßen der aufzuschweißenden Oberfläche übereinstimmen, Nach dem Erzeugen
des Schlackenba-des 23 und dem Durchwärmen des Werkstücken 16 bis zum Aufschmelzen
siner Oberfläche wird ins
Schlackenbad 23 Zusatzwerkstoff 25 und/oder
25¹ gegeben, der durch die Schlackeerflüsslgt wird und sich über der gesamten Oberfläche
des Werkstückes gleichmäßig verteilt.
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Zum ringförmigen Auftragsschweißen wird die Walze 17 (Fig.3) eines
Walzwerks senkrecht in der Mitte der Vorrichtung auf dem Untersatz 18 so aufgestellt,
daß sich der Walzenballen gegen die Oberfläche des Untersatzes 18 abstützt.
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Ein ringförmiges Schlackenbad 27 wird bereitet. Je nach dem Durchwärmen
der Walze 17 wird ins Schlackenbad 27 ein Zusatzwerkstoff vorzugsweise in Form kleiner
Stücke oder Granulat eingeführt.
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Um eine gleichmäßige Verteilung des Werkstoffs bezüglich der aufzuschweißenden
Oberfläche zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Einrichtung 11 für die Zuführung
des Zusatzwerkstoffes um die Walze 17 zu verstellen, wie dies in Fig. 3 durch die
Punktlinien-Darstellung der Einrichtung 11 im verstellten Zustand gezeigt ist. Je
nach dem Maße des Auftragsschweißens erfolgt ein Anheben der Kokille 1 mit der Einrichtung
13 zum Aufrechterhalten eines konstanten Spiegels des Schlackenbades 27.
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Neben den beschriebenen Anwendungsvarianten läßt sich die erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Vorwärmen und oberflächlichen Aufschmelzen von zylindrischen Werkstücken
durch deren Durchlassen durch das Schlackenbad einsetzen.
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Die Vorrichtung fürs Elektroschlackeumschmelzen und Auftragsschweißen
in der beschriebenen konstruktiven Ausführung gestattet es, Metall mit einem verbesserten
Gefüge in Gußblöcken oder in der Auftragsschicht zu gewinnen und mit Hilfe von einfachen
konstruktiven Mitteln und technologischen Arbeitsgängen die Aufgabe der Erzeugung
von Metallen mit beliebigen vorgegebenen Eigenschaften zu lösen.
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L e e rs e i t e