DE2728530B2 - Vorrichtung zum Elektroschlackeumschmelzen und Auftragsschweißen von Metallen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezit.it sich auf elektrometallurgische und SchweiJprozesse, und betrifft insbesondere Vorrichtungen zum Ei^ictroschlackeumschmelzen und Auftragsschweißen von Metallen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Herstellung von Blöcken aus Bunt- und Eisenmetallen, insbesondere aus hochlegierten Stählen und Legierungen sowie zum flachen und ringförmigen Auftragsschweißen von Werkstücken verwendet werden.

Ein besonderer Anwendungsbereich der Erfindung ist die Herstellung von bimetallischen Werkstücken in der Art von Wellen, Stangen. Rollen und ähnlichen Werkstücken, die bei großer Länge einen relativ kleinen Durchmesser aufweisen und bei denen sich die Zusammensetzung der Auftragsschicht von der Zusammensetzung des Grundmctalls unterscheidet, mit Hilfe des Elektroschlackeauftragsschweißens.

Die Erfindung läßt sich auch beim Auftragsschwcißcn ähnlicher Werkstücke bei Ausbesserungsarbeilen verwenden, wenn die Eigenschaften der Auftragsschicht den Eigenschaften des Grundmetalls ähnlich sind.

Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftragsschweißen von Walzen für ihre Ausbesserung und Steigerung der Verschleißfestigkeit benutzt werden.

In den bekannlcn und vielfach verwendeten Vorrichtungen zum Elektroschlackcumschmclzcn und Auf-Iragsschweißen von Metallen fließt der .Schweißstrom von der Elektrode über die schmcl/flüssigc Schlacke zum Untersatz. Der Zusatzwerkstoff wird entweder in Form einer Abschmelzelektrode oder getrennt von der Stromzuführung zugegeben, wobei im letzteren Fall der Strom iil) ι eine nicht abschmelzende Elektrode zugeführt wird.

Die Vorrichtungen mit Abschmelzelektrode kennzeichnen sich durch Vorhandensein > ίι festen Abhän-

gigkeiten 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 ate auch der Leistungsfähigkeit erschwert

Die Beseitigung dieser und weiterer Abhängigkeiten und in allgemeiner Form, das Problem der Erweiterung von Möglichkeiten der Prozeßsteuerung ist eine der wichtigsten in der Elektroschlackemetallurgie, die häufig angewendet wird, wenn die Herstellung von Gi-'ßblöcken 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.

In den bekannten Vorrichtungen mit Abschmelzelektrode wird die letztere oft als eine Verbundclcktrodc 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 Bances, dessen Magnetfeld Metallpulver vorgegebener Zusammensetzung festhält) verwendet.

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 Elektroschlacktprozesses andererseits zu unterbrechen, um dessen Steuerung variieren zu können.

Insbesondere ermöglicht dies die Verwendung von schüttbaren Zusatzwerkstoffen in Form von zum Beispiel Pulver, Granulien, Spänen und auch Mctallstükken unregelmäßiger Form, die keinen großen Arbeitsaufwand für die Aufbereitung erfordern und zugleich die Einstellung der Zusammensetzung der Schmelze als Rohrstoff 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 gestaltet, 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.

Die Einteilung der Funktionen der Stromzuführung und der Zuführung des Rohstoffes hat jedoch zur Erschwerung der konstruktiven Ausführung 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 Änderung der Konstruktion der bestehenden Vorrichtungen zutage getreten ist.

So ist zum Beispiel in einer bekannten Vorrichtung zum Schrotlumschmelzcn die Kokille mit einer Erweiterung im oberen Teil ausgeführt (der Längsschnitt hat eine T-artige Form), was durch die Notwendigkeil bedingt ist. die Schütlgiitaufgabcvorrichlung über dem Spiegel des Sehlackcbadcs unterzubringen, der durch eine nicht abschmelzende Flektrode mit slrom/uführen-

den Vorrichtungen teilweise überdeckt ist. (s, »Herstellung von profilgestalteten Gußblöcken im Verfahren des Elektroschlackeumschmelzens«, Vortrag von G. K, Bat, USA, in Sammlung »Elektroschlackeumschmelzen«, Ausgabe 3, Materialien des IV. Internationalen Symposiums über Prozesse des Elektroschlackeumsehmelzens, Tokio-Kiew, 1975).

Die Erweiterung des oberen Kokillenteils führt zu erhöhtem Verbrach an Schlacke, Metall, elektrischer Energie und zur Steigerung des Arbeitsaufwandes für die weitere Behandlung des Gußblockes.

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.

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 N-iinimum herabzuführen. Die Kokille ermöglicht die Herstellung von Erzeugnissen sowohl eines konstanten als auch eines veränderlichen Querschnitts. Eine aus mehreren, übereinander angeordneten elektrisch gegeneinander isolierten Sektionen bestehende Kokille zum Elektroschlackeumschmelzen ist auch aus der GB-PS 13 91 258 bekannt.

Bei dem z.B. aus der DE-AS 21 57 350 bekannten ESU-Verfahren wird beim Stromdurchgang vom Ende der Abschmelzelektrode zum Untersatz, der inmitten des durch die Wände der Kokille und den Untersatz begrenzten Reaktionsraums angeordnet ist, das Metall unmittelbar unter der Elektrode auf eine größere Tiefe, als auf dem Umfang durchgewärmt, so daß die Kristallisations- bzw. Erstarrungsfront eine V-artige Form aufweist. Die Kristalle wachsen dabei schräg in Richtung zur Mitte, wobei längs der Gußblockachse oder in der Auitragsschichtmitte eine Zone verminderter Festigkeit entsteht. Dieses Verfahren wie auch andere Verfahren mit Abschmelzelektrode vei Ursachen auch die Bildung von fehlerhaften Zonen im Bodenteil des Gußblocks oder der Auftragsschic hl. weil am Prozeßbeginn das Metall von der Elektrode in das noch nicht ausreichend durchgewärmte Schlackebad gelangt. Die Notwendigkeit der Beseitigung der angegebenen fehlerhaften Zone erhöht den Arbeitsaufwand für die weitere Behandlung des Erzeugnisses.

Eine Unterbrechung im Elektroschlackeprozeß, der zum Beispiel mit Betriebsstörung des Stromversorgungsnetzes verbunden ist, führt zu Mängeln, die sich nicht beseitigen lassen, da derartige fehle-hafte Zonen in den mittleren Teilen des Gußblock :s oder der Auftragsschicht entstehen und durch wei'ere Behandlung nicht beseitigt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Elektroschlackeumschmclzen und Auftragsschweißen 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 Zusat/.werksioffcn beliebiger Form geschaffen und die Steuerung des Klcktmschlackcpro/esFcs erleichtert werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Vorrichtung zum Elektrivsehlackeumschmel/en und Auftragsschwcißen, 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 der einen 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 so angeschlossen ist, daß sie die Funktion der anderen Elektrode erfüllt.

Es ist vorteilhaft, die obere Sektion der Kokille mit einer Auskleidung aus einem elektrisch leitenden Stoff zum Schutz gegen Elektroerosion zu versehen.

Parallel zur oberen Sektion der Koküle kann die Einrichtung für die Zuführung des Zusatzwerkstoffes zur Erfüllung der Funktion der Abschmelzelektrode durch die Kokille an die Stromque'V: angeschlossen werden. Ein Vorteil der erfindungsgemä Jen 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 Umfangs'inie 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 bauchi-

jo ge Form aufweist, so daß die Kristalle parallel oder fächerartig wachsen: dabei entsteht in der Mitte des Gußblocks oder der Auftragsschicht keine fehlerhafte Zone.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Elektroschlackeprozeß wie in Vorrichtungen mit nicht abschmelzender Elektrode durchgeführt, daher vereinigt sie in sich sämtliche Vorteile der Ausrüstung des angegebenen Typs mit der konstruktiven Einfachheit, die Vorrichtungen mit Abschmelzelektrode eigen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet es. die gesaruie 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

■c> die Möglichkeit entstanden ist, den Zusaizwerksioff einem beliebigen Punkt des Bades zuzuführen, wobei die Beschickungsausrustung, 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 te;· Auftragsschicht fein zu steuern.

Durch die Möglichkeit einer unabhängigen Einstollung einer Reihe von Betriebsdaten, zum Bespiel der Temperatur des Schlackebades und der dosierten Zuführung des Zusatzwerkstcffes gestattet es die erfindungsgemäße Vorrichtung, den Elektroschlackeprozeß elastisch zu steuern. Zum geeigneten Zeitpunkt

M) (am Anfang, am Ende bzw, nach erzwungener Unterbrechung des Prozesses) kati ein dauerhaftes Durchwärmen des Schlackcbndcs und des aufzuschweißenden Werkstückes ohne Zuführung von Zusatz« erkstoff sichergestellt werden, wodurch die Notwendigkeil

hi einer anschließenden Entfernung des Bodcnteils des Gußblocks oder der Auftragsschicht entfällt und Ausschuf.! infolge Absetzung von Teilchen nicht durchgewärmten Metalls bei der Wiederaufnahm!, des

Prozesses mich der Unterbrechung vermieden wird.

Bei einer Ausführung der Vorrichtung mit paralleler Stromzuführung Ober den Umfang und die Mitte des Hildes kann das Kristallwachstum gerichtet gesteuert werden, !"alls bei der Stromzuführung über den I Jmfang ein bauchiges Profil der Kristallisalionsfroni einsieht, 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.

Nachstehend soll die Hrfindung an Hand der Beschreibung von Ausfiihrungs!Beispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden, es zeigt

Γ i g. I in schematischer Darstellung eine erfindungs gemäße Vorrichtung zum Flektroschlackcumschmclzen und Auftragsschweißen:

Γ ig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die /um flachen Auftragsschweißen eines Werkstückes verwendet wird;

fig. 3 das Ausführungsbcispü ] einer Vorrichtung zum Flektroschlaekeumschmel/en und Auftragsschwcilicn bei ihrer Verwendung für ringförmiges Auftragsschweillen auf ein zylindrisches Werkstück, insbesondere für Walzen eines Walzwerks;

I" ig. 4a. b in schcmaiischer Darstellung das Wachstum von Kristallen in Abhängigkeit vom System der Stromzuführung zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Kokille 1 (Hg. I) der Vorrichtung zum Elekiroschlaekeumschmelzen und Auftragsschweißen stellt einen Behälter dar. der einen Untersatz 2 und eine geschlossene Wand, die aus übereinander angeordneten hohlen Sektionen 3,4 und 5 besteht, enthält.

Die Form der Sektion kann im Grundriß beliebig sein und wird in jedem konkreten Fall durch die gegebene Form des Gußbloeks bzw. des Werkstücks mit Auftragsschicht von entsprechendem Querschnitt bedingt.

Zu jeder hohlen Sektion wird eine Kühlflüssigkeit. z. B. Wasser, zugeführt. Die Rohrleitung für Wasserzuführung ist in der Zeichnung nicht gezeigt.

Der Untersatz 2 kann ebenfalls gekühlt ausgeführt werden. Zwischen jedem Paar benachbarter Sektionen 3, 4 und 4,5 sind elektrisch isolierende Zwischcnlagen 6. zum Beispiel aus Asbest oder Glimmer, angebracht. Um die zerstörende Wirkung von sch^ielzflüssigem Metall und Schlacke auf die Zwischenlagen auf ein Minimum herabzusetzen, sind sie mit einer relativ geringen Dicke (1 bis 2 mm) aus£~führt. Der Untersatz 2 und die obere Sektion 3 sind durch Stromzuführungen 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 Auskleidung aus einem hochschmelzenden Metall, wie zum Beispiel Wolfram oder Molybdän, ist ebenfalls möglich.

Über der Kokille ist eine Einrichtung 11 für die Zuführung des Zusatzwerkstoffes aufgestellt, auf die nachstehend näher eingegangen wird.

Zur Verschiebung des Schlackebades je nach dem Wachstum des Gußbloeks 12 während des Elektroschlackeumschmelzens ist die Wand der Kokille 1 mit einer Hubvorrichtung 13 verbunden, als welche eine beliebige Vorrichtung, zum Beispiel ein auf einer Säule 15 verscliieblich montierter Antriehswagcn 14. verwendet werden kann.

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 I nicht erforderlich ist, die letztere ortsfest montiert.

Beim ringförmigen Auftragsschweiüen auf Werkstükkc. zum Beispiel auf Walzen 17 (Fig. i) eines Walzwerks, die eine relativ große Laufe a ifweisen, wird die Wand der Kokille I, wie auch beim Umschmelzen, auf einer Hubvorrichtung Π aufgestellt: Im Untersalz 18 der Kokille 1 wird in diesem Fall eine öffnung 19 für den [.aufzapfen der Walze 17 vorgesehen, damit die Oberfläche des Untersatzes 18 als Stütze für den aufzuschweißenden Walzenballen dient.

■".s rr,\·" c'nurin! werden, clsL> u\c ciürcn gleiche /.;!!crn in (·" i jj. I 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 /.uführimgseinrichtiingen gezeigt sind, kann selbst verstandlich in jedem Ausführungsbeispiel eine beliebige geeignete Einrichtung für diesen Bestimmungszweck verwendet werden. Der Typ dieser Einrichtung und ihre konstr .ktivc Ausführung werden in Abhängigkeit von der Art des Zusatzwerkstoffes gewählt. In Frage kommen Schüttgutaufgabevorrichtungen, wie in Fig. I und 3 ersichtlich ist. ein Mundstück für Slahm.iterial bzw. Draht oder eine Einrichtung für die Zuführung von Stangen. Rohren und anderen ähnlichen Werkstücken, es ist auch eine kombinierte Variante möglich, wie in F i g. 2 gezeigt ist.

Die in Fig. 1 und '■ gezeigte Einrichtung 11 für die Zuführung des Zusatzwerkstoffes besitzt keine Stromzuführung.

Möglich ist eine weitere Ausführung der Erfindung, bei der zur Einwirkung auf das Profil der Erstarrungsbzw. Kristallisationsfront die Einrichtung Il für die Zuführung des Zusatzwerkstoffes eine Klemme 20 mit Stromzuführung 21 besitzt, die parallel zur Stromzuführung 8 (F i g. 3) an die Stromquelle 9 angeschlossen ist. Die Stromzuführung 21 ist mit einem Schalter 22 versehen, mit dem die Stromquelle 9 an den Stromkreis getrennt angelegt werden kann.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß F i g. I beginnt der Schmelzvorgang 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.

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.

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 schmelzflüssigen Metalls bildet, das sich aufwärts bewegt.

Das durch die Stromzuführung über die Sektion 3 der Kokille I bedingte Durchwärmen des Metalibades 26 auf dem Umfang verursacht ein balliges Profil der Kristallisationsfront im Mittelteil des Bades 26(F ig. 4a). Ist es erforderlich, eine günstigere und flachere Kristallisationsfront (Fig.4b) zu erhalten, IaQt man Strom parallel zu der Sektion 3 der Kokille 1 über einen in du. Mitte des Bades 23 aufgegebenen Zusatzwerkstoff 25 (F i g. 2) fließen, so daß er sich in eine Abschmelzelektrode verwandelt.

In diesem Fall wird eine Einrichtung Il für die Zuführung des Zusatzwerkstoffes benutzt, die eine Klemme 20 mit Stromzuführung 21 besitzt. Dabei ist selbstverständlich, daß der Zusatzwerkstoff 25' vollkommen bzw. teilweise in aufwickelbarer Form. d. h. in Form von Stab. Draht oder ähnlichem zugeführt werden soll.

Der parallele Anschluß der Klemme 20 der hinrichtung U für die Zuführung des /.usaizwerkstoifes an die Stromquelle 9 ermöglicht die getrennte Steuerung der Stromzuführung 21. Die Zuführung der Zusatzwerkstoffe 25 und 25' 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. 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.

Die Auskleidung 10 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.

Beim Annähern des Spiegels des Metallbades 26 in die mittlere Sektion 4 verstellt die Hubvorrichtung 13 die Wand der Kokille 1 nach oben, so daß die Möglichkeit des weiteren Wachstums des Gußblocks gewährleistet wird.

Im Grundprinzip kann statt der Wand der Kokille I 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.

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.

Das Werkstück 16 (F i g. 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 Schlackenbades 23 und dem Durchwärmen des Werkstückes 16 bis zum Aufschmelzen seiner Oberfläche wird ins Schlackenbad 23 Zusatzwerkstoff 25 und/oder 25' gegeben, der durch die Schlacke verflüssigt wird und sich über der gesamten Oberfläche des Werkstückes gleichmäßig verteilt.

Zum ringförmigen Auftragsschweißen wird die Walze 17 (F i g. 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.

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.

Um eine gleichmäßige Verteilung des Werkstoffes bezüglich der aufzuschweißenden Oberfläche zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Einrichtung Il für die Zuführung des Zusatzwerkstoffes um die Walze 17 zu verstellen, wie dies in Fi g. 3 durch die Punktlinien-Darstellung der Einrichtung Il 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.

NeHn den beschriebenen Anwendungsvarianten läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vorwärmen und oberflächlichen Aufschmelzen von zylindrischen Werkstücken durch deren Durchlässen durch das Schlackenbad einsetzen.

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 enfachen konstruktiven Mitteln und technologischen Arbeitsgängen die Aufgabe der Erzeugung von Metallen mit beliebigen vorgegebenen Eigenschaften zu lösen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Elektroseblackeumsehmelzen und Auftragssehweißen von Metallen, die eine Kühlkokille, die einen Behälter darstellt, der durch eine auf einen Untersatz aufgestellte, im Querschnitt ringförmige Wand gebildet ist, die aus übereinander angeordneten Sektionen besteht, eine Stromquelle mit Stromzuführungen, von denen eine an den Untersatz der Kokille angeschlossen ist, der die Funktion der einen Elektrode erfüllt und eine Einrichtung für die Zuführung von Zusatzwerkstoff zu der Kokille enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektionen (3, 4, 5) der Wand der Kokille (1) gegeneinander elektrisch isoliert sind und die obere Sektion (3) an eine andere Stromzuführung (8) so angeschlossen ist, daß sie die Funktion der anderen Elektrode erfüllt.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Sektion (3) der Wand der Kokille (I) eine Auskleidung (10) besitzt, die aus einem stromleitenden Werkstoff ausgeführt ist.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der oberen Sektion (3) der Kokille (1) die Einrichtung (11) für die Zuführung von Zusatzwerkstoff an die Stromquelle (9) derart angeschlossen ist, daß Zusatzwerkstoff die Funktion einer Abschmelzelektrode erfüllt.