DE2822657B2 - Verfahren zur Herstellung von Abschmelzelektroden großen Durchmessers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Abschmelzelektroden großen Durchmessers für das Umschmelzen, insbesondere Elektroschlacke-Umschmelzen, bei dem die Elektrode aus einzelnen aneinander anliegenden Längsteilen zusammengesetzt wird.

Bei den in der Edelstahlindustrie in zunehmendem Maße verwendeten Blockbehandlungs- und Umschmelzverfahren werden in den meisten Fällen Abschmelzelektroden als Einsatzteile benützt. In erster Linie sind hier Umschmelzprozesse, wie Vakuumlichtbogenverfahren und Elektroschlacke-Umschmelzprozesse zu nennen.

Abschmelzelektroden für die vorgenannten metallurgischen Verfahren werden bisher dadurch hergestellt, daß ein Gußblock durch Walzen oder Schmieden zu einem Elektrodenkörper umgeformt und an diesem dann ein Einspannkopf für eine Elektrodenhalterung angeschweißt wird. Auf diese Weise ist es zwar möglich, die Ober die ganze Elektrodenlänge erforderliche Gleichmäßigkeit des Elektrodendurchmessers zu erreichen, jedoch ist die Verformung aufwendig. Nachteilig ist ferner, daß bei der Erzeugung von stabförmigen Körpern aus großen Gußblöcken die ip diesen

ίο zwangsläufig auftretende Blockseigerung noch in der umzuschmelzenden Elektrode bemerkbar ist Gegebenenfalls findet sich diese Seigerung — zwar in abgeschwächter Form — im Umschmelzblock wieder.
Ein weiterer Nachteil der Herstellung von Abschmelzelektroden durch Gießen in übliche Stahlwerkskokillen ist derjenige, daß diese eine konische Form haben müssen, um nach dem Guß die Kokille abziehen zu können und weiters der Umstand, daß die maximale Elektrodenlänge von der Blocklänge abhängig ist; diese kann aber nicht beliebig vergrößert werden. Außerdem muß man aus gießtechnischen Gründen einen sogenannten verlorenen Kopf vorsehen, der vom übrigen Blockteil abgetrennt werden muß und einen Materialverlust und einen zusätzlichen Arbeitsaufwand darstellt Die Entwicklung der Blockbehandlungs- und Umschmelzverfahren geht heute in Richtung der Herstellung immer größerer Blöcke, die in der Regel einen runden Querschnitt haben. Es ist also erforderlich, die Elektrode dem Querschnitt der Kokille anzupassen. Um Abschmelzelektroden mit größerem Durchmesser herzustellen, ist bereits vorgeschlagen worden, aus mehreren Teilen zusammengesetzte, stabförmige Körper mit einem Querschnitt, der einem Teil oder der Hälfte eines Kreisquerschnittes entspricht, zusammenzufügen (GB-PS 10 01 042). Diese über den Querschnitt gesehen mehrteiligen Elektroden haben also eine etwa kreisförmige Außenkontur, und sie sind aus diesem Grund schwer und nur mit großem Aufwand herstellbar. Ein anderer Vorschlag sieht vor, in Längs- und Querrichtung mehrfach unterteilte Abschmelzelektroden zu einem Block zusammenzuschweißen, wobei die einzelnen Bauelemente einen quadratischen Querschnitt haben, der durch Schmieden erzeugt wird; die Außenkontur dieser Elektroden ist ebenfalls quadratisch (GB-PS 10 02 106). Diese Art von zusammengesetzten Elektroden ist nicht nur kompliziert und aufwendig in der Herstellung, sondern für die Herstellung von Blöcken in kreisförmigen Kokillen nicht einsetzbar: Der Querschnitt der Abschmelzelektrode muß so ausgebildet sein, daß deren Oberfläche vom Rand des Kokillenaufsatzes (AT-PS 2 82 845) bzw. der Umschmelzkokille einen möglichst gleichen Abstand aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist, diese Nachteile der bekannten Verfahren zur Herstellung vom Abschmelzelektroden zu überwinden, d. h. ein verbessertes Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, einfach und billig qualitativ hochwertige Abschmelzelektroden auch großen Durchmessers zu erzeugen; die Elektroden sollen über ihre Länge eine möglichst konstante chemische Zusammensetzung haben, also weitgehend seigerungsfrei sein und es soll auch ihr Querschnitt gleichmäßig sein. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung von Abschmelzelektroden beliebiger

hl Länge und mit einer Außenkontur, die der Inncnkontiir des Kokillenaufsatzes bzw. der Umschmelzkokille im wesentliche entspricht.

Diese Aufgaben der Erfindung werden bei dem

eingangs definierten Verfahren durch die Anwendung des kontinuierlichen Stranggießverfahrens dadurch gelöst, daß die Längsteile als im Querschnitt vieleckige Stränge stranggegossen, zu einem vieleckigen Gesamtquerschnitt zusammengefügt und ihre Stirnflächen mit einem gemeinsamen Einspannkopf für die Elektrodenhalterung verschweißt werden.

Die Erfindung betrifft weiters eine Stranggießkokille zum Stranggießen der Längsteile der Abschmelzelektroden mit zwischen zwei parallelen, die Breitseiten ι ο bildenden Kokillenteilen verschiebbar angeordneten, die Schmalseiten bildenden Kokillenseitenteilen, welche Kokille dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Schmalseite der Stranggießkokille mindestens zwei winkelig zueinanderstehende Stützflächen für den Strang auf- is weist

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Abschmelzelektrode ist dadurch gekennzeichnet, daß die Längsteile im Querschnitt die Form von unregelmäßigen Vielecken mit wesentlich größerer Breite als Höhe aufweisen und zu einem mindestens angenähert regelmäßigen Vieleckquerschnitt der Elektrode zusammengesetzt sind.

Vorteilhaft hat die Abschmelzelektrode ϊ;τι Querschnitt die Form eines regelmäßigen Achtecks, das aus zwei aneinander anliegenden Achteckhälften zusammengesetzt ist

Die beiden Stützflächen der Schmalseite der bei der Herstellung einer solchen Abschmelzelektrode verwendeten Stranggießkokille schließen miteinander einen jo Winkel von 135° ein, wobei die Breite der einen Stützfläche auf der Längsseite der Stranggießkokille der Seitenlänge des Achtecks und die Breite der Stützfläche der gegenüberliegenden Längsseite der Stranggießkokille dem Durchmesser der Elektrode entspricht J5

Um besonders dicke Elektroden, beispielsweise mit einem Durchmesser von mehr als 900 mm herzustellen, ist es vorteilhaft, daß mehrere Längsteile mit ihren Querschnitten kranzartig zu einem Elektrodenquerschnitt mit annähernd regelmäßig vieleckigem Außenumriß und unter Freilassung eines ebenfalls vieleckigen Innenraumes zusammengesetzt sind.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Innenraum durch einen ebenfalls stranggegossenen Längsteil ausgefüllt

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Fig. 1 ist ein Horizontalschnitt durch eine Stranggießkokille in schematischer Darstellung für die Herstellung sechseckiger Stränge, die paarweise zu einer zweiteiligen Elektrode zusammengefügt werden, deren Querschnitt F i g. 2 zeigt.

Die Fig.3 und 4 sind ebenfalls Horizontalschnitte durch eine Stranggießkokille, einmal für die Herstellung eines Knüppels, zum anderen für sechseckige Gußstränge;

F i g. 5 veranschaulicht einen Querschnitt einer aus diesen Strängen zusammengesetzten Abschmelzelektrode.

In F i g. 6 ist die Herstellung achteckiger Stränge dargestellt, die zu einer dreiteiligen Elektrode nach F i g. 7 zusammengefügt werden.

In Fig. I sind mit 1 die die Längsseiten einer echteckigen Stranggießkokille für das kontinuierliche ^h> Gießen von Stahl bezeichnet; sie sind in Richtung der Pfeile 2 zur Herstellung verschieden dicker Stränge verstellbar.

Um eine achtkantige Abschmelzelektrode aus zwei Strängen 3 durch Stranggießen herzustellen, werden gemäß Fig.2 die die ebenen Schmalseiten bildenden Kokillenteile einer Stranggießkokille durch winkelförmige Schmalseiten 4,5 mit je zwei Stützflächen ersetzt die einen Winkel « von 135° einschließen. Diese Schmalseiten 4,5 der Stranggießkokille sind spiegelbildlich zueinander angeordnet Dadurch werden auf den beiden Längsseiten 1 der Stranggießkokille Stützflächen 6_f 7 gebildet von denen die Stützfläche 6 eine Breite hat die der Seitenlänge 8 des gleichmäßigen Achtecks entspricht während die Breite der gegenüberliegenden Stützfläche 7 dem Elektrodendurchmesser D entspricht; D = 25und kann in der Praxis beispielsweise 600 mm betragen.

In Fig.3 ist die Stranggießkokille für Brammen umgestellt für die Herstellung von Knüppeln 10 mit einer Seitenlänge 5; die ebenen Schmalseiten der Stranggießkokille, die auch zum Brammenguß verwendet werdea, sind mit 9 bezeichnet Die Schmalseiten 9 der Stranggießkokille werden socf^.in, wie in Fig.4 dargestellt durch winkelförmige Schmalseiten Ii ersetzt Diese haben je zwei Stützflächen für den Strang, die einen Winkel x' von 90° einschließen. Es ergibt sich somit ein sechseckiger Gießquerschnitt für einen Strang mit der Dicke 5 und mit einer Breite der Stützflächen, die durch die Längsseiten der Stranggießkokille gebildet werden, von ebenfalls 5. Daher kann man, wie in F i g. 5 dargestellt einen quadratischen Knüppel 10 mit vier sechseckigen Strängen 12 zu einer achteckigen Abschmelzelektrode mit dem Durchmesser D = 35, beispielsweise 900 mm, herstellen.

In Fig.6 ist die Herstellung von achteckigen Strängen 12 durch Verwendung von winkeligen Schmalseiten 13 der Stranggießkokille mit je drei Stützflächen dargestellt. Die aus drei Strängen 14 zusammengesetzte Elektrode hat einen polygonalen Querschnitt mit einem kleinen, im Querschnitt dreieckigen zentralen Hohlraum 15, der sich im Betrieb nicht störend auswirkt Mit 16 ist die strichliert gezeichnete Kontur eines Einspannkopfes für die Elektrodenhalterung bezeichnet Dieser Einspannkopf wird mit den einzelnen Elektrodenteilen durch Schweißen so verbunden, daß eine elektrisch gut leitende und mechanisch ausreichende Verbindung hergestellt wird. Selbstverständlich sind auch für die in den F i g. 2 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiele analog befestigte Einspannköpfe vorgesehen.

Besonders vorteilhaft kann das erfindungemäße Verfahren für die Herstellung von Elektroden mit einem Durchmesser voi? mehr als 350 mm angewendet werden. Bei den bisher gebauten Brammenstranggießanlagen für Stahl liegt die Strangdicke im Bereich zwischun etwa 115 und 320 mm. Man kann daher auf diesen Anlagen kontinuierlich Stahlstränge für Abschmelzelektrode» herstellen, die — au? mehreren Einzelsträngen zusammengefügt — einen Durchmesset von beispielsweise 600 bis 1000 mm aufweisen.

Die einen Vif leckquerschnitt aufweisende Elektrode hat gegenüber einer Rundstrangelektrode den Vorteil der einfacheren und betriebssicheren Herstellung; Rundstränge mit großem Durchmesser erfordern baulich aufwendige Anlagen und sind schwer rißfrei zu gießen.

Alle nach diesem Verfahren hergestellten Elektroden sind für die eingangs genannten Schmelzprozesse, insbesondere für den Elektroschlaeke-Umschmelzprozeß un'T Verwendune von Rundkokillen, gut einsetz-

bar, wöbe· die Elektrodenteile zur Entfernung der Zunderhaut vor dem Zusammenfügen sandgestrahlt oder in anderer Weise geputzt werden. Die chemische Zusammensetzung und der Durchmesser sind über die Länge der Abschmelzelektrode gleichmäßig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Abschmelzelektroden großen Durchmessers für das Umschmelzen, insbesondere Elektroschlacke-Umschmelzen, bei dem die Elektrode aus einzelnen aneinander anliegenden Längsteilen zusammengesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsteile als im Querschnitt vieleckige Stränge stranggegossen, zu einem vieleckigen Gesamtquerschnitt zusammengefügt und ihre Stirnflächen mit einem gemeinsamen Einspannkopf für die Elektrodenhalterung verschweißt werden.

2. Stranggießkokille zum Stranggießen der Längsteile bei der Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit zwischen zwei parallelen, die Breitseiten bildenden Kokillenteilen veischiebbar angeordneten, die Schmalseiten bildenden Kokillenseitenteilen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schmalseite- (4, 5; 11; 13) der Stranggießkokille mindestens zwei winkelig zueinander teilende Stützflächen für den Strang aufweist

3. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellte Abschmelzelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsteile (3; 12; 14) im Querschnitt die Form von unregelmäßigen Vielekken mit wesentlich größerer Breite als Höhe aufweisen und zu einem mindestens angenähert regelmäßigen Vieleckquerschnitt der Elektrode zusammengesetzt sind.

4. Abschmelzelektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Ouerschnitt die Form eines regelmäßigen Achtecks hat, das aus zwei aneinander anliegenden AchtcAhälften (3) zusammengesetzt ist (F i g. 2).

5. Abschmelzelektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Längsteile (12; 14) mit ihren Querschnitten kranzartig zu einem Elektrodenquerschnitt mit annähernd regelmäßig vieleckigem Außenumriß und unter Freilassung eines ebenfalls vieleckigen Innenraumes (15) zusammengesetzt sind (F i g. 5,7).

6. Abschmelzelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum durch einen ebenfalls stranggegossenen Längsteil (10) ausgefüllt ist (F ig. 5).