DE2926695C2

DE2926695C2 - Process for producing castings with enlarged cross-section of the end part by electro-slag casting of metal and apparatus for carrying out the process

Info

Publication number: DE2926695C2
Application number: DE19792926695
Authority: DE
Inventors: Georgij A. Boiko; Rudolf S. Dubinskij; Sergej P. Kiev Egorov; Boris I. Medovar
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1979-07-02
Filing date: 1979-07-02
Publication date: 1984-04-12
Also published as: DE2926695A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Elektroschlackenumschmelzen von Metall und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mit vergrößertem Querschnitt des Endteils, wie Halbzeug für Pleuelstangen, Kolbenstangen, Schiffsmotorenventile durch Elektroschlackegießen von Metall und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The present invention relates to and relates to electro-slag remelting of metal in particular a method for the production of castings with an enlarged cross-section of the end part, such as semi-finished products for connecting rods, piston rods, marine engine valves by electro-slag casting of Metal and on a device for performing this process.

Halbzeug der angegebenen Art wird meistens aus Stahl durch Schmieden oder Gesenkschmieden hergestellt. Das Elektroschlackenumschmelzen gestattet es, Metalle zu gewinnen, die zur Herstellung von hochboanspruchten Teilen verwendet werden. Sie haben einen minimalen Gehalt an schädlichen Beimengungen und weisen eine hohe chemische und physikalische Homogenität auf. Gegenwärtig ist die Verwendung des Elfktrwschlackenumschmelzens für die Herstellung einer ziemlich großen Reihe von Gußblöcken, die relativ einfach in der Form sind, bekannt Die Versuche, Formgußstücke nach diesem Verfahren herzustellen, sind mit einer Reihe von Schwierigkeiten verbunden.Semi-finished products of the specified type are mostly made of steel by forging or drop forging. Electroslag remelting allows metals to be obtained which are used for the production of Highly stressed parts are used. They have a minimal level of harmful substances and show a high chemical and physical homogeneity. The current use is of elf slag remelting for the production of a fairly large series of ingots that are relatively are simple in shape, known Attempts to produce castings by this method, are fraught with a number of difficulties.

Bei der Herstellung von Gußstücken mit veränderlichem Querschnitt in der Höhe — bzw. in der Länge — nach dem ESU-Verfahren werden selbstverzehrende Elektroden veränderlichen Querschnitts oder mehrere Elektroden verschiedenen Querschnitts verwendet Dabei schmilzt die Elektrode — die Elektroden — vom Anfang und bis zum Ende des technologischen Prozesses, indem sie an eine Stromquelle in einer elektrischen Schaltung, in der Regel in einer einphasigen Schaltung »Elektrode-Untersatz« angeschaltet wird — Latasch I. W. und Medowar B. I. »Das Elektroschlakkenumschmelzen«, »Die Metallurgie«, M. 1970, S. 125-127 -.When producing castings with variable cross-sections in height - or in length - According to the ESU process, self-consuming electrodes of variable cross-section or several Electrodes of different cross-section used. The electrode - the electrodes - melts from the Beginning and ending the technological process by connecting it to a power source in a electrical circuit, usually in a single-phase circuit »electrode base« is switched on - Latasch I. W. and Medowar B. I. "The Elektroschlakkenumschmelzen", "Die Metallurgie", M. 1970, pp. 125-127 -.

Als Haupttyp von Industrieanlagen für das Elektroschlackenumschmelzen dienen gegenwärtig einphasige (Einelektroden)-Vorrichtungen, mit deren Hilfe zu verarbeitende Blöcke quadratischen Querschnitts und Schmiedeblöcke runden Querschnitts erschmolzen werden.As the main type of industrial equipment for electroslag remelting currently serve single-phase (single-electrode) devices, with the help of which Processing blocks with a square cross-section and forged blocks with a round cross-section are melted will.

Die bekannten einphasigen Vorrichtungen für das Elektroschlackegießen von Gußstücken haben eine unkompensierte Stromzuführung mit einer geraden Länge des Kreises mit einer Elektrode aus Magnetstahl und infolgedessen hohen Reaktanz und relativ niedrigem Wirkungsgrad.The known single-phase devices for electroslag pouring of castings have one uncompensated power supply with a straight length of the circle with an electrode made of magnetic steel and, consequently, high reactance and relatively low efficiency.

Mit der Vergrößerung der Masse und des Querschnitts des Blocks ist es notwendig, den Querschnitt der Elektrode zu vergrößern. Dabei wird ein immer größerer Strom für die Durchführung des Elektroschlackenumschmelzens benötigt. Die Reaktanz der einphasigen Vorrichtungen bekannter Bauarten steigt bedeutend mit der Vergrößerung der Masse des Blocks, und die Werte cos </ und der Wirkungsgrad sinken unter die zulässigen Grenzwerte ab.With the increase in the mass and cross-section of the block, it is necessary to increase the cross-section of the Electrode to enlarge. At the same time, an ever larger current is required for performing the electroslag remelting needed. The reactance of single-phase devices of known types increases significantly with the increase in the mass of the block, and the values cos </ and the efficiency drop below the permissible limit values.

Außerdem verändern sieh Lange und I orni des Kreises in den bekannten einphasigen VorrichtungenAlso see Lange and I orni des change Circuit in the known single-phase devices

während des Prozesses des Schmelzens beträchtlich wegen der allmählichen Verkürzung der selbstverzehrenden Elektrode, was zur Änderung der Spannung im Schlackenbad und zur Änderung der Bedingungen des Schmelzens der Elektrode und flor Kristallisation des Blocks führt und was sich wiederum nachteilig auf die Qualität des Metalls auswirktduring the process of melting considerably because of the gradual shortening of the self-consuming Electrode, which changes the voltage in the slag bath and changes the conditions of the Melting of the electrode and flor crystallization of the Blocks leads and which in turn has a detrimental effect on the quality of the metal

Das Problem der effektiven Verwendung elektrischer Leistung ist mit einer Vorrichtung gelöst, wie sie in der GB-PS 11 17 202 beschrieben worden ist. Es wurde dabei vorgeschlagen, zwei Elektroden an den Stromkreis der Sekundärwicklung eines einphasigen Transformators in Reihe anzuschließen, wodurch der Strom durch die eine Elektrode über das Schlackenbad und das teilweise geschmolzene Metall zu der zweiten Elektrode fließt. In diesem elektrischen Stromkreis, der eine »Elektrode-Elektrode«-Schaltung genannt wird, sind alle Elemente gegenläufig-parallel in einem solchen Abstand voneinander angeordnet, daß eine Kompensation gewährleistet wird, genauso wie es in der bifilaren Wicklung einer Widerstandsspule der Fall ist.The problem of the effective use of electrical power is solved with a device as shown in FIG GB-PS 11 17 202 has been described. It was suggested that two electrodes be attached to the circuit the secondary winding of a single-phase transformer to be connected in series, creating the current through one electrode via the slag bath and the partially molten metal to the second electrode flows. In this electrical circuit called an "electrode-electrode" circuit, there are all elements arranged in opposite directions-parallel at such a distance from each other that a compensation is guaranteed, just as it is the case in the bifilar winding of a resistance coil.

Bei der Herstellung von Gußstücke mit veränderlichem Querschnitt auf ihrer Länge — Höhe — entstehen in den bekannten Anlagen für das Elektroschlacker.umschmelzen Schwierigkeiten in der Wahl von selbstverzehrendcn Elektroden, durch die ein gleichmäßiges Füllen der Formen ohne Verminderung der Effektivität der Verwendung der elektrischen Leistung gewährleistet wird.In the production of castings with variable cross-section on their length - height - arise In the known plants for the Elektroschlacker.umschmelzen difficulties in the choice of self-consumable Electrodes that fill the molds evenly without reducing their effectiveness the use of electrical power is guaranteed.

Bei der Herstellung solcher Gußstücke in einphasigen Anlagen mit einer — bzw. mehreren — selbstverzehrenden Elektroden, die nach der Schaltung »Elektrode-Untersatz« angeschlossen sind, entsteht außer den schon erwähnten Schwierigkeiten die Notwendigkeit der Umrüstung der Anlage bei dem Füllen des Formabschnittes großen Querschnitts mit Metall. Es ist dazu notwendig, entweder mehrere Elektroden, oder eine Elektrode großen Querschnitts zu verwenden.When producing such castings in single-phase systems with one - or several - self-consuming Electrodes that are connected according to the "electrode-base" circuit are created in addition to those already difficulties mentioned the need to retool the system when filling the mold section large cross-section with metal. It is necessary to have either several electrodes or one Use electrode with large cross-section.

Andererseits entstehen bei der Herstellung solcher Gußstücke in einphasigen Anlagen, die wenigstens zwei Elektroden haben und nach der Schaltung »Elektrode-Elektrode« angeschaltet sind, trotz der verbesserten wirtschaftlichen Kennwerte Schwierigkeiten beim Füllen des Formabschnitts mit kleinem Querschnitt mit Metall, da Elektroden die ein gleichmäßiges Füllen des Formabschnitts mit großem Querschnitt gewährleisten, in den dem Querschnitt nach kleineren Teil der Form nicht eingeführt werden können.On the other hand, in the production of such castings in single-phase systems, at least two Have electrodes and are switched on after the "electrode-electrode" circuit, despite the improved economic characteristics Difficulty in filling the mold portion with a small cross-section Metal, as electrodes ensure that the mold section with a large cross-section is evenly filled, into which the cross-section of the smaller part of the shape cannot be inserted.

Aus der DE-PS 22 32 159 ist eine Vorrichtung für das Elektroschlackenumschmelzen von Metallen in Gußstücke bekannt, die eine auf einen Untersatz aufgestellte, durch Umschalter an einen der zwei Anschlüsse einer Stromquelle angeschaltete Kühlkokille und mindestens zwei selbstverzehrende Elektroden enthält, von denen die eine an denselben Anschluß wie der Untersatz und die andere an den anderen Anschluß derselben Stromquelle angeschaltet sind. Diese Vorrichtung gewährleistet die Herstellung von Gußstücken einfacher Formen, aber bei dem Versuch, Formgußstücke insbesondere die obenerwähnten Gußstücke herzustellen, entstehen die obengenannten Schwierigkeiten.From DE-PS 22 32 159 a device for Electro-slag remelting of metals in castings known, which is a set up on a base, chill and at least one connected by a switch to one of the two connections of a power source contains two consumable electrodes, one of which is connected to the same connector as the saucer and the others are connected to the other terminal of the same power source. This device ensures the production of castings of simple shapes, but when trying to mold castings In particular, to produce the above-mentioned castings, the above-mentioned difficulties arise.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die angegebenen Schwierigkeiten zu beseitigen.The present invention aims to achieve the stated Eliminate difficulties.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren .'ur Herstellung vein Gußstücken mit vergrößertem Querschnitt des Endtcils durch Eleklroschlackegießen von Metall und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die durch Kontinuität des Schmelzens von Elektroden in vorgegebener Reihenfolge ein gleichmäßiges Füllen des Hohlraums der Kokille mit geschmolzenem Metall gewährleisten und folglich dadurch die Qualität desThe object of the invention is to provide a method for producing castings with enlarged cross-section of the end piece by pouring electrical slag of metal and to provide an apparatus for performing this process by Continuity of melting of electrodes in a given order a uniform filling of the Ensure cavity of the mold with molten metal and consequently thereby the quality of the

, Gußstückes zu verbessern gestatten.Allow to improve casting.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mit vergrößertem Querschnitt des Endteils durch Elektroschlackegießen von Metallen in eine Kokille vorgegebe-This object is achieved in that in a method for producing castings with enlarged cross-section of the end part by electroslag casting of metals in a mold.

> ner Form, die auf einen Untersatz aufgestellt ist, der an einen der beiden Anschlüsse einer Stromquelle angeschlossen ist, beim Schmelzen von mindestens zwei selbstverzehrenden Elektroden, die an verschiedene Anschlüsse derselben Stromquelle angeschlossen sind, erfindungsgemäß zuerst der Teil des Gußstücks, der einen nicht vergrößerten Querschnitt hat, formiert wird, indem die eine selbstverzehrende an die Stromquelle in Reihe mit dem Untersatz geschaltete Elektrode umgeschmolzen wird und darauf der Teil des Gußstücks, > ner form, which is placed on a base that is connected to one of the two connections of a power source, when melting at least two self-consuming electrodes that are connected to different connections of the same power source, according to the invention first the part of the casting that is not enlarged Has cross-section, is formed by remelting the one self-consuming electrode connected to the power source in series with the base and then the part of the casting,

! der einen vergrößerten Querschnitt hat, formiert wird, indem gleichzeitig beide in Reihe an dieselbe Stromquelle geschalteten Elektroden umgeschmolzen werden.! which has an enlarged cross-section, is formed, by simultaneously remelting both electrodes connected in series to the same power source.

Diese Reihenfolge des Schmelzens der Elektroden und der Metallabscheidung in die Kokille gestattet es,This sequence of melting the electrodes and depositing metal in the mold allows

ι Gußstücke der angegebenen Form kontinuierlich herzustellen. Mit anderen Worten wird durch das Schmelzen einer der Elektroden, die nach der Schaltung »Elektrode-Untersatz« angeschaltet ist, und dann durch das Schmelzen von mindestens zwei Elektroden, dieι castings of the specified shape continuously to manufacture. In other words, by melting one of the electrodes after the circuit "Electrode base" is switched on, and then by melting at least two electrodes, the

ι nach der Schaltung »Elektrode-Elektrode« angeschaltet sind, das Umschmelzen von mindestens einer Elektrode im engen bzw. nicht vergrößerten Teil der Kokille und das Umschmelzen einer Vielzahl von Elektroden in dem vergrößerten Teil in der Weise gewährleistet, daß ein gleichmäßiges Füllen des Hohlraums der Kokille sichergestellt wird.ι switched on after the "electrode-electrode" circuit are, the remelting of at least one electrode in the narrow or not enlarged part of the mold and remelting a plurality of electrodes in the enlarged part in such a way that a uniform filling of the cavity of the mold is ensured.

Es ist möglich, den Übergang von dem Arbeitsgang der Formung des Teils des Gußstücks mit nicht vergrößertem Querschnitt ohne Bedienungskraft durchzuführen, indem die Elektroden in der Weise angeordnet werden, daß mindestens eine von ihnen in den engen Teil der Kokille eingeführt wird und mindestens eine weitere Elektrode in einer solchen Höhenlage angeordnet wird, daß sie nach der Beendigung der Formung des Teils des Gußstücks im engen Teil der Kokille den elektrischen Stromkreis schließt, der diese Elektroden und eine Stromquelle umfaßt. Dabei erfolgt das Schließen des Stromkreises über das Schlackenbad und dann werden gleichzeitig alle nach der Schaltung »Elektrode-Elektrode« angeschalteten Elektroden geschmolzen. It is possible to make the transition from the operation of forming the part of the casting with no increased cross-section to perform without operator by the electrodes arranged in the manner be that at least one of them is inserted into the narrow part of the mold and at least one further electrode is arranged at such a height that it is after the completion of the formation of the Part of the casting in the narrow part of the mold closes the electrical circuit that these electrodes and a power source. The circuit is closed via the slag bath and then all electrodes connected to the "electrode-electrode" circuit are melted at the same time.

Das Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mit vergrößertem Querschnitt des Endteils durch Elektroschlackegießen von Metall kann mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt werden, die eine, auf einen Untersatz aufgestellte, über Umschalter an einen der Anschlüsse einer Stromquelle angeschaltete Kühlkokille und mindestens zwei selbstverzehrende Elektroden enthält, von denen die eine an denselben Anschluß, wie auch der Untersatz, und die andere an den anderen Anschluß derselben Stromquelle angeschaltet sind, indem erfindungsgemüß die Elektroden so angeordnet sind, daß sich ihre schmelzenden Enden in zwei verschiedenen Höhenlagen in bezug auf den Untersatz belinden, wobei sich das schmelzende Ende der F.lektrode. die an denselben Anschluß der Stromquelle, wie der Untersatz angeschaltet ist, in höherer Höhenlage befindet.The method of making castings with enlarged end portion cross-section by electro-slag casting of metal can be done with the help of a device, the one on one Chiller set up on the base and connected to one of the connections of a power source via a switch and contains at least two consumable electrodes, one of which is connected to the same terminal as also the base and the other are connected to the other connection of the same power source, by arranging the electrodes according to the invention are that their melting ends are at two different heights with respect to the pedestal belinden, whereby the melting end of the F. electrode. which are connected to the same connection of the power source, how the pedestal is switched on, is at a higher altitude.

Diese Vorrichtung gestattet es, das Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mit vergrößertem Querschnitt des Endteils durch Elektroschlackegießen gut durchzuführen, und gewährleistet ein gleichmäßiges Füllen des Hohlraumes der Kokille, eine hohe Qualität der Gußstücke und im Vergleich zu den Vorrichtungen, in denen die Elektrode (Elektroden) nach der Schaltung »Elektrode-Untersatz« angeschaltet ist, einen niedrigeren Stromverbrauch.This device allows the method for the production of castings with enlarged cross-section of the end part can be carried out well by electro-slag casting, and ensures uniformity Filling the cavity of the mold, a high quality of the castings and compared to the devices, in which the electrode (electrodes) is switched on according to the "electrode base" circuit, a lower one Power consumption.

Die Erfindung kann auch mit demselben Effekt durchgeführt werden, wenn die Elektroden unterschiedlich in der Länge ausgeführt und in bezug aufeinander unbeweglich aufgestellt oder gleich in der Länge und in bezug aufeinander unbeweglich aufgestellt werden.The invention can also be carried out with the same effect if the electrodes are different executed in length and set up immobile in relation to one another or equal in length and in be set up immovably with respect to each other.

Die eine selbstverzehrende Elektrode, deren schmelzendes Ende niedriger ais das entsprechende Ende der anderen Elektrode angeordnet ist, ist vorteilhaft verschiebbar in bezug auf den Untersatz angeordnet. Dabei kann diese Elektrode einen veränderlichen Querschnitt haben oder aus zwei ungleichachsigen Teilen bestehen.The one consumable electrode, the melting end of which is lower than the corresponding end of the Another electrode is arranged, is advantageously arranged displaceably with respect to the pedestal. This electrode can have a variable cross-section or two non-equiaxed ones Share exist.

Die Erfindung wird nun durch Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention will now be described by describing preferred embodiments with reference explained in more detail on the drawings. It shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die den Erfindungsgedanken verwirklicht, dabei ist eine der Elektroden nach der Schaltung »Elektrode-Untersatz« eingeschaltet;F i g. 1 is a schematic representation of a device that realizes the concept of the invention one of the electrodes switched on according to the "Electrode base" circuit;

Fig.2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß F i g. 1 mit Elektroden, die nach der Schaltung »Elektrode-Elektrode« eingeschaltet sind;2 shows a schematic representation of the device according to FIG. 1 with electrodes that are switched on after the "electrode-electrode" circuit;

Fig.3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die Elektroden enthält, die einander gegenüber verschiebbar sind;3 shows a schematic representation of an inventive Device containing electrodes which are displaceable with respect to one another;

Fig.4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine Elektrode enthält, die dem Untersatz gegenüber verschiebbar angeordnet ist;4 shows a schematic representation of an inventive Device containing an electrode which is arranged to be displaceable with respect to the pedestal is;

F i g. 5 eine schematische Darstellung von Elektroden, von denen die eine einen veränderlichen Querschnitt hat, gemäß der Erfindung:F i g. 5 is a schematic representation of electrodes, one of which has a variable cross-section has, according to the invention:

F i g. 6 eine schematische Darstellung von Elektroden, von denen die eine einen veränderlichen Querschnitt gemäß dem anderen Ausführungsbeispiel aufweist;F i g. 6 is a schematic representation of electrodes, one of which has a variable cross-section according to the other embodiment;

F i g. 7 eine schematische Darstellung von Elektroden, von denen die eine aus zwei ungleichachsigen Teilen besteht;F i g. 7 shows a schematic representation of electrodes, one of which consists of two non-equiaxed parts consists;

F i g. 8 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit Parallel- und Reihenschaltung der Elektroden in der ersten Stufe der Arbeit;F i g. 8 a schematic representation of a device with parallel and series connection of the electrodes in the first stage of work;

Fig.9 dasselbe, wie in Fig.8, jedoch in der zweiten Stufe der Arbeit;Fig.9 the same as in Fig.8, but in the second Level of work;

F i g. 10 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit Parallel- und Reihenschaltung der Elektroden in der ersten Stufe der Arbeit;F i g. 10 is a schematic representation of a device with parallel and series connection of the electrodes in the first stage of work;

F i g. 11 dasselbe, wie in F i g. 10, jedoch in der zweiten Stufe der ArbeitF i g. 11 the same as in FIG. 10, but in the second Level of work

In F i g. 1 bis 3 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Gußstücken mit vergrößertem Querschnitt des Endteils, wie ihn Halbzeug für Pleuelstangen von Schiffsmotoren besitzt, durch Elektroschlackegießen von Metallen im erfindungsgemäßen Verfahren schematisch als Beispiel dargestelltIn Fig. 1 to 3 is an apparatus for the production of castings with enlarged cross-section of the End part, as it has a semi-finished product for connecting rods of ship engines, by electro-slag casting of metals in the method according to the invention shown schematically as an example

Diese Vorrichtung enthält eine Kokille 1 einer vorgegebenen Form, wie in F i g. 1 und 2 gezeigt ist die den Abschnitt 2 mit vergrößertem Querschnitt und den Abschnitt 3 mit nicht vergrößertem Querschnitt aufweist. Die Kokille 1, die einen durchgehenden Hohlraum hat, ist auf einem Untersatz 4 aufgestellt, und kann unbeweglich, wie in F i g. 1 und 2 gezeigt, oder beweglich, wie es in F i g. 11 gezeigt ist, sein. Über der Kokille 1 sind mindestens zwei selbstverzehrende Elektroden befestigt und teilweise in diese eingeführt, und zwar eine selbstverzehrende Elektrode 5 und eine selbstverzehrende Elektrode 6. Die Anzahl der Elektroden kann abhängig von der Fläche des Querschnitts der Kokille und der Fläche des Querschnitts der Elektroden größer sein, was durch die bekannte Abhängigkeit zwischen den Maßen der Kokille und der Elektroden bedingt wird. Die Elektroden 5 und 6 sind in einem Elektrodenhalter 7 befestigt und voneinander durch Isoliereinlagen 8 isoliert.This device contains a mold 1 of a predetermined shape, as shown in FIG. 1 and 2 is shown section 2 with an enlarged cross section and section 3 with a non-enlarged cross section having. The mold 1, which has a continuous cavity, is set up on a base 4, and can be immobile, as shown in FIG. 1 and 2, or movable as shown in FIG. 11 is shown. Above the Mold 1, at least two self-consuming electrodes are attached and partially inserted into them, namely a consumable electrode 5 and a consumable electrode 6. The number of electrodes may depend on the area of the cross section of the mold and the area of the cross section of the electrodes be larger, which is due to the well-known dependency between the dimensions of the mold and the electrodes is conditioned. The electrodes 5 and 6 are fixed in an electrode holder 7 and separated from each other Insulating pads 8 isolated.

Die Stromzuführung zu den Elektroden 5 und 6 erfolgt von einer Stromquelle, wie einem einphasigen Transformator 9. Dabei ist die Elektrode 5 an die Kette der Sekundärwicklung 10 des Transformators 9 angeschaltet, und zwar an einen Anschluß der Wicklung 10, und die Elektrode 6 an die Sekundärwicklung 10 über einen anderen Anschluß, den Anschluß 12.Power is supplied to electrodes 5 and 6 from a power source, such as a single-phase one Transformer 9. The electrode 5 is attached to the chain of the secondary winding 10 of the transformer 9 turned on, namely to one terminal of the winding 10, and the electrode 6 to the secondary winding 10 via another port, port 12.

Für das Schließen der elektrischen Kreise im Betrieb ist der Untersatz 4 durch einen Umschalter 13 mit den Anschluß 12 verbunden. Der Umschalter 13 kann eine beliebige geeignete konstruktive Ausführung haben.To close the electrical circuits in operation, the base 4 is by a switch 13 with the Terminal 12 connected. The changeover switch 13 can have any suitable structural design.

Beispielsweise ist ein Umschalter nach der US-PS 37 83 168 geeignet.For example, a changeover switch according to US Pat. No. 3,783,168 is suitable.

Damit werden zwei elektrische Kreise in der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt, wobei im einen Fall die Elektroden 5 und 6 nach der Schaltung »Elektrode-Elektrode« und im anderen Fall die Elektrode 5 nach der Schaltung »Elektrode-Untersatz« angeschaltet sind.Two electrical circuits are thus produced in the device according to the invention, with im one case the electrodes 5 and 6 after the circuit "electrode-electrode" and in the other case the Electrode 5 are switched on according to the "Electrode base" circuit.

Die selbstverzehrende Elektrode 5 und die selbstverzehrende Elektrode 6 sind so angeordnet, daß sich ihre schmelzenden Enden 5a und 6a in zwei verschiedenen Höhenlagen dem Untersatz 4 gegenüber befinden, und zwar das schmelzende Ende Sa ist in der ersten Höhenlage und das schmelzende Ende 6a in der zweiten Höhenlage angeordnet. Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die Elektrode 6 kürzer als die Elektrode 5 ist, und ihr schmelzendes Ende 6a höher als das Arbeitsende 5a der Elektrode 5 angeordnet ist.The consumable electrode 5 and the consumable electrode 6 are arranged so that their melting ends 5a and 6a are at two different levels opposite the base 4, namely the melting end Sa is in the first level and the melting end 6a in the second Arranged at high altitude. From Fig. 1 it can be seen that the electrode 6 is shorter than the electrode 5, and its melting end 6a is arranged higher than the working end 5a of the electrode 5.

Da die selbstverzehrende Elektrode 6 kürzer als die selbstverzehrende Elektrode 5 ist, werden die Länge und der Querschnitt der Elektroden sowie ihre Anzahl unter Berücksichtigung des Volumens der Kokille ausgewählt.Since the consumable electrode 6 is shorter than the consumable electrode 5, the length and the cross-section of the electrodes and their number, taking into account the volume of the mold selected.

Die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie in den Zeichnungen gezeigt ist, enthält nur jene Elemente der konstruktiven Ausführung, die zur Erläuterung des Erfindungswesens notwendig sind, die zur Verwirklichung der Erfindung in der Praxis zusätzlichen Mittel, wie Zu- und Abführungssystem für Wasser oder andere Mittel zum Abkühlen der Kokille und des Untersatzes, Systeme für das Absaugen der beim Schmelzen der Metalle sich entwickelnden Gase, Steuersysteme zur Steuerung des Prozesses und dergleichen sind der Übersichtlichkeit halber fortgelassen und auch nicht näher beschrieben.The schematic representation of the device according to the invention, as shown in the drawings, Contains only those elements of the structural design that are necessary to explain the nature of the invention are necessary for the implementation of the invention in practice additional means, such as supply and discharge system for water or other means of cooling the mold and the base, systems for that Extraction of the gases evolving during the melting of the metals, control systems to control the Process and the like are omitted for the sake of clarity and are also not described in more detail.

Im weiteren sei das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel der Arbeit der Vorrichtung für das Elektroschlackenumschmelzen von Metall zu Gußstücken mit vergrößertem Querschnitt des Endteils veranschaulicht Das Schmelzen der Elektroden 5 und 6 beginnt nach dem Erzeugen eines Schlackenbades 14 in der Kokille 1 durch eines der bekannten Verfahren, zum Beispiel durch Eingießen schmelzflüssiger Schlacke. Dabei wirdIn the following, the method according to the invention is exemplified by the operation of the device for electroslag remelting illustrated from metal to castings with enlarged cross-section of the end portion The electrodes 5 and 6 begin to melt after a slag bath 14 has been produced in the mold 1 by any of the known methods, for example by pouring molten slag. It will

die selbstverzehrende Elektrode 5 geschmolzen. Beim Schmelzen der selbstverzehrenden Elektrode 5 wird ein Teil des Gußstückes im Teil 3 von dem nicht vergrößerten Querschnitt oder im Engteil der Kokille 1 formiert. Zu dieser Zeit ist die selbstverzehrende Elektrode 5 in Reihe an den Stromkreis geschaltet, der die eigentliche Elektrode 5, ein Registriergerät oder ein Amperemeter 15, die Sekundärwicklung 10 des einphasigen Transformators 9, den Umschalter 13 und den Untersatz 4 umfaßt. Während der Formung des Gußstückes im Teil 3 der Kokille 1 fließt der Strom durch den Gußstückkörper, das geschmolzene Metall 16 und das Schlackenbad 14. Die seibstverzehrende Elektrode ist nach der Schaltung »Elektrode-Untersatz« eingeschaltet. Die Zuführung der Elektrode wird durch den Strom geregelt, der über die selbstverzehrende Elektrode 5 fließt und mit dem Amperemeter 15 gemessen wird.the consumable electrode 5 melted. When the consumable electrode 5 melts, a Part of the casting in part 3 of the non-enlarged cross-section or in the narrow part of the mold 1 formed. At this time, the consumable electrode 5 is connected in series to the circuit which the actual electrode 5, a recording device or an ammeter 15, the secondary winding 10 of the single-phase transformer 9, the switch 13 and the base 4 comprises. While the Cast in part 3 of the mold 1, the current flows through the casting body, the molten metal 16 and the slag bath 14. The self-consuming electrode is according to the circuit "electrode base" switched on. The feeding of the electrode is regulated by the current flowing through the self-consuming Electrode 5 flows and is measured with ammeter 15.

Wenn das Schlackenbad 14 infolge der Formung des Gußstückes im Engteil der Kokille 1 den erweiterten Teil 2 auffüllt, wird die selbstverzehrende Elektrode 6 mit ihrem schmelzenden Ende 6a in dieses Schlackenbad 14 eingetaucht. Danach wird der Strom über den Stromkreis, enthaltend die Sekundärwicklung 10, ein Meßgerät wie das Amperemeter 17, die selbstverzehrende Elektrode 6 und die seibstverzehrende Elektrode 5, fließen. Die Größe des Stroms, die mittels des Amperemeters 17 überwacht wird, wird beim Eintauchen der selbstverzehrenden Elektrode 6 anwachsen und wenn sie eine Größe erreicht, die der Hälfte des Gesamtarbeitsstroms gleich ist, schaltet der Umschalter 13 den Untersatz4 ab.When the slag bath 14 due to the formation of the casting in the narrow part of the mold 1 expanded Part 2 fills up, the consumable electrode 6 with its melting end 6a is in this slag bath 14 immersed. Thereafter, the current through the circuit containing the secondary winding 10, a Measuring device such as the ammeter 17, the self-consuming electrode 6 and the self-consuming electrode 5, flow. The magnitude of the current, which is monitored by means of the ammeter 17, is when immersed of consumable electrode 6 and when it reaches a size equal to half of the Total working current is the same, the switch 13 switches the base 4 off.

Von diesem Moment an beginnt das Schmelzen der Elektroden im erweiterten Teil 2.From this moment on, the electrodes in the extended part 2 begin to melt.

Es können die seibstverzehrende Elektrode 5 und die seibstverzehrende Elektrode 6 die gleiche Länge aufweisen, aber zueinander in getrennten Elektrodenhaltern 18 und 19 verschiebbar so angeordnet sein, daß sich ihre schmelzenden Enden Sa und 6a in verschiedenen Höhenlagen (Fig.3) befinden. Diese Bedingung wird auch erfüllt, wenn die seibstverzehrende Elektrode 5 dem Untersatz 4 gegenüber verschiebbar und die seibstverzehrende Elektrode 6 unverschiebbar angeordnet ist (Fig.4). Dabei kann die seibstverzehrende Elektrode 6 an der Kokille 1 unbeweglich befestigt werden.The self-consuming electrode 5 and the self-consuming electrode 6 can have the same length, but they can be arranged in separate electrode holders 18 and 19 so that their melting ends Sa and 6a are at different heights (FIG. 3). This condition is also fulfilled if the self-consuming electrode 5 is arranged to be displaceable with respect to the base 4 and the self-consuming electrode 6 is arranged to be immovable (FIG. 4). The self-consuming electrode 6 can be fixed immovably on the mold 1.

Wie in Fig.5 und 6 gezeigt ist, kann eine der Elektroden, zum Beispiel die seibstverzehrende Elektrode 5, einen veränderlichen Querschnitt haben. Die Elektrode kann dabei als ein Ganzes aus Teilen mit so unterschiedlichen Querschnitten ausgeführt oder aus solchen Teilen zusammengeschweißt sein.As shown in Fig.5 and 6, one of the Electrodes, for example the self-consuming electrode 5, have a variable cross-section. the Electrode can be made up of parts with so executed with different cross-sections or welded together from such parts.

Ferner kann eine der Elektroden 5, 6 aus zwei ungleichachsigen Teilen bestehen (F i g. 7).Furthermore, one of the electrodes 5, 6 can consist of two non-equiaxed parts (FIG. 7).

Wie in Fig. 8 und 9 gezeigt ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens drei seibstverzehrende Elektroden 25, 26 und 27 enthalten. Dabei sind die Elektroden 25, 26 und 27 parallel und in Reihe, abhängig von der Schaltung geschaltet, d. h. die Elektroden 25 und 26 sind in der Schaltung »Elektrode-Untersatz« parallel und in der Schaltung »Elektrode-Elektrode« in Reihe geschaltet, und in den beiden Fällen sind die Elektroden 25 und 26 durch die Elektrode 27 verbunden.As shown in FIGS. 8 and 9, the inventive device can contain at least three self-consuming Electrodes 25, 26 and 27 included. The electrodes 25, 26 and 27 are parallel and in series, switched depending on the circuit, d. H. the electrodes 25 and 26 are in the circuit "electrode base" connected in parallel and in series in the "electrode-electrode" circuit, and in both cases the electrodes 25 and 26 are connected by the electrode 27.

Die nach der Schaltung »Elektrode-Untersatz« geschaltet seibstverzehrende Elektrode 27 schmilzt im Betrieb. Wenn die seibstverzehrende Elektrode 27 völlig umgeschmolzen wird, wird ein Gerät 28 für die Messung des Widerstands zwischen den schmelzenden oder den oberen Enden der Elektroden 25 und 26 die Vergrößerung dieses Widerstands feststellen. Eine Vergrößerung des Widerstands erfolgt wegen des Schließens des Stromkreises des Gerätes 28 über das Schlackenbad 14, dessen Widerstand wesentlich größer als der Widerstand des geschmolzenen Metalls ist. Der Umschalter 13 schaltet den Anschluß 12 von dem Untersatz 4 ab und schaltet ihn an die seibstverzehrende Elektrode 25 an. Darauf erfolgt das Schmelzen der Elektroden nach der Schaltung »Elektrode-Elektrode« (F ig. 9).The self-consuming electrode 27 connected after the circuit "electrode-base" melts in the Operation. When the self-consuming electrode 27 is completely remelted, a device 28 for the Measure the resistance between the melting or the upper ends of electrodes 25 and 26 die Notice an increase in this resistance. An increase in resistance occurs because of the Closing the circuit of the device 28 via the slag bath 14, the resistance of which is significantly greater than the resistance of the molten metal. The switch 13 switches the terminal 12 of the Pedestal 4 off and connects it to the self-consuming electrode 25. This is followed by the melting of the Electrodes according to the “electrode-electrode” circuit (Fig. 9).

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 10 und 11 gezeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel enthält die Vorrichtung mindestens fünf seibstverzehrende Elektroden 31, 32, 33, 34 und 35. Die selbstverzehrenden Elektroden 31 und 34 sind an die Schaltung »Elektrode-Elektrode« parallel mit den selbstverzehrenden Elektroden 32 und 33 angeschaltet, die an die elektrische Schaltung auch parallel angeschaltet sind. Die seibstverzehrende Elektrode 35 ist mit den selbstverzehrenden Elektroden 32 und 33 verbunden, wobei sie die Schaltung »Elektrode-Untersatz« bilden.Another embodiment of the invention is shown in FIG. 10 and 11 shown. According to this embodiment the device contains at least five self-consuming electrodes 31, 32, 33, 34 and 35. The Consuming electrodes 31 and 34 are connected to the "electrode-electrode" circuit in parallel with the Consuming electrodes 32 and 33 are connected, which are also connected in parallel to the electrical circuit are. The self-consuming electrode 35 is connected to the self-consuming electrodes 32 and 33, where they form the circuit "electrode-subset".

Bei der Formung des Teils des Gußstücks mit nicht vergrößertem Querschnitt fließt der Strom während des Betriebs über die Elektroden 32, 33 und 35 und weiter über den Untersatz 4. Wenn die seibstverzehrende Elektrode 35 umgeschmolzen ist, beginnen die Elektroden nach der Schaltung »Elektrode-Elektroden zu arbeiten, das heißt, der Strom fließt zwischen den selbstverzehrenden Elektroden 31,32,33 und 34, wobei der Untersatz 4 abgeschaltet ist (F ig. 11).When the part of the casting with a non-enlarged cross-section is formed, the current flows during the Operated via electrodes 32, 33 and 35 and further via pedestal 4. When the self-consuming Electrode 35 is remelted, the electrodes begin according to the connection »Electrode-electrodes closed work, that is, the current flows between the consumable electrodes 31,32,33 and 34, wherein the pedestal 4 is switched off (Fig. 11).

Diese Vorrichtung gestattet es, Gußstücke der obenerwähnten Art herzustellen, wobei die Anzahl und Form von Elektroden willkürlich ausgewählt werden können, jedoch unter Berücksichtigung des Schaltschemas und der Arbeitsreihenfolge.This device makes it possible to produce castings of the type mentioned above, the number and Shape of electrodes can be selected arbitrarily, but taking into account the circuit diagram and the order of work.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

1 claims:

1. Process for the production of castings with enlarged cross-section of the end part by Electro-slag pouring of metal into a permanent mold, which is placed on a base is set up and connected to one of the two connections of a power source, with melting of at least two self-consuming electrodes connected to different terminals of the same power source are switched on, characterized that first that part of the casting which has a non-enlarged cross-section is formed, by placing a consumable electrode (5) connected to the power source (9) with the pedestal (4) in series is switched. is melted and then the part of the casting that has an enlarged cross-section Has. is formed by simultaneously melting both electrodes (5 and 6) attached to the same Power source (9) are connected in series.

2. The method according to claim 1, characterized in that the one consumable electrode (5) in the mold (1) until it comes into contact with the surface of the slag bath to close the electrical circuit and until its melting end (5a) begins to melt The requirement of the part of the casting with a non-enlarged cross-section is introduced and the second consumable electrode (6) is arranged so that, after the completion of the molding of the part in the casting with a non-enlarged cross-section, the electrical circuit with the electrodes connected in series is introduced and the power source (9) closes

3. The method according to claim 2, characterized in that the simultaneous melting of both Electrodes (5 and 6) after closing the electrical circuit by means of the self-consuming Electrode (6) is passed through the slag bath.

4. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, which has a set up on a pedestal, connected via a switch to one of the two connections of a power source cooling mold and at least two consumable electrodes, one of which is connected to the same connection as the pedestal, and the others are connected to the other connection of the same power source, characterized in that the electrodes (5 and 6) are arranged so that "><> their melting ends (5a and 6a) are at two different levels of the base (4) are opposite, wherein the melting end (6a) of the electrode (6), which is connected to the same connection of the power source (9) as the base (4), is at a higher altitude.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the self-consuming electrodes (5 and 6) have different lengths and are immovable with respect to one another.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the Selbstverzehrendcn electrodes (5 and 6) have the same length and are mutually displaceable. ^h ~>

7. Apparatus according to claim 4, characterized in that a self-consuming electrode (5) the base (4) is arranged displaceably opposite

8. Apparatus according to claim 4, characterized in that a self-consuming Eleictrode (5) has a variable cross-section

9. Apparatus according to claim 4, characterized in that a self-consuming electrode (5) consists of two non-equiaxed parts