DE3242828C2

DE3242828C2 - Verfahren und Anordnung zum Elektroschlacken-Umschmelzen

Info

Publication number: DE3242828C2
Application number: DE3242828A
Authority: DE
Inventors: Danail Kirilov Dipl.-Ing. Kossev; Jordan Georgiev Dipl.-Ing. Lambev; Zolo Valkov Dipl.-Ing. Sofia/Sofija Raschev; Ivanka Atanassova Dipl.-Ing. Rascheva; Stojan Mojnov Dipl.-Ing. Sofia/Sofija Stojanov; Ljudmil Kromov Dipl.-Ing. Pernik Valkov
Original assignee: INSTITUT PO METALOSNANIE I TECHNOLOGIA NA METALITE SOFIA/SOFIJA BG
Current assignee: INSTITUT PO METALOSNANIE I TECHNOLOGIA NA METALITE SOFIA/SOFIJA BG
Priority date: 1982-11-15
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1985-09-26
Also published as: US4476565A; SE8206344D0; SE432684B; CA1198288A; FR2536089A1; ATA404782A; FR2536089B1; AT382101B; DE3242828A1

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Elektroschlacken-Umschmelzen wird bei kontinuierlicher Feststellung der Strom- und Spannungswerte durchgeführt; diese Werte werden bei einer minimalen Stärke der elektromagnetischen Emission ermittelt, die durch die Lichtbogenentladung entsteht. Die erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung des Verfahrens weist ein Trennfilter (1) mit Vorverstärker auf, dessen Eingang über eine Verbindung (2) an eine stromleitende Schiene angeschlossen ist; sein Eingang ist über eine Reihenschaltung aus einem Differentialverstärker (4) und einem Verstärker (5) an eine Endstufe (6) mit einem Indikator (7) zur Anzeige der Stärke des Signals angeschlossen. Der Ausgang der Endstufe (6) ist an einen Trigger (8) angeschlossen; der Ausgang des Triggers (8) ist über ein elektromagnetisches Relais (9) an einen Umschalter (10) für die Betriebs- oder Arbeitsbedingungen der Anordnung angeschlossen; der Ausgang des Umschalters (10) ist über einen Umschalter (11) an eine Vorrichtung zur Vorgabe der Geschwindigkeit der Bewegung der Elektrode (13) und an den Antriebsmechanismus der Elektrode (13) angeschlossen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich der Umschmelzprozeß ohne Bogen führen und ein verringerter Aufwand an Arbeitskraft und Rohstoffen erzielen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Elektroschlacken-Umschmelzen von Metallen und Legierungen bei kontinuierlicher Feststellung der Strom- und Spannungswerte bei Atmosphärendruck mit Gegendruck oder in Vakuum.

Aus Mironov »Elektroschlakovie petschi«, 1978 und Paton, Medovar »Elektroschlakovie petschi«, Kiev 1976 sind Verfahren zum Elektroschlacken-Umschmelzen bekannt, bei denen die Strom- und Spannungswerte im voraus bestimmt werden, um den Prozeß rechnerisch durchzuführen. Nachher werden dieselben Werte präzisiert, um aus dem umzuschmelzenden Metall einen Barren mit bestimmten Eigenschaften zu erhalten.

Die Nachteile der bekannten Verfahren liegen darin, daß sie auch bei einer großen Anzahl von Versuchsschmelzen nicht die lichtbogenfreie Durchführung des ganzen Umschmelzprozesses gewährleisten können, und daß sie sehr arbeitsaufwendig und mit einem großen Aufwand an Rohstoffen verbunden sind.

Aus der GB-PS 12 46 676 ist eine Anordnung zur Programmsteuerung des Elektroschlacken-Umschmelzens bekannt das nach den bekannten Verfahren arbeitet und aus Programmiereinrichtungen besteht, die mit Strom- und Spannungsreglern und mit einer Einrichtung zur Bestimmung der Geschwindigkeit der Elektrodenbewegung verbunden sind, welche die Momentvorgabe zu den Strom- und Spannungsreglern korrigiert Die vorzugebenden Werte der Steuerungsparameter werden rechnerisch bestimmt und durch. Versuchsschmelzen präzisiert Sie werden der mit dem Regler des entsprechenden Steuerkreises verbundenen Programmiereinrichtung vorgegeben.

Der Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß sie nicht die Steuerung des ganzen Prozesses bei lichtbogenfreien Betriebsbedingungen des Elektroschlacken-Umschmelzens gewährleistet da die Regelung nach einem im voraus vorgegebenen Programm durchgeführt wird, das den Einfluß von zufälligen Faktoren auf das Elektroschlacken-Umschmelzen nicht ausschließt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zum Elektroschlacken-Umschmelzen bei kontinuierlicher Feststellung der Strom- und Spannungswerte unter lichtbogenfreien Bedingungen zu schaffen, wobei zufällige Störungen beseitigt werden und die Durchführung einer Serie von Versuchsschmelzen zur Bestimmung der Betriebsbedingungen vermieden wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 1 bzw. die Merkmale des Patentanspruchs 4 gelöst.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß es die Realisierung einer lichtbogenfreien Führung des gesamten Prozesses erlaubt, und daß die Umschmelzung mit kleinerem Aufwand an Arbeitskraft und Rohstoffen durchzuführen ist, da die Notwendigkeit von Versuchsschmelzen entfällt. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es auch, den Optimalwerten nahegelegene Stromwerte zu bestimmen, um einen Barren mit besseren Parametern herzustellen. Außerdem ist es möglich, anhand der erhaltenen Strom- und Spannungswerte für einen Kristallisator mit festen Abmessungen die minimal benötigte Menge von Schlacke zu ermitteln, die einen lichtbogenfreien Verlauf des Prozesses des Elektroschlacken-Umschmelzens garantiert.

Der Vorzug der erfindungsgemäßen Anordnung für das Elektroschlacken-Umschmelzen besteht darin, daß sie eine lichtbogenfreie Prozeßführung während der ganzen Dauer des Elektroschlacken-Umschmelzens sichert und zwar auf automatische Weise, wobei kein im voraus ausgearbeitetes Programm notwendig ist

In den Unteransprüchen 2,3 und 5 sind weitere vorteilhafte Maßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. eine weitere Ausführungsform der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.

Dabei wird durch die Maßnahme nach Anspruch 3 erreicht, daß für den Fall, daß die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 nicht unmittelbar möglich ist dieses nach Vorgabe von in einer Etalonschmelze erhaltenen Strom- und Spannungswerten gestartet und ausgeführt werden kann. Durch die Ausführungsform nach Anspruch 5 kann zu Beginn des Schmelzprozesses der erforderliche Signalpegel eingestellt werden.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Anordnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild der Anordnung und
F i g. 2 schematisch die Grenzpositionen der Elektrode in der Schlackenwanne bei lichtbogenfreien Be-

triebsbedingungen.

Der Eingang eines Trennfilters 1 mit Vorverstärker ist über einen Verbindungspunkt 2 an eine .stromleitende Schiene 3 angeschlossen, während an uen Ausgang in Reihe ein Differentialverstärker 4, ein Verstärker 5, eine Endstufe 6 mit einer Anzeigeeinheit 7 zur Anzeige der Stärke des empfangenen Signals angeschlossen sind; weiter folgen ein Halbleiter-Trigger 8, ein elektromagnetisches Relais 9, ein Umschalter 10 und ein Schalter 11 für eine Vorrichtung 12 zur Vorgabe der Geschwindigkeit der Bewegung der Elektrode 20 und den Antriebsmechanismus 13 der Elektrode 20. Das eine Ende der Sekundärwicklung 14 eines Umformers 15, das zum Kristallisator 16 führt, ist im Punkt 17 geerdet, während zwischen den Punkt 17 und einen Punkt 18 am anderen Ende der Sekundärwicklung 14 ein Kondensator 19 geschaltet ist

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt:
In der F i g. 2 sind zwei Positionen der Elektrode 20 in der Schlackenwanne 21 gezeigt. Die lichtbogenfreie Arbeitszone 24 liegt zwischen einer oberen Grenze 22 und einer unteren Grenze 23. In der Arbeilszone 24 verläuft der Prozeß lichtbogenfrei. Dagegen bilden sich Lichtbogen-Entladungen, wenn die Elektrode 20 über der Grenze 22 oder unter der Grenze 23 steht Diese Lichtbogen-Entladungen sind eine Quelle für elektromagnetische Emissionen in einem breiten Frequenzbereich. Bei einer Bewegung der Elektrodenspitze in die Zone 24 vermindern sich die Lichtbogen-Entladungen auf Null, wobei entsprechend auch die elektromagnetische Emission abnimmt was als Garantie für den lichtbogenfreien Vorlauf des Prozesses anzusehen ist Die Industriestörungen werden im Punkt 17 in die Erde abgeleitet. Das Nutzsignal aus dem Prozeß des Elektroschlacken-Umschmelzens wird aus dem Verbindungspunkt 2 an der stromleitenden Schiene 3 erhalten, wobei der Punkt 2 in einem gewissen Abstand vom Punkt 17 zum Kristallisator 16 gewählt wird, so daß am Anfang des Prozesses die Anzeigeeinheit 7 eine maximale Stärke des Signals aufweist. Das Signal aus dem Verbindungspunkt 2 gelangt in das Trennfilter 1 mit Breitband-Vorverstärker, wobei dieser Block abgeschirmt ist und möglichst nahe am Verbindungspunkt 2 angeordnet wird. Das Signal vom Vorverstärker wird mittels eines abgeschirmten Kabels zum Differentialverstärker 4 geführt, der es erlaubt, die Empfindlichkeitsschwelle des Systems einzustellen. Von dort wird das Signal an den Verstärker 5 weitergegeben und dann in der Endstufe 6 verstärkt mit der die Anzeigeeinheit 7 zur Anzeige der Stärke des empfangenen Signals verbunden ist Von dort gelangt das Signal in den Halbleiter-Trigger 8, der das elektromagnetische Relais 9 steuert.

Letzteres emittiert Impulse zum Umschalter 10 zur Einstellung des Betriebs der Anordnung an der oberen oder unteren Grenze 22 bzw. 23 bei lichtbogenfreien Betriebsbedingungen. Wenn der Umschalter 10 in einer Stellung 25 zum Betrieb an der oberen Grenze der lichtbogenfreien Prozeßführung liegt, wird beim Empfang eines Signals für den Lichtbogenprozeß ein Signal an den Schalter 11 weitergegeben, der ein Signal zur Erhöhung der momentanen Geschwindigkeit erzeugt, die von der Vorrichtung 12 an den Antriebsmechanismus 13 der Elektrode 20 vorgegeben wird. Bei Beschleunigung der Tauchbewegung der Elektrode in die Schlackenwanne 21 tritt sie in die Zone 24 ein, in der der Prozeß lichtbogenfrei verläuft. Das Signal zum Schalter 11 wird unterbrochen, er erzeugt ein Signal zur Verminderung der Tauchgeschwindigkeit, bis ein neues Signal für einen Lichtbogenprozeß erzeugt wird, wenn sich als Ergebnis des Schmelzens die Elektrodenspitze wieder über der oberen Grenze 22 befindet In einer Stellung 26 des Umschalters 10 zum Betrieb an der unteren Grenze 23 bei lichtbogenfreien Bedingungen wird im Fall eines Signals für einen Lichtbogenprozeß an dem Schalter 11 ein Signal zur Verringerung der Geschwindigkeit des Antriebsmechanismus 13 erzeugt und die Elektrode 20 vermindert die Tauchbewegung unterhalb der unteren Grenze 23 der Zone 24. Als Ergebnis des Schmelzens tritt die Elektrodenspitze in die Zone 24 ein, der Prozeß verläuft lichtbogenfrei. Das entsprechende Signal am Schalter 11 bewirkt eine Erhöhung der momentanen Geschwindigkeit des Antriebsmechanismus 13, dieses Signal bleibt bestehen, bis die Elektrodenspitze unter die imtere Grenze 23 der Zone 24 eintaucht und ein Signal für den Lichtbogenprozeß erhalten wird. In der Stellung 26 für die maximale Produktivität bei lichtbogenfreien Betriebsbedingungen bewegt sich die Elektrodenspitze immer über der unteren Grenze 23 in der Zone 24, während sie sich in Stellung 25 für minimale Produktivität unter der oberen Grenze 22 der Zone 24 für lichtbogenfreie Betriebsbedingungen bewegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Elektroschlacken-Umschmelzen von Metallen und Legierungen bei kontinuierlicher Feststellung der Strom- und Spannungswerte, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom-und Spannungswerte bei einer minimalen Stärke der elektromagnetischen Emission, die durch Lichtbogenentladung entsteht, ermittelt werden.

2. Verfahren zum Elektroschlacken-Umschmelzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der minimalen Stärke der elektromagnetischen Emission von den Lichtbogenentladungen für jeden Schmelzvorgang automatisch durchgeführt wird.

3. Verfahren zum Elektroschlacken-Umschmelzen hach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzen auf programmierte Weise nach den Strom- und Spannungswerten durchgeführt werden, die bei minimaler Stärke der elektromagnetischen Emission für eine Etalonschmelze erhalten wurden.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang eines Trennfilters (1) mit Vorverstärker über einen Verbindungspunkt (2) an eine stromleitende Schiene (3) angeschlossen ist, daß sein Ausgang an eine Reihenschaltung aus einem Differentialverstärker (4), einem Verstärker (5), einer Endstufe (6) mit einer Anzeigeeinheit (7) zur Anzeige „der Stärke des Signals und einen Trigger (8) angeschlossen ist, daß der Ausgang des Triggers (8) über ein elektromagnetisches Relais (9) mit einem Umschalter (10) für die Betriebsarten verbunden ist, und daß der Ausgang des Umschalters (10) über einen Schalter (11) an eine Vorrichtung (12) zur Vorgabe der Geschwindigkeit der Bewegung der Elektrode (20) und an den Antriebsmechanirmus (13) der Elektrode (20) angeschlossen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt (2) zwischen dem Trennfilter (1) und der stromleitenden Schiene (3) beweglich ist.