DE3590783C2

DE3590783C2 - Process for the production of hollow blocks by electroslag remelting and device for the implementation thereof

Info

Publication number: DE3590783C2
Application number: DE19853590783
Authority: DE
Inventors: Michael Kisselman; Alesandr Andreev; Aleksandr Cikerman; Valerian Bobin; Vladimir Kurlykin; Lev Volochonskij; Viktor Gutkin; Valentina Trunova; Sergei Sgisim; Sergei Orlov; Nadezda Kononenko; Aleksel Kucmyj
Original assignee: Vni Skij Pk I T I
Current assignee: Vni Skij Pk I T I
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1989-05-03
Also published as: FR2584321A1; SE8605500D0; WO1986006415A1; SE8605500L; GB2186826A; JPS62502598A; DE3590783T1; JPH036860B2; SE460609B; GB2186826B; GB8630511D0; FR2584321B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektrometallurgie und betrifft insbesondere Verfahren zur Herstellung von Hohl blöcken durch Elektroschlackeumschmelzen sowie Vorrichtungen für deren Durchführung.The invention relates to electrometallurgy and relates in particular to processes for the production of hollow blocks by electroslag remelting as well as devices for their implementation.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Hohlblöcken, durch Elektroschlackeumschmelzen bekannt, das darin besteht, daß Abschmelzelektroden in einem durch eine Außen- und eine Innenkokille gebildeten Ringspalt (s. z. B. B. E. Paton et al. "Elektroshlakovye pechi" ("Elektroschlacke-Öfen"), veröffent licht 1976, Verlag "Naukova dumka", Kiev, S. 67) angeordnet werden.It is a process for the production of hollow blocks, by Electroslag remelting is known, which consists in that Consumable electrodes in one by one outer and one Inner mold formed annular gap (see e.g. B. E. Paton et al. "Elektroshlakovye pechi" ("Electro slag furnaces"), published licht 1976, published by "Naukova dumka", Kiev, p. 67) will.

Das bekannte Verfahren zur Herstellung von Hohlblöcken ist wegen einer komplizierten Vorbereitung der Abschmelzelektro den schwer durchführbar, die beispielsweise aus einzelnen Stäben herzustellen, zusammenzusetzen und im Ringspalt anzu ordnen sind.The known method for the production of hollow blocks is because of a complicated preparation of the melting electrode the difficult to implement, for example, from individual Manufacture, assemble and apply rods in the annular gap are ordering.

Darüber hinaus hat die Vorrichtung für deren Durchführung große Abmessungen wegen einer großen Elekrodenlänge. Der Hauptmangel liegt aber darin, daß nach diesem Verfahren keine bimetallischen Hohlblöcke hergestellt werden können.In addition, the device for its implementation large dimensions because of a large electrode length. The The main shortcoming is that according to this procedure no bimetallic hollow blocks can be produced.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Hohlblöcken durch Elektroschlackeumschmelzen bekannt, das darin besteht, daß Abschmelzelektroden in einer Zone umgeschmolzen werden, die durch eine Außen- und eine Innenkokille bei deren konzen trischer Anordnung und durch eine dazwischen liegende Grund platte gebildet wird. Die Kokillen sind verschiebbar relativ zueinander angeordnet, und die Außenkokille hat Mittel für eine regelbare Kühlung. Der Hohlblock beginnt sich auf der Grundplatte auszubilden, die sich in einer der möglichen Ausführungsformen samt der Innenkokille nach unten bewegt, weshalb eine kontinuierliche Ausbildung des Hohlblocks ermög licht wird, wobei die Außenkokille ununterbrochen (s. z. B. GB-PS 12 68 832), (Klasse B3F, 1972, B. E. Paton et al.) abge kühlt wird.It is a process for the production of hollow blocks Electroslag remelting is known, which consists in that Melting electrodes are remelted in a zone, which are concentrated by an outer and an inner mold tric arrangement and by an intermediate reason plate is formed. The molds are relatively displaceable arranged to each other, and the outer mold has funds for adjustable cooling. The hollow block begins on the Form base plate, which can be in one of the possible Embodiments including the inner mold moved down, which is why continuous formation of the hollow block is possible light, with the outer mold continuously (see e.g. GB-PS 12 68 832), (class B3F, 1972, B.E. Paton et al.) is cooled.

Von Nachteil ist bei diesem bekannten Verfahren die Tatsache, daß es für die Herstellung von bimetallischen Hohlblöcken nicht angewendet werden kann. A disadvantage of this known method is the fact that it is for the manufacture of bimetallic hollow blocks cannot be applied.

Es ist eine Vorrichtung für die Herstellung von Hohlblöcken durch Elektroschlackeumschmelzen bekannt, die eine Außen- und eine Innenkokille enthält, die konzentrisch angeordnet sind und eine Zone zur Ausbildung eines Hohlblocks bilden. Die Kokillen bewegen sich relativ zueinander, die Außenko kille bewegt sich beispielsweise je nach der Ausbildung des Hohlblocks aus einer Abschmelzelektrode, die sich über dieser Zone befindet, nach unten (s. z. B. B. E. Paton et al. "Elektroshlakovye pechi", 1976, Verlag "Naukova dumka", Kiev, S. 281 bis 282, Fig. 302).It is a device for the production of hollow blocks known by electroslag remelting, which and contains an inner mold that is arranged concentrically are and form a zone for forming a hollow block. The molds move relative to each other, the outer caps For example, kille moves depending on the training of the hollow block from a melting electrode, which over this zone is located downwards (see e.g. E. Paton et al. "Elektroshlakovye pechi", 1976, publisher "Naukova dumka", Kiev, pp. 281 to 282, Fig. 302).

In einer derartigen Vorrichtung werden Hohlblöcke verschie dener Dicke über den Umfang hergestellt, was auf eine Ab weichung der vertikalen Achse der Innenkokille von der der Außenkokille unter der Wirkung mechanischer Belastungen zurückzuführen ist. In diesem Zusammenhang müssen die Be arbeitungszugaben für die spanende Formung der Hohlblöcke vergrößert werden, was unerwünscht ist, insbesondere wenn die Blöcke bimetallisch sind, weil dies zu einer Steigerung des Verbrauchs an Bunt- oder anderen wertvollen Metallen führt.In such a device, hollow blocks are shifted whose thickness is made over the circumference, which indicates an ab deviation of the vertical axis of the inner mold from that of the Outside mold under the effect of mechanical loads is due. In this context, the Be work allowances for the machining of hollow blocks be enlarged, which is undesirable, especially if the blocks are bimetallic because this leads to an increase the consumption of non-ferrous or other valuable metals leads.

Disclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Hohlblöcken durch Elektroschlackeum schmelzen und eine Vorrichtung für dessen Durchführung zu schaffen, die es gestatten, bimetallische Hohlblöcke von hoher Qualität herzustellen.The invention has for its object a method for the production of hollow blocks by electroslag melt and a device for its implementation create bimetallic hollow blocks from high quality.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Herstellung von Hohlblöcken durch Elektro schlackeumschmelzen, bei dem eine Abschmelzelektrode in einer Zone umgeschmolzen wird, die durch eine Außenkokille und eine Innenkokille, die konzentrisch und relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind, und durch eine zwischen den Kokillen liegende Grundplatte gebildet wird. Erfindungsgemäß ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn der Umschmelzung die Innenkokille und die Grundplatte auf eine das 0,8 bis 0,9fache der Schmelztemperatur der Abschmelzelek trode betragende Temperatur aufgeheizt werden, worauf der Pro zeß der Umschmelzung der Abschmelzelektrode ohne Kühlung der Außen- und Innenkokille bis zur Herstellung eines bimetalli schen Hohlblocks mit einer Höhe geführt wird, die das 0,7 bis 0,9fache der Höhe der Außenkokille ausmacht und als Werkstoff für dessen erste Schicht der Werkstoff der Abschmelzelektrode dient und dessen zweite Schicht durch den Werkstoff der Außen kokille gebildet wird.To achieve this object, the invention is based on one Process for the production of hollow blocks by electro remelting slag, in which a melting electrode in a zone is remelted by an outer mold and an inner mold that is concentric and relative to each other are arranged displaceably, and by a between the Chill base plate is formed. According to the invention this method is characterized in that before the start remelting the inner mold and the base plate to one 0.8 to 0.9 times the melting temperature of the melting eel trode temperature be heated, whereupon the Pro zeß the remelting of the melting electrode without cooling the External and internal molds until the production of a bimetal rule hollow blocks with a height that the 0.7 to 0.9 times the height of the outer mold and as a material for the first layer, the material of the melting electrode serves and its second layer through the material of the outside mold is formed.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Er findung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Höhe des bimetallischen Hohlblocks vom ca. 0,5fachen der Höhe der Außen kokille die Leistung des Umschmelzprozesses auf das 0,5 bis 0,8fache der Anfangsleistung reduziert wird. Hierdurch kann ein Ausschmelzen der Außenkokille verhindert werden.A preferred embodiment of the method according to the Er is characterized in that at a height of bimetallic hollow blocks approx. 0.5 times the height of the outside mold the performance of the remelting process to the 0.5 to 0.8 times the initial power is reduced. This can melting of the outer mold can be prevented.

Ebenfalls zum Verhindern eines Ausschmelzens der Kokille kann nach dem Aufschmelzen des bimetallischen Hohlblocks mit einer das 0,7 bis 0,9fache der Höhe der Außenkokille betragenden Höhe die letztere in der ganzen Höhe abgekühlt werden.Can also prevent the mold from melting after melting the bimetallic hollow block with a that is 0.7 to 0.9 times the height of the outer mold Height the latter to be cooled in full height.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ge mäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die unter halb der Trenngrenze Schlacke-flüssiges Metall liegende Zone der Außenkokille in einem dem 0,1 bis 0,5fachen der Höhe des Schlackenbades entsprechenden Bereich abgekühlt und der obere Pegel des abzukühlenden Bereichs konstant gehalten wird. Hier durch wird die Güte des erzeugten bimetallischen Hohlblocks verbessert.Another preferred embodiment of the method ge According to the invention is characterized in that the under Zone lying below the separation limit of slag-liquid metal the outer mold in a 0.1 to 0.5 times the height of the Slag bath cooled corresponding area and the upper Level of the area to be cooled is kept constant. Here is the quality of the bimetallic hollow block produced improved.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die genannte Aufgabe, ausgehend von einer Vorrichtung zur Herstellung von Hohlblöcken durch Elektro schlackeumschmelzen, die konzentrisch angeordnet, eine Außen- und eine Innenkokille enthält, die sich beim Umschmelzen der Abschmelzelektrode relativ zueinander bewegen, dadurch gelöst, daß am Umfang der Innenkokille mindestens drei Elemente zur Konstanthaltung eines gleichbleibenden Spaltes zwischen den Kokillen angeordnet sind, von denen jedes Element mit der Innenfläche der Außenkokille in Berührung steht.With regard to the device, the stated task is based on a Device for the production of hollow blocks by electro slag remelt, which is arranged concentrically, an external and contains an inner mold, which when melting the Move the melting electrode relative to each other, thereby loosened, that at least three elements on the circumference of the inner mold Keeping a constant gap between the Chill molds are arranged, each element with the Inner surface of the outer mold is in contact.

Bevorzugt wird es gemäß der Erfindung, daß die Elemente zur Konstanthaltung eines gleichbleibenden Spaltes zwischen den Kokillen abnehmbar ausgeführt sind.It is preferred according to the invention that the elements for Keeping a constant gap between the Chill molds are designed to be removable.

Weiterhin wird es bevorzugt, daß jedes Element zur Konstant haltung eines gleichbleibenden Spaltes zwischen den Kokillen aus einem Werkstoff hergestellt ist, dessen Schmelztemperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffes der Innen kokille liegt.It is further preferred that each element be constant maintaining a constant gap between the molds is made from a material whose melting temperature above the melting temperature of the material of the inside mold lies.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispiels weise erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below with reference to the drawing explained wisely. It shows

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Vor richtung zur Herstellung von Hohlblöcken im Längs schnitt; Fig. 1 shows the basic circuit diagram of a device according to the invention for the production of hollow blocks in longitudinal section;

Fig. 2 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Vor richtung zur Sicherung einer zusätzlichen Abkühlung der Außenkokille im Längsschnitt; Figure 2 shows the basic circuit diagram of a device according to the invention to ensure additional cooling of the outer mold in longitudinal section.

Fig. 3 eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung mit Elementen zur Konstanthaltung eines gleichbleibenden Spaltes im Längsschnitt; Fig. 3 shows another device according to the invention with elements for maintaining a constant gap in longitudinal section;

Fig. 4 die gleiche Vorrichtung in Draufsicht; Figure 4 shows the same device in plan view.

Fig. 5 eine andere Ausführungsform einer Baugruppe A der gleichen Vorrichtung nach Fig. 3 in vergrößertem Maßstab. Fig. 5 shows another embodiment of an assembly A of the same device according to Fig. 3 on an enlarged scale.

Preferred embodiment of the invention

Das Verfahren zur Herstellung von bimetallischen Hohlblöcken durch Elektroschlackeumschmelzen wird wie folgt verwirklicht.The process for the production of bimetallic hollow blocks by electroslag remelting is accomplished as follows.

Eine Abschmelzelektrode 1 (Fig. 1) wird in einem Schlackenbad 2 in einer Zone erschmolzen, die durch Kokillen 3 und 4 und eine Grundplatte 5 gebildet wird. Hierbei wird die eine Schicht des herzustellenden bimetallischen Hohlblocks aus dem Werkstoff der Abschmelzelektrode 1 und die andere Schicht aus dem Werkstoff der Außenkokille 3 gebildet.A melting electrode 1 ( FIG. 1) is melted in a slag bath 2 in a zone which is formed by molds 3 and 4 and a base plate 5 . In this case, one layer of the bimetallic hollow block to be produced is formed from the material of the melting electrode 1 and the other layer from the material of the outer mold 3 .

Der Umschmelzprozeß wird ohne Abkühlung der Kokillen 3 und 4 geführt, nur daß vor Beginn der Umschmelzung die Innenko kille 4 und die Grundplatte 5 aufgeheizt werden, um die Schlacke zu erschmelzen und das Schlackenbad 2 zu bilden, bevor das Elektroschlackeumschmelzen einsetzt. Die Aufhei zung erfolgt auf eine Temperatur, die das 0,8 bis 0,95fache der Schmelztemperatur der Abschmelzelektrode 1 ausmacht.The remelting process is carried out without cooling the molds 3 and 4 , only that before the beginning of the remelting, the inner ko 4 and the base plate 5 are heated to melt the slag and form the slag bath 2 before the electroslag remelting begins. The heating takes place to a temperature which is 0.8 to 0.95 times the melting temperature of the melting electrode 1 .

Die untere Grenze des genannten Tempraturbereiches ist ausgehend von der mittleren Schmelztemperatur für Schlacken festgelegt, die beim Elektroschlackeumschmelzen von Metallen üblicherweise angewendet werden. Die obere Grenze dieses Bereiches wird entsprechend den Bedingungen gewählt, bei denen die in die geschmolzene Schlacke getauchte Elektrode 1 nicht aufschmilzt, bevor das Umschmelzen begonnen hat.The lower limit of the temperature range mentioned is determined on the basis of the average melting temperature for slags which are usually used in the electroslag remelting of metals. The upper limit of this range is selected according to the conditions under which the electrode 1 immersed in the molten slag does not melt before the remelting has started.

Als Beispiel sei ein Temperaturbereich von 860 bis 1020° angeführt, der bei der Ausführungsform der Erfindung gewählt wird, wenn ein bimetallischer Hohlblock "Stahl-Kupfer" herge stellt wird, wobei die Kokille 3 aus Stahl, die Kokille 4 aus Graphit, die Elektrode 1 aus Kupfer gefertigt sind und die Schlacke auf der Basis von Kreolit und Flußspat zusammengesetzt ist.An example is a temperature range from 860 to 1020 ° which is selected in the embodiment of the invention when a bimetallic hollow block "steel-copper" is produced, the mold 3 made of steel, the mold 4 made of graphite, the electrode 1 are made of copper and the slag is composed of creolite and fluorspar.

Während des Elektroschlackeumschmelzens werden die Kokillen 3 und 4 nicht gekühlt. Die Abschmelzelektrode 1 wird in das Schlackenbad 2 getaucht, das beim Stromdurchfluß eine Wärmemenge entwickelt, die für die Erschmelzung der Elektrode 1 und für das Aufheizen einer nicht gekühlten Wand der Koki lle 3 notwendig und hinreichend ist, wobei sich eine unlösbare Verbindung zweier Metalle - des Metalls der Kokille 3 und des Metalls der Abschmelzelektrode 1 - bildet.The molds 3 and 4 are not cooled during the electroslag remelting. The consumable electrode 1 is immersed in the slag bath 2, which develops a quantity of heat at the current flow required for the melting of the electrode 1 and for heating a non-cooled wall of the Koki lle 3 necessary and sufficient to give a non-releasable connection of two metals - the Metal of the mold 3 and the metal of the melting electrode 1 - forms.

Während der Umschmelzung werden die Kokillen 3 und 4 relativ zueinander in einer beliebigen bekannten Weise bewegt. Die Umschmelzung wird so lange fortgesetzt, bis die Höhe des erzeugten Blocks gleich dem 0,7 bis 0,9fachen der Höhe der Kokille 3 geworden ist, wobei der Wert 0,7 der Höhe der Kokille 3 bei Bedingungen gewählt ist, bei denen seine Wände nicht ausgeschmolzen werden, während sich der Wert 0,9 durch einen minimalen Füllungsgrad der Kokille 3 kenn zeichnet, der gewählt wird, eine einwandfreie Verbindung zwischen den Schichten des bimetallischen Blocks herzustel len. Um einem Ausschmelzen der Außenkokille 3 vorzubeugen, nachdem der bimetallische Block die 0,7 bis 0,9fache Höhe des ersteren erreicht hat, wird das Umschmelzen eingestellt und die Kokille 3 in der ganzen Höhe abgekühlt.During the remelting, the molds 3 and 4 are moved relative to one another in any known manner. The remelting is continued until the height of the block produced has become 0.7 to 0.9 times the height of the mold 3 , the value 0.7 of the height of the mold 3 being chosen under conditions in which its walls are not melted out, while the value 0.9 is characterized by a minimal degree of filling of the mold 3 , which is chosen to produce a perfect connection between the layers of the bimetallic block. In order to prevent the outer mold 3 from melting out after the bimetallic block has reached 0.7 to 0.9 times the height of the former, the remelting is stopped and the mold 3 is cooled to the full height.

Es ist zu bemerken, daß, da der Prozeß der Elektroschlacke umschmelzung bei der ungekühlten Kokille 3 geführt wird, für dessen Ausschmelzen jederzeit Bedingungen entstehen können, denn seine Durchwärmung ist maximal, insbesondere im Endstadium des Prozesses, wenn die Wärmehaltung beim Um schmelzen beinahe stationär ist. Mit dem Ziel, ein Ausschmel zen der Kokille auszuschließen, wird daher die Prozeßlei stung auf einen Wert herabgemindert, der das 0,5 bis 0,8fache ihres Anfangswertes ausmacht. Diese Leistungsminderung ist praktisch am vorteilhaftesten zu verwirklichen, wenn die Höhe des bimetallischen Blocks ungefähr eine halbe Höhe der Kokille 3 erreicht hat.It should be noted that since the process of electroslag is carried out in the uncooled mold 3 , conditions can arise for its melting out at any time, because its heating is maximal, especially in the final stage of the process, when the heat retention during melting is almost stationary . With the aim of preventing melting of the mold, the process performance is therefore reduced to a value which is 0.5 to 0.8 times its initial value. This reduction in performance can be realized most advantageously in practice when the height of the bimetallic block has reached approximately half the height of the mold 3 .

Der Leistungsbereich wird ausgehend von den minimal zulässi gen, eine Verbindung zweier Metalle ermöglichenden Prozeß parametern, wie das Ausbleiben eines Schlackenansatzes, ein Eindringen von schmelzflüssigem Kupfer in Stahl u. a. (untere Grenze) und von dem maximalen Leistungswert, bei dem kein Ausschmelzen der Kokille 3 (obere Grenze) eintritt, gewählt.The performance range is based on the minimum permissible process parameters that enable the connection of two metals, such as the absence of a slag batch, the penetration of molten copper into steel, etc. (lower limit) and the maximum performance value at which the mold 3 does not melt out ( upper limit) occurs.

Um die Betriebszuverlässigkeit zu erhöhen, nämlich ein Aus schmelzen der Wand der Außenkokille 3 zu verhindern, wird die letztere in einer Zone, die unterhalb der Trenngrenze 6 (Fig. 2) "Schlacke-flüssiges Metall" der Abschmelzelektrode 1 liegt, in einem Bereich abgekühlt, der dem 0,1 bis 0,5fa chen der Höhe des Schlackenbades 2 entspricht, während der obere Pegel des abzukühlenden Bereichs konstant gehalten wird. In order to increase the operational reliability, namely to prevent the wall of the outer mold 3 from melting, the latter is cooled in an area in a zone which is below the separation limit 6 ( FIG. 2) “slag-liquid metal” of the melting electrode 1 , which corresponds to 0.1 to 0.5 times the height of the slag bath 2 , while the upper level of the area to be cooled is kept constant.

Das Kühlmittel wird beispielsweise mit Hilfe eines die Ko kille 3 von außen umschließenden Sammlers 7 mit Löchern 8 zugeführt.The coolant is supplied, for example, with the aid of a pillow 3 surrounding the collector 3 with holes 8 from the outside.

Der empfohlene Pegel der Kontaktzone des Kühlmittels mit der Wand der Kokille 3 wird nach folgenden Bedingungen ge wählt: Die untere Grenze (0,1) sorgt für die Herstellung eines Bimetalls, d. h. es wird die untere Grenze der Wärme haltung erreicht, bei der eine Diffusion des Metalls der Abschmelzelektrode 1 in das Metall der Außenkokille 3 ein tritt, wobei die Wand der letzteren nicht ausschmelzen darf. Der Wert 0,5 entspricht den Grenztemperaturbedingungen für die Prozeßführung, bei denen die Innenfläche der Außenkokille 3 zum Teil abschmilzt und mit dem Metall der Abschmelzelek trode 1 zu einem Bimetall verbunden wird. Obwohl die Wand der Außenkokille 3 hierbei auch stark durchwärmt ist, wird sie nicht durchgeschmolzen.The recommended level of the contact zone of the coolant with the wall of the mold 3 is selected according to the following conditions: The lower limit (0.1) ensures the production of a bimetal, ie the lower limit of heat retention is reached, during which diffusion occurs of the metal of the melting electrode 1 occurs in the metal of the outer mold 3 , the wall of the latter not being allowed to melt. The value 0.5 corresponds to the limit temperature conditions for the process control, in which the inner surface of the outer mold 3 partially melts and is connected to the metal of the melting electrode 1 to form a bimetal. Although the wall of the outer mold 3 is also strongly warmed, it is not melted.

Nachstehend sollen konkrete Durchführungsbeispiele des er findungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von bimetallischen Hohlblöcken angeführt werden.Below are concrete implementation examples of the he Process according to the invention for the production of bimetallic Hollow blocks can be listed.

In den Fig. 1 bis 5 sind Ausführungsformen der Vorrichtung, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, dargestellt.In Figs. 1 to 5 are embodiments of the apparatus with which the method of the invention is carried out, is shown.

example 1

Es wird ein Prozeß der Elektroschlackeumschmelzung einer kupfernen Abschmelzelektrode unter einer Schlackenschicht, deren Basis Kreolit ist, in einem Arbeitsraum geführt, der durch eine konzentrische Anordnung einer Außenkokille aus Stahl mit einem Innendurchmesser von 300 mm und einer Innen kokille aus Graphit mit einem Durchmesser von 200 mm begrenzt ist. Es wird die Innenkokille relativ zu der Außenkokille bewegt. Der untere Teil des Arbeitsraumes wird durch eine Grundplatte begrenzt, die in einem Spalt zwischen den Kokil len angeordnet wird. Vor Beginn der Umschmelzung werden die Innenkokille und die Grundplatte auf eine Temperatur von ca. 850°C aufgeheizt. Dann wird der Prozeß der Umschmel zung der kupfernen Abschmelzelektrode ohne Abkühlung der 1 m hohen Außenkokille geführt, bis ein bimetallischer Hohl block von 0,7 m Höhe aufgeschmolzen worden ist.It becomes a process of electroslag remelting copper melting electrode under a layer of slag, the basis of which is creolite, guided in a work space, the by a concentric arrangement of an outer mold Steel with an inside diameter of 300 mm and an inside limited graphite mold with a diameter of 200 mm is. It becomes the inner mold relative to the outer mold emotional. The lower part of the work area is covered by a Base plate bounded in a gap between the Kokil len is arranged. Before the remelting begins the inner mold and the base plate to a temperature heated from approx. 850 ° C. Then the process of remelting of the copper melting electrode without cooling the 1 m high external mold until a bimetallic cavity block of 0.7 m in height has been melted.

Example 2

Der Prozeß wird genauso wie auch im Beispiel 1 geführt, nur daß die Innenkokille und die Grundplatte auf eine Tempe ratur von ca. 1000°C aufgeheizt werden und der Schmelzvor gang so lange dauert, bis ein 0,8 m hoher bimetallischer Hohlblock aufgeschmolzen worden ist.The process is carried out exactly as in example 1, only that the inner mold and the base plate on a tempe temperature of approx. 1000 ° C and the melting pre takes so long until a 0.8 m high bimetallic Hollow block has been melted.

Example 3

Der Prozeß wird genauso wie auch im Beispiel 2 geführt, nur daß beim Erreichen einer Höhe von ungefährt 0,4 m durch einen aufzuschmelzenden bimetallischen Hohlblock die Leistung des Umschmelzvorgangs auf einen Wert herabgesetzt wird, der etwa 40 kW ausmacht.The process is carried out exactly as in example 2, only that when reaching a height of about 0.4 m a bimetallic hollow block to be melted the performance the remelting process is reduced to a value, which makes up about 40 kW.

Example 4

Der Prozeß wird genauso wie im Beispiel 3 geführt, nur daß beim Erreichen einer Höhe von 0,4 m durch den Block die Leistung des Umschmelzvorgangs auf einen Wert reduziert wird, der gleich ca. 60 kW ist. The process is carried out exactly as in Example 3, except that when the block reaches a height of 0.4 m Melting power reduced to one value which is about 60 kW.

Example 5

Der Prozeß wird genauso wie im Beispiel 1 geführt, nur daß nach der Aufschmelzung eines 0,7 m hohen bimetallischen Hohl blocks die Außenkokille in der ganzen Höhe abgekühlt wird.The process is carried out exactly as in Example 1, except that after melting a 0.7 m high bimetallic hollow blocks the outer mold is cooled down to its full height.

Example 6

Der Prozeß wird genauso wie im Beispiel 2 geführt, nur daß nach der Aufschmelzung eines 0,8 m hohen bimetallischen Hohlblocks die Außenkokille in der ganzen Höhe abgekühlt wird.The process is carried out exactly as in Example 2, except that after melting a 0.8 m high bimetallic Hollow blocks cooled the outer mold to the full height becomes.

Example 7

Der Prozeß wird genauso wie im Beispiel 1 geführt, und es wird eine um eine Größe von 10 mm unterhalb der Grenze Schlacke-Metall der Abschmelzelektrode liegende Zone der Außenkokille abgekühlt, während der obere Pegel der abzuküh lenden Zone konstant gehalten wird.The process is carried out exactly as in example 1, and it becomes one by a size of 10 mm below the limit Slag metal of the zone of the melting electrode Outer mold cooled down while the upper level was cooling lentil zone is kept constant.

Example 8

Der Prozeß wird genauso wie im Beispiel 1 geführt, und es wird eine um eine Größe von 30 mm unterhalb der Grenze Schlacke-Metall der Abschmelzelektrode liegende Zone der Außenkokille abgekühlt. The process is carried out exactly as in example 1, and it becomes one by a size of 30 mm below the limit Slag metal of the zone of the melting electrode Outside mold cooled down.

Die Vorrichtung enthält konzentrisch angeordnet eine Außen kokille 3 (Fig. 1) und eine Innenkokille 4 sowie eine Grund platte 5, die eine Umschmelzzone bilden. Die Kokille 4 und die Grundplatte 5 haben Heizelemente 9 und 10 in Form von Spiralen. Die Kokille 3 hat ein Kühlsystem mit Stutzen 11 und 12 für die Zu- und Ableitung eines Kühlmittels aus einem die Kokille 3 von außen umfassenden Hohlraum 13. Die Kokillen 3 und 4 bewegen sich relativ zueinander, die Kokille 3 sinkt nämlich beim Umschmelzen in der durch einen Pfeil B angegebe nen Richtung in einer bekannten beliebigen Weise ab. Um die Qualität des herzustellenden bimetallischen Hohlblocks zu verbessern, hat die Vorrichtung drei Elemente 14 (Fig. 3 und 4) zur Konstanthaltung eines gleichbleibenden Spaltes zwischen den Kokillen 3 und 4. Die Elemente 14 stellen Vor sprünge an der Außenfläche der Kokille 4 dar, die an deren Umfang gleichmäßig angeordnet sind und mit der Innenfläche der Kokille 3 in Berührung stehen.The device contains an outer mold 3 arranged concentrically ( FIG. 1) and an inner mold 4 and a base plate 5 , which form a remelting zone. The mold 4 and the base plate 5 have heating elements 9 and 10 in the form of spirals. The mold 3 has a cooling system with nozzles 11 and 12 for the supply and discharge of a coolant from a cavity 13 surrounding the mold 3 from the outside. The molds 3 and 4 move relative to one another, namely the mold 3 drops when it melts in the direction indicated by an arrow B in a known manner. In order to improve the quality of the bimetallic hollow block to be produced, the device has three elements 14 ( FIGS. 3 and 4) for keeping a constant gap between the molds 3 and 4 . The elements 14 represent cracks on the outer surface of the mold 4 , which are evenly arranged on the circumference and are in contact with the inner surface of the mold 3 .

Die Elemente 14 zur Konstanthaltung eines gleichbleibenden Spalts können abnehmbar, wie in Fig. 4 gezeigt, in Form eines Bügels 15 ausgebildet sein, der den Oberteil 16 der Kokille 4 umfaßt. Der Unterteil 17 des Bügels 15 geht in eine Nut 18 ein, die in der Außenfläche der Kokille 4 ausge führt ist.The elements 14 for maintaining a constant gap can be removed, as shown in FIG. 4, in the form of a bracket 15 which comprises the upper part 16 of the mold 4 . The lower part 17 of the bracket 15 goes into a groove 18 , which leads out in the outer surface of the mold 4 .

Der Bügel 15 wird aus einem Werkstoff hergestellt, dessen Schmelztemperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Werk stoffes der Innenkokille 4 liegt. Ist die Kokille 4 bei spielsweise aus einem Stahl (Schmelztemperatur =1450°C) hergestellt, werden die Elemente 14 aus Graphit (Schmelz temperatur = 1700°C) gefertigt. Der Bügel 15 kann aus hoch schmelzenden Metallen wie Titan, Zirconium u. a. hergestellt werden.The bracket 15 is made of a material whose melting temperature is above the melting temperature of the material of the inner mold 4 . If the mold 4 is made of steel for example (melting temperature = 1450 ° C), the elements 14 are made of graphite (melting temperature = 1700 ° C). The bracket 15 can be made of high-melting metals such as titanium, zirconium and others.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit einer zusätzlichen Kühlung dargestellt, die mittels eines an der Außenkokille 3 angeordneten Sammlers 7 mit Löchern 8 verwirklicht wird. FIG. 2 shows an embodiment of the device with additional cooling, which is realized by means of a collector 7 with holes 8 arranged on the outer mold 3 .

Die in Fig. 3 bis 5 dargestellte Vorrichtung wird wie folgt betrieben.The device shown in FIGS. 3 to 5 is operated as follows.

Das flüssige Metall der Abschmelzelektrode 1 gelangt auf die Kokille 4, die sich stets im Schlackenbad 2 befindet und folglich stark aufgeheizt ist. Von der Kokille 4 fließt das flüssige Metall in den Spalt zwischen den Kokillen 3 und 4 über, in dem sie mit der Innenfläche der Kokille 3 in Berührung tritt, die durch eine vom Schlackenbad 2 strö mende Wärme geheizt wird. Hierbei bewegt sich die Kokille 3 relativ zu der Kokille 4 nach unten.The liquid metal of the melting electrode 1 reaches the mold 4 , which is always in the slag bath 2 and is consequently strongly heated. From the mold 4 , the liquid metal flows into the gap between the molds 3 and 4 , in which it comes into contact with the inner surface of the mold 3 , which is heated by a heat flowing from the slag bath 2 . Here, the mold 3 moves relative to the mold 4 downwards.

Während der Erstarrung des flüssigen Metalls der Elektrode 1 an der aufgeheizten Wand der Kokille 3 bildet sich eine bimetallische Verbindung zweier Metalle, wobei der bimetalli sche Block hohl ist.During the solidification of the liquid metal of the electrode 1 on the heated wall of the mold 3 , a bimetallic connection between two metals is formed, the bimetallic block being hollow.

Die gegenseitige Bewegung der Kokillen 3 und 4 relativ zu einander kommt dank der Elemente 14 in der Weise zustande, daß die vertikalen Achsen der Kokille 3 und 4 während der gesamten Schmelzzeit zusammenfallen. Infolgedessen wird der Hohlblock am ganzen Umfang gleich dick sein, was es gestattet, von großen Bearbeitungszugaben für die spanende Formung der Innenschicht des bimetallischen Blocks abzusehen. Im Ergebnis können Mangelmetalle eingespart werden. The mutual movement of the molds 3 and 4 relative to each other occurs thanks to the elements 14 in the manner concluded that the vertical axes of the mold 3 and 4 coincide during the whole melting period. As a result, the hollow block will be the same thickness over the entire circumference, which makes it possible to dispense with large machining allowances for the machining of the inner layer of the bimetallic block. As a result, deficient metals can be saved.

Die Elemente 14 sind gleichmäßig unter einem Winkel zueinan der angeordnet.The elements 14 are evenly arranged at an angle to each other.

Deren Mindestzahl ist drei, wobei sie unter einem Winkel von 120° zueinander (Fig. 5) liegen. Ihre Zahl kann in ver tretbaren Grenzen erhöht werden.Their minimum number is three, whereby they are at an angle of 120 ° to one another ( FIG. 5). Their number can be increased within reasonable limits.

Eine derartige Ausbildung der Elemente 14 gestattet es, während der Umschmelzung den Spalt zwischen den Kokillen 3 und 4 konstant zu halten, um gleiche Erstarrungsbedingungen für den bimetallischen Hohlblock zu schaffen.Such a design of the elements 14 makes it possible to keep the gap between the molds 3 and 4 constant during the remelting in order to create the same solidification conditions for the bimetallic hollow block.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung für dessen Durchführung zeichnen sich durch folgende Vorteile wie grund sätzliche Ermöglichung der Herstellung von bimetallischen Hohlblöcken hoher Qualität, einfache Realisierung und hohe Prozeßleistung, Betriebszuverlässigkeit aus.The method according to the invention and the device for it Implementation are characterized by the following advantages as basic additional enabling the production of bimetallic Hollow blocks of high quality, simple implementation and high Process performance, operational reliability.

Industrial applicability

Die Erfindung kann für die Herstellung von verschiedenen Bau gruppen und Teilen, darunter auch von Kokillen für Elektro schlackeumschmelzanlagen angewendet werden.The invention can be used for the manufacture of various construction groups and parts, including molds for electronics slag remelting plants are used.

Claims

1. A process for the production of hollow blocks by electric slag remelting, in which a melting electrode ( 1 ) is remelted into a zone by an outer mold ( 3 ) and an inner mold ( 4 ), which are arranged concentrically and displaceable relative to one another, and by a between the molds ( 3, 4 ) lying base plate ( 5 ) is formed, characterized in that the inner mold ( 4 ) and the base plate ( 5 ) to a 0.8 to 0.95 times the melting temperature before the remelting The temperature of the melting electrode ( 1 ) is heated up, whereupon the process of remelting the melting electrode ( 1 ) without cooling the outer and inner mold ( 3 and 4 ) is carried out until a bimetallic hollow block is produced with a height that is 0 , 7 to 0.9 times the height of the outer mold ( 3 ) and serves as the material for the first layer of the material of the melting electrode ( 1 ) and the second layer by the W material of the outer mold ( 3 ) is formed.

2. The method according to claim 1, characterized in that at a height of the bimetallic hollow block of about 0.5 times the height of the outer mold ( 3 ) the performance of the melting process is reduced to 0.5 to 0.8 times the initial performance.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that after the melting of the bimetallic hollow block with a 0.7 to 0.9 times the height of the outer mold ( 3 ) amount, the latter is cooled in the entire height.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that below the separation limit ( 6 ) slag liquid metal lying zone of the outer mold ( 3 ) in a 0.1 to 0.5 times the height of the slag bath ( 2 ) accordingly Area cooled and the upper level of the area to be cooled is kept constant.

5. Device for the production of hollow blocks by electro-slag remelting, which is arranged concentrically, contains an outer and an inner mold ( 3 and 4 ), which move relative to one another when the melting electrode ( 1 ) is remelted, characterized in that the circumference of the inner mold ( 4 ) at least three elements ( 14 ) for keeping a constant gap between the molds ( 3 and 4 ) are arranged, of which each element ( 14 ) with the inner surface of the outer mold ( 3 ) is in contact.

6. The device according to claim 5, characterized in that the elements ( 14 ) for keeping a constant gap between the molds ( 3 and 4 ) are designed to be removable.

7. The device according to claim 5 or 6, characterized in that each element ( 14 ) for maintaining a constant gap between the molds ( 3 and 4 ) is made of a material whose melting temperature is above the melting temperature of the material of the inner mold ( 4th ) lies.