DE6907777U

DE6907777U - DEVICE FOR ELECTRO SLAG MELTING

Info

Publication number: DE6907777U
Application number: DE19696907777
Authority: DE
Original assignee: Rheinstahl Huettenwerke AG
Current assignee: Rheinstahl Huettenwerke AG
Priority date: 1969-02-27
Filing date: 1969-02-27
Publication date: 1969-07-03
Also published as: JPS4813806B1

Description

Essen, den 24.2.1969 H 53/102Essen, February 24th, 1969 H 53/102

Utility model registration:

"Vorrichtung zum Elektro-Schlacke-Umschmelzen" Anmelder: Rheinstahl Hüttenwerke AG₃ Essen"Device for electrical slag remelting" Applicant: Rheinstahl Hüttenwerke AG ₃ Essen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Elektro-Schlacke-Umschmelzen von Blöcken, die aus einer wassergekühlten Kokille, mehreren in ein Schlackenbad über dem in der Kokille befindlichen Block eintauchenden Elektroden, die durch flexible Kabel mit Klemmen vou Drehstromtiansformatoren verbunden sind, besteht.The invention relates to a device for electroslag remelting of blocks that come from a water-cooled mold, several in a slag bath above the one in the mold The block consists of immersed electrodes connected by flexible cables to terminals of three-phase transformers.

Beim Elektro-Schlacke-Umschmelzen werden Ströme von großer Stromstärke, einigen 1000 Ampere angewandet. Da dies beim Umschmelzen mit einem Einphasenstrom zu erheblichen Verlusten in den Zuleitungen und darüber hinaus zu einer stark asymmetrischen Belastung des Stromnetzes führt, hat man zur Vermeidung dieses Nachteils schon mit drei Elektroden und mit Drehstrombeaufschlagung gearbeitet. Dabei werden die auf der großen Selbstinduktivität des beim Einphasenbetrieb aus Hin- und Zurückleitung gebildeten Stromkreises beruhenden Zuleitungsverluste herabgesetzt. Jedoch verursacht bei dieser Arbeitsweise (DAS 1 162 C94) das umlaufende Magnetfeld des Drehstroms eine gleichsinnige Lrehbewegung des noch flüssigen Teiles des umgeschmolzenen Blockes. Diese Drehung hat man durch Anbringung von Hilfssp'ilen außerhalb der Kokille noch verstärkt. Die Rotation des Schlackenbadec und des Metallbades um die Achse des umgeschmolzenen Blockes soll dabei die Wärmeabfuhr in dieIn the case of electro-slag remelting, currents of high amperage, some 1000 amperes, are applied. Because this is when remelting with a single-phase current leads to considerable losses in the supply lines and, furthermore, to a strongly asymmetrical one Load of the power grid leads to avoid this disadvantage with three electrodes and with three-phase current worked. This is based on the large self-inductance of the single-phase operation from the outward and return lines formed circuit based feed line losses reduced. However, this way of working causes (DAS 1 162 C94) the rotating magnetic field of the three-phase current Rotating movement in the same direction of the still liquid part of the remelted Blocks. This rotation has been intensified by attaching auxiliary parts outside the mold. The rotation of the Schlackenbadec and the metal bath around the axis of the remelted block should be the heat dissipation in the

j Kokille fördern und die Kristallstruktur des umgeschmolzenenj promotion mold and the crystal structure of the remelted

Llockes verfeinern. Et. hat sich nun gezeigt, daß bei hochlegierten Htählen, ζ.ό. bei rostfreien Stählen mit l8 % Chrom und 6 % Nickel, bei der bekannten Elektro-Schlacke-Umschmelzvorrichtunt, mit drei mit Drehstrcin beaufschlagten ElektrodenRefine Llockes. Et. Has now shown that with high-alloy steel, ζ.ό. in the case of stainless steels with 18 % chromium and 6 % nickel, in the known electro-slag remelting device, with three three-phase electrodes

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sehr starke örtliche Anreicherungen der Legierungsbestandteile auftreten. Beim Umschmelzen sehr großer Blöcke von loo bis 2oo t Gewicht mit diesem Verfahren treten vor allem in der Blockachse nichtmetallische Einschlüsse auf.very strong local accumulations of the alloy components appear. When remelting very large blocks from loo to With this method, non-metallic inclusions occur mainly in the block axis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Elektro-Schlacke-Umschmelzen von Blöcken, die aus einer wassergekühlten Kokille und aus mehreren in ein Schlackenbad über dem in der Kokille befindlichen Block eintauchenden Elektroden, die durch flexible Kabel mit Kremmen von Drehstromtransformatoren verbunden sind, besteht, so zu gestalten, daß sie auch beim Umschmelzen hocnlegierter Stähle homogene Blöcke ohne starke örtliche Konzentrationsunterschiede liefert und beim Umschmelzen besonders großer und schwerer Blöcke nichtmetallische Einschlüsse in Blockachse und Blockachsennähe zuverlässig vermeidet.The invention is based on the object of providing a device for electro-slag remelting of blocks, which consist of a water-cooled mold and several electrodes immersed in a slag bath above the ingot located in the mold, through flexible cables with crimps of three-phase transformers are connected, is to be designed so that they are homogeneous even when remelting high-alloy steels Blocks without significant local differences in concentration delivers and when remelting particularly large and heavy blocks reliably avoids non-metallic inclusions in and near the block axis.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der cbigen Gattung dadurch gelöst, daß 6 Elektroden zwei Gruppen bilden und die Elektroden der beiden Gruppen abwechselnd auf einem gemeinsamen Kreis mit gleichen Abständen untereinander angeordnet sine und dadurch, da£ die erste Gruppe so mit den Klemmen eines DrehstromtransCormators verbunden ist, daß der Vektor der Spannungen zwischen den drei Elektroden der ersten Gruppe von oben gesehen im Uhrzeigersinn umläuft und dadurch, daß die drei Elektroden der zweiten Gruppe so mit den Klemmen eines Drehstromtransformators verbunden ist, daß der Vektor der Spannungen, von oben gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn umläuft.According to the invention, this object is achieved in a device of This genus is solved in that 6 electrodes form two groups and the electrodes of the two groups alternate arranged in a common circle equidistant from one another, and because the first group is so with the Terminals of a three-phase transformer connected that the The vector of the voltages between the three electrodes of the first group, seen from above, rotates clockwise and thereby, that the three electrodes of the second group is connected to the terminals of a three-phase transformer that the vector of the tensions, seen from above, revolve counterclockwise.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung drehen sich die magnetischen Vektoren der Drehfelder der ersten und der zweiten Gruppe der Elektroden im entgegengesetzten Sinn und ihre Drehwirkun-In the device according to the invention, the magnetic rotate Vectors of the rotating fields of the first and the second group of electrodes in opposite directions and their rotating effects

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gen auf das Schlackenbad und auf das flüssige Metall im Kopf- _; sumpf des erstarrenden Blockes heben sich auf. Überraschender- ί weise hat es sich gezeigt, daß dabei die örtlichen Anreicherungen der Legierungsbestandteile mit Zuverlässigkeit vermieden werden, sowie bei großen Blöcken die nichtmetallischen Einschlüsse im Blockkern.gene on the slag bath and on the liquid metal in the head _; swamps of the freezing block are canceled out. Surprisingly, it has been shown that the local enrichment of the alloy components can be reliably avoided, as well as the non-metallic inclusions in the block core in the case of large blocks.

Besor.1",-rs vorteilhaft kann der Erfindungsgegenstand dadurch ausgestaltet sein, daß die sechs Elektroden mit insgesamt drei Klemmen eines Drehstromtransformators verbunden sind, wobei die flexiblen Kabel von den drei Klemmen des Drehstromtransformators ausgehend eng beeinander verlegt und unmittelbar vor der Kokille an drei parallele Stromschienen angeschlossen sind, deren durch die mittlere Schiene verlaufende Symmetrieebene so durch das Zentrum des Kreises geht, daß je drei der Elektroden in Bezug auf die Ebene spiegelbildlich angeordnet sind und daß von der ersten Stromschiene Abzweigschienen zu den ersten beiden, symmetrisch zu der Ebene liegenden Elektroden, von der mittleren Stromschiene Abzweigschienen zu den nächsten beiden symmetrisch liegenden Elektroden und von dritter Stromschiene Abzweigschienen zu den dritten symmetrisch liegcden Elektroden vorhanden sind, daß die Abzweigschienen fest mit den Elektroden verbunden sind und daß die Stromschienen mittels isolierendem Material gegeneinander abgestützt fest miteinander verbunden und mit einer Hebe- und Senkvorrichtung versehen sind.Besor.1 ", - rs advantageously the subject of the invention can thereby be designed that the six electrodes are connected to a total of three terminals of a three-phase transformer, wherein the flexible cables from the three terminals of the three-phase transformer are laid close together and directly are connected in front of the mold to three parallel busbars, whose plane of symmetry running through the middle rail goes through the center of the circle that three of each of the Electrodes are arranged in mirror image with respect to the plane and that branch rails from the first busbar to the first two electrodes, which are symmetrical to the plane, from the middle busbar to the junction bars next two symmetrically lying electrodes and from the third busbar branch rails to the third symmetrically lying electrodes are present that the branch rails are firmly connected to the electrodes and that the busbars are supported against one another by means of insulating material are firmly connected and provided with a lifting and lowering device.

Diese Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich durch eine besonders einfache und induktionsarme Leitungεführung aus. Des weiteren können sämtliche Elektroden duroh eine gemeinsame Hebe- und Senkvorrichtung in die Kokille eingefahren und zur Nachspeisung entsprechend abgesenkt werden. Das wird dadurch ermöglicht, daß die Leitungen im Kokillenbereich als Strom-This embodiment of the invention is characterized by a particularly simple and low-induction line routing. Furthermore, all electrodes can be moved into and out of the mold using a common lifting and lowering device Make-up can be reduced accordingly. This is made possible by the fact that the lines in the mold area as current

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schienen ausgebildet sind und durch die Abstützung gegeneinander mit isolierendem Material und ihre feste Verbindung einen geschlossenen Block bilden, der außer der Strorzuführung zu den Elektroden auch noch die Halterung übernimmt.Rails are formed and one by the support against each other with insulating material and their fixed connection Form a closed block, which apart from the power supply to the electrodes also take over the holder.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen im einzelnen:In the following an embodiment of the invention Device explained on the basis of a drawing. They show in detail:

Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung unter Weglassung der Transformatoren und der Hebe- und Senkvorrichtung, 1 shows a view of the device with the omission of the transformers and the lifting and lowering device,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1.FIG. 2 is a plan view of the device according to FIG. 1.

Die Vorrichtung zum Elektro-Schlacke-Umschmelzen von Blöcken besteht aus einer wassergekühlten Kokille 2, mehreren in ein Schlackenbad 3 über dem in der Kokille 2 befindlichen Block 1 eintauiienden Elektroden 4, die durch flexible Kabel 5 mit den Klemmen eines nicht dargestellten Drenstromtransformators verbunden sind. Die Anzahl der Elektroden ist 6. Die sechs Elektroden bestehen aus zwei Gruppen, die abwechselnd auf einen gemeinsamen, in Fig. 2 strichliert angedeuteten Kreis init gleichen Abstanden untereinander angeordnet sind. Die erste Gruppe der Elektroden 4 : R,S,T ist so mit den Klemmen des Drehstromtransformators verbunden, daß der Vektor i.er Spannungen zwischen den drei Elektroden R,S,T von oben gesehen im Uhrzeigersinn umläuft. Die drei EleKtroden der zweiten Gruppe '!·, Rj s', T^T ist so mit den Klemmen des Drehstromtransformators verbunden, daS der Vektor der Spannungen, von oben gesehen, ent^eren dem Uhrzeigersinn umläuft. Die flexiblen Kabel 5 sind \on den drei Klemmen des Drehstromtransformators ausgehend eng beeinander verlegt und unmittelbar vor der Kokille an drei paralleleThe device for electro-slag remelting of blocks consists of a water-cooled mold 2, several electrodes 4 which are thawed in a slag bath 3 above the block 1 in the mold 2 and which are connected by flexible cables 5 to the terminals of a drainage transformer (not shown). The number of electrodes is 6. The six electrodes consist of two groups, which are arranged alternately on a common circle, indicated by dashed lines in FIG. 2, at equal distances from one another. The first group of electrodes 4: R, S, T is connected to the terminals of the three-phase transformer in such a way that the vector i.er voltages between the three electrodes R, S, T rotates clockwise as seen from above. The three electrodes of the second group '! ·, Rj s', T ^T are connected to the terminals of the three-phase transformer in such a way that the vector of the voltages, seen from above, runs clockwise. The flexible cables 5 are laid close to one another, starting from the three terminals of the three-phase transformer, and to three parallel ones immediately in front of the mold

ι · ιι · ι

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Stromschienen 7,8,9 angeschlossen. Die durch die mittlere Schiene 8 verlaufende Symmetrieebene geht so durch das Zentrum des Kreises 6, daß je drei der Elektroden, 4; R, S', T bzw. 4j R¹, S, T¹ in Bezug auf die Ebene spiegelbildlich angeordnet sind. Von der ersten Stromschiene 7 gehen nach unten T-förmlgeherausgeführte Abzweigschienen 10, 11 zu den ersten beiden symmetrisch au der Ebene liegenden Elektroden 4 j R, R¹ , von der mittleren Stromschiene 9 Abzweigschienen 12, ljnzu den nächsten beiden symmetrisch liegenden Elektroden 4; S¹, S und von der dritten Stromschiene 9 Abzweigschienen 14, 15 zu den dritten symmetrisch liegenden Elektroden 4; T, T*. Die unteren waagerecht verlaufenden Teile der T-förmigen Abzweigschienen, 11, 13, 15 umfassen mit ihren Enden die Elektroden 4 zur Hälfte und halten diese zusammen ir.it angeschraubten halbkreisförmigen Schellen 16 fest. Die Stromschienen 7*8,9 sind mittels isolierendem Material 17,18 gegeneinander abgestützt und durch Schrauben 19» 20 fest miteinander verbunden. Dadurch können die sechs Elektroden 4 als geschlossene Einheit durch eine nicht dargestellte Hebe- und Senkvorrichtungiin die Kokille 2 eingefahren und in der Höhe, entsprechend dem Abschmelzvorgang, eingestellt werden.Busbars 7,8,9 connected. The plane of symmetry running through the middle rail 8 passes through the center of the circle 6 in such a way that three of the electrodes, 4; R, S ', T or 4j R ¹ , S, T ¹ are arranged in mirror image with respect to the plane. From the first busbar 7, T-shaped branch bars 10, 11 go down to the first two electrodes 4, R, R ¹ symmetrically lying on the plane, from the middle busbar 9 branch bars 12, ljn to the next two symmetrically lying electrodes 4; S ¹ , S and from the third busbar 9 branch bars 14, 15 to the third symmetrically located electrodes 4; T, T *. The lower horizontally extending parts of the T-shaped branch rails 11, 13, 15 enclose half of the electrodes 4 with their ends and hold them together with screwed-on semicircular clamps 16. The busbars 7 * 8, 9 are supported against one another by means of insulating material 17, 18 and are firmly connected to one another by screws 19 »20. As a result, the six electrodes 4 can be moved into the mold 2 as a closed unit by a lifting and lowering device (not shown) and adjusted in height according to the melting process.

Schutζansρrüehe:

Claims

DR. F. EBERHARD PATENTANWALT Protection claims:

1. Device for electro-slag remelting of blocks from a water-cooled mold, several electrodes immersed in a slag bath above the block in the mold, which are connected by flexible cables to terminals of three-phase transformers, characterized in that the number of electrodes ( 4) is six and consists of two groups, which are arranged alternately on a common circuit (6) with equal distances from one another and in that the first group is connected to the terminals of a three-phase transformer that the vector of the voltages between the three Electrodes (4; R, S, Τ) of the first group, seen from above, rotates clockwise and because the three electrodes (4; R ', S ¹ , T') of the second group are connected to the terminals of a three-phase transformer is that the vector of the voltages, seen from above, revolves counterclockwise.

2. Device according to claim 1, characterized GEK eya η is characterized in that the six electrodes (4) are connected to three terminals of a three-phase transformer, said flexible cable (5) laid close together by the three terminals of the three-phase transformer and immediately before the mold are connected to three parallel busbars (7,8,9), whose plane of symmetry running through the middle bar (8) goes through the center of the circle (6) so that three of the electrodes (4; R, S ^T , T or . 4; R ^!, S, T ^T ) are arranged in mirror image with respect to the plane and that from the first busbar (9) a branch rail (lo, ll) to the first two electrodes (4; R, R ^f ), from the middle busbar (8) a branch bar (12, lj5) to the next two symmetrical

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trically lying electrodes (4; S ¹ , S) and from the outer third busbar (7) a branch (l4, l [>) to the third symmetrically lying electrodes (4; τ ¹ , Τ ¹ ) are available, that the branch rails are firmly connected to the electrodes (4) and that the busbars rr.itteis insulating material (17j13) are supported against each other, firmly connected to each other (19 * 2o) and are provided with a lifting and lowering device.