DE6941443U - Vorrichtung zur gleichzeitigen herstellung verschieden grosser bloecke beim elektroschlackenumschmelzen von metallen, insbesondere von staehlen. - Google Patents

Description

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Gebr. Böhler & Co. Aktiengesellschaft in Wian

Vorri.chtung zur gleichzeitigen Herstellung verschieden großer Blöcke beim Elektroschlacken-Umschmelzen von Metallen,, insbesondere von Stählen.

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Herstellung verschieden großer Blöcke beim Elektroschlackenumschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen, mit zwei vertikalen Säulen, auf denen je ein Elektrodenhalter in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet ist.

Im Zuge der Weiterentwicklung und Rationalisierung des Elektroschlackenumschmelzverfahrens wird angestrebt, Stahlblöcke herzustellen, die aus mehreren nacheinander eingeschmolzenen Hauptelektroden bestehen· Wenn bei dem Umachmelζvorgang eine Hauptelektrode durch die Wärmeentwicklung des aus ihr austretenden elektrischen Stromes bis auf ein kurzes Reststück abgeschmolzen ist, so muß dieses durch Hochheben des Elektrodenhalter aus der Kokille gezogen werden und gegen eine neue Hauptelektrode ausgetauscht werden. Dieselbe wird sodann duröh Senken des Elektrodenhalters in die Kokille eingebracht und abgeschmolzen· Damit während des oben beschriebenen Vorganges des Elektrodenwechsels die in der Kokille befindliche Metallschmelze nicht abkühlt und erstarrt, ist es üblich, sogenannte Hilfβelektroden zu verwenden, durch die während dieser Phase ein elektrischer Strom geleitet wird.

In vielen Fällen werden jeäöen nicht nur größe, aus mehreren nacheinander eingeschmolzenen Elektroden bestehende Stahlblöcke, sondern auch kleine, lediglich aus einer umgeschmolzenen Stahlelektrode gebildete Blöcke benötigt. Deshalb liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, eine im Aufbau möglichst einfache Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, im wesentlichen gleichzeitig sowohl große als auch kleine Metallblöcke durch Elektroschlackenumachmelzung herzustellen. Gemäß der Neuerung wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß um die Längsachsen der beiden Säulen je ein Kokillenhubwagen samt Kokille sowie je

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ein Elektrodenhalter zusätzlich in horizontaler Richtung schwenkbar sind, wobei der Schnittpunkt der beiden bogenförmigen Schwenkwege zwischen den Endpunkten der beiden Schwenkwege liegt und daß vorzugsweise, wie an sich bekannt, je ein Kokillenhubwagen samt Kokille auch in vertikaler Richtung verschiebbar ist.

Weitere Einzelheiten der Neuerung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor, das in der Zeichnung schematisch abgebildet ist.

Es zeigen: Pig. 1 eine Vorrichtung zum Elektroschlackenumschmelzen von Stahl in Ansicht, Fig. 2 in Draufsicht, Fig. 3 einen Seitenriß gemäß der Linie A-B der Fig. 2 (Ansicht in Richtung des Pfeiles C).

Bei der dargestellten Vorrichtung sind zwei austauschbare Kokillen 10 und 10' vorgesehen, die mit ihren Seitenwangen 11 und 12 auf den beiden gabelförmig angeordneten Armen 21 und 22 je eines Kokillenhubwagens 20 bzw. 20' aufliegen. Die Kokillenhubwagen 20 und 20' sind auf je einer drehbaren, vertikal stehenden, im Querschnitt quadratischen Säule 30 bzw. 30· verschiebbar und werden von je einem auf einer Seiltrommel 41 aufgewickelten Drahtseil 40 gehalten. Dasselbe läuft um die am Kokillenhubwagen 20 bzw. 20' drehbar gelagerten Seilrolle 23. Das eine Ende des Drahtseiles 40 ist mit Hilfe der Halterung 32 an der am oberen Ende der Säule 30 bzw. 30' angeordneten Auflageplatte 31 und das andere Ende des Drahtseiles an der Seiltrommel 41 befestigt. Die beiden abzuschmelzenden, an ihren oberen Enden eine Verlängerungsstange 51 aufweisenden Elektroden 50 und 50' sind an je einem an der Säule 30 bzw. 30· vorgesehenen Elektrodenhalter 60 bzw. 60· angeordnet. Dessen Armteil 61 weist an seinem der Säule 30 bzw. 30' abgewandten Ende einen Längsschlitz 62 auf, in dem die Verlängerungsstange 51 eingeschoben ist. Diese ist an ihrem oberen Ende mit einem Bunde 52 versehen, der auf dem Arm 61 aufliegt und infolgedessen ein Herabfallen der Elektrode 50 bzw«, 50· verhindert. Weiters ist auf beiden Seiten des Schlitzes 62 je eine eine annähernd halbkreisförmige Ausnehmung 64 aufweisende Halteplatte 63 am Arm 61 befestigt. Der

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Bund 52 der Verlängerungsstange 51 ist in diese beiden Ausnehmungen 64 eingehängt, wodurch erreicht wird, daß die Verlängerungsstange 51 nicht aus dem Schlitz herausgleiten kann. Der Elektrodenhalter 60 bzw, 60' ist so wie der unterhalb von ihm angeordnete Kokillenhubwagen 20 bzw. 20' auf der Säule 30 bzw, 30· verschiebbar und wird ebenfalls von einem auf einer Seiltrommel 71 aufwickelbaren Drahtseil 70 gehalten. Dasselbe läuft um die am Führungsstück 67 des Elektrodenhalters 60 bzw. 60' drehbar gelagerten Seilrolle 65. Das eine Ende des Drahtseiles 70 ist mit Hilfe der Halterung 33 an der am oberen Ende der Säule 30 bzw, 30' angeordneten Auflageplatte 31 und das andere Ende des Drahtseiles 70 an der Seiltrommel 71 befestigt. Die Höhenlage des Kokillenhubwagens 20 bzw. 20· und der auf ihm befindlichen Kokille 10 bzw. 10' sowie des Elektrodenhalters 60 bzw. 60' und der an diesem hängenden Elektrode 50 bzw. 50' lassen sich mit Hilfe der auf der Auflageplatte 32 angeschraubten beiden Elektro-Getriebemotorer 42 und 72, auf drren Wellenstummeln 43 und 73 die Seiltrommeln 41 und 71 befestigt sind, verstellen. Die beiden Säulen 30 und 30· weisen an ihren oberen und unteren Enden zylindrische Lagerzapfen 34 und 35 auf, welche in den Lagern 60 und 90 geführt sind. Die unteren, unmittelbar am Boden befestigten Lager 80 wirken sowohl in axialer, als auch in radialer Richtung, wogegen die oberen, von dem Gestell 100 gehaltenen Lager 90 reine Radiallager sind. An der Oberseite jedes unteren Lagers 80 ist ein Zahnkranz 81 befestigt, in welchen ein Ritzel 36 eingreift. Dieses ist am Wellenstummel 38 eines an der Säule 30 bzw, 30· angeschraubten Elektro-Getriebemotors 37 aufgekeilt. Demgemäß ist es mit Hilfe dieser Elektro-Getriebemotoren 37 möglich, die Säulen 30 und 30' zu verdrehen, ./eiters muß erwähnt werden, daß jeder Elektrodenhalter 60 und 60^f aus «inem auf der Läule 30 bzw. 30* in vertikaler Richtung verschiebbaren Führungsstück 67 und aus einem auf diesem verdrehbaren Armteil 61 zusammengesetzt ist. Am oberen Rand jedes Armteils 61 ist ein Zahnkranz 60 befestigt, in welchen ein Ritzel 110 eingreift. Dieses ist am Wellenstummel 112 eines am Führungsstück 67 angeschraubten Elektro-Getriebemotors 111 aufgekeilt. Somit ist es mit Hilfe

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des Elektro-Getriebemotors 111 möglich, die Armteile 61 zusammen mit den auf ihnen hängenden Elektroden 50 bzw. 50' um die Längsachsen der Säulen 30 und30' zu schwenken. Weitern sind bei dieser Anlage drei vorzugsweise aus Kupfer bestehende Bodenplatten 130, 140 und 150 vorgesehen, auf denen die durch den Umschmelzvorgang sich bildenden Metallblöcke 55 und 55* aufruhen. Hiebei liegt das Mittel der einen Bodenplatte 140 annähernd auf der Vertikalen, welche durch die Kreisbögen S. und Sp hindurchgeht, längs der die beiden Kokillen 10 und 10' schwenkbar sind. Auf je einer Seite dieser Bodenplatte 140 ist eine der beiden anderen Bodenplatten 130 und 150 unter einem der oben angeführten Kreisbögen S. und S₂ liegend, angeordnet. Unterhalb dieser vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Bodenplatten 130, 140 und 150 ist je eine elektrisch isolierende Zwischenplatte 131, 141, bzw. 151 vorgesehen. Diese Zwischenplatten 131, 141, und 151 ruhen auf einem Sockel 160 auf.

Während des Abschraelzvorganges der Elektrode 50 bzw. 50* werden die Höhenlagen derselben und der Kokille 10 bzw. 10' so verstellt, daß einerseits die Elektrode 50 bzw. 50' in die auf der Metallschmelze schwimmende zur Reinigung und Abschirmung des abgeschmolzenen Stahles dienende) Schlackenschichte 54 bzw. 54* eintaucht und hiebei ihr Ende den gewünschten Abstand vom Spiegel der Metallschmelze aufweist und daß andererseits die Lage dieses Spiegels relativ zur Kokille 10 bzw. 10* unverändert bleibt. Von der von dem einen Pol der benützten (nicht iargestelltai) Stromquelle (im allgemeinen Sekundärwicklung eines Transformators) kommenden elektrischen Leitung 120 zweigt je eine elektrische Leitung 121 bzw. 121· ab, in welcher ein Schalter 122 bzw. 122' vorgesehen ist, zu den Verlängerungsstangen 51 der beiden Elektroden 50 und 50' ab. Weiters zweigt von der von dem anderen Pol der Stromquelle kommenden elektrischen Leitimg 123 je eine elektrische Leitung 124, 125 bzw. 126 zu den drei Bodenplatten 130, 140 und 150 ab. Solange eine Elektrode 50 bzw. 50' in der Schlackenschichte 54 bzw. 54* eintaucht, ist der zugehörige Schalter 122 bzw. 122· so eingestellt, daß der Stromfluß über die elektrische Leitung 121 bzw. 121· zu der Elektrode 50 bzw. 50· erfolgt und diese infolgedessen abschmilzt. Wenn sodann das

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übrigbleibende R^ststück der Elektrode 50 bzw. 50· zum Zwecke des Elektrodenwechsels aus der Kokille 10 bzw, 10· gezogen werden muß, wird der Schalter 122 bzw. 122' vorzugsweise automatisch geöffnet (strichliert dargestellt). Gleichzeitig wird der Elektrodenhalter 60 bzw. 60' so weit nach aufwärts bewegt, daß sich das untere Ende des Reststückes der Ele!"trode 50 bzw« 50* oberhalb der Oberkante der Kokille 10 bzw. 10* befindet. Hierauf wird der Armteil 61 des Elektrodenhalters 60 und 60· so lange j geschwenkt, bis er sich direkt über der Elektrodenzuführungsein-

I richtung 170 bzw. 170· befindet, welche neben der äußeren Boden— i platte 130 bzw. 150 angeordnet ist, (Der geschwenkte Armteil 61

• des Elektrodenhalters 60 bzw. 60· ist in Fig. 2 schematisch dar-

! gestellt). Sodann wird der Elektrodenhalter 60 bzw. 60' nach ab- ! wärts bewegt und das Rpststück der Elektrode 50 bzw. 50· von der

] Bühne 180 bsw. 180· aus vom Elektrodenhalter 60 bzw. 60· abgenom-

; men. Auf der Elektroäenzuführungseinrichtung 170 bzw. 170* ist zu

] diesem Zeitpunkt bereits eine neue Elektrode 50 bzw. 50' vorberei-

! tet. Die beiden Elektrodenzuführungseinrichtungen 170 und 170*

i weisen je einen winkelförmig ausgebildeten, schwenkbaren Hebel

j 171 auf, welcher an seinem Winkeleck auf dem am Boden befestigten

Lagerblock 176 drehbar gelagert ist. An der Oberseite des kürzeren, . nur wenig gegenüber der Horizontalen geneigten Schenkels 173 des i schwenkbaren Hebels 171 ist eine Platte 174 befestigt, auf welcher P die vorbereitete neue Elektrode 50 bzw. 50* aufliegt. Hingegen f weist der längere, nur wenig gegenüber der Vertikalen geneigte I? Schenkel 172 des schwenkbaren Hebels 171 in seinen beiden Endbe-I reichen je einen die vorbereitete Elektrode 50 bzw. 50· umfassenden I Ring 175 auf. Sobald das Rests^ück der Elektrode 50 bzw. 50· vom Elektrodenhalter 60 bzw. 60' abgenommen ist, wird der Hebel 171 mit Hilfe des in einem Zylinder 179 pneumatisch beaufschlagbaren Kolbens 177 geschwenkt, wodurch die Verlängerungsstange 51 der Elektrode 50 bzw. 50' in den im Elektrodenhalter 60 bzw* 60· vorgesehenen Schlitz gleitet und die Elektrode 50 bzw« 5o* i* ihre vertikale Lage kommt. Bezüglich des in dem Zylinder 179 pneumatisch beaufschlagbaren Kolbens 177 sei noch erwähnt, daß dessen Kolbenstange 178 an ihrem demselben abgewandten Ende mit dem längeren

Schenkel 172 des Hebels 171 und dieser Zylinder 179 mit der Seitenviand 181 gelenkig verbunden ist. (Die in ihrer vertikalen Lage befindliche Elektrode 50 ist in Fig. 3 strichpunktiert dargestellt). Der nächste Arbeitsschritt besteht darin, daß sowohl der Elektroüenhaliier 60 bzw. 60' und die auf ihm befestigte Elektrode 50 bzw. 50' so weit hochgehoben werden, daß sich das untere Ende derselben oberhalb der Oberkante derjenigen Kokille 10 oder 10^f befindet, in welche die betreffende Elektrode 50 bzw. 50' eingebracht werden soll. Bei dieser Aufwärtsbewegung des :.ⁿ.ektrodenhalters 60 bzw. 60' wird der am oberen Ende der Verlangerun&sstange 51 vorgesehene Bund 52 in die Ausnehmungen 64 der am Armteil 61 befestigten Halteplatten 63 eingehängt. Hierauf wird der Armteil 61 so lange geschwenkt, bis er sich über derjenigen Kokille 10 bzw. 10' befindet, welcher die an ihm hängende Elektrode 50 bzw. 50' zugeführt werden soll. Danach wird der Elektrodenhalter 60 bzw. 60' so weit nach abwärts bewegt, bis die Elektrode 50 bzw. 50' in die Schlackenschichte 54 bzw. 54' eintaucht und ihr unteres Ende den gewünschten Abstand vom Spiegel der Metallschmelze aufweist oder -wenn mit der Herstellung eines neuen Blockes 55 bzw. 55' begonnen werden soll bis sich das untere Ende der betreffenden Elektrode 50 bzw. 50' in dem hiefür erforderlichen Abstand von der Bodenplatte 130, 140 bzw. 150 befindet. Im Zusammenhang damit ist darauf hinzuweisen, daß stets mit der Herstellung eines neuen Metallblockes begonnen wird, wenn sich die Kokille 10 und 10', in welche die betreffende neue Elektrode 50 bzw. 50' gelangt, oberhalb der äußeren Bodenplatte 130 bzw. 150 befindet. Während der Abwärtsbewegung der Elektrode 50 bzw. 50' wird der Schalter 122 bzw. 122', über den die Stromzufuhr zu derselben erfolgt, vorzugsweise automatisch in eine Schließstellung gebracht. Während die in die Kokille 10 bzw. 10' eingebrachte Elektrode 50 bzw. 50' abschmilzt, wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Kranes eine neue Elektrode 50 bzw. 50' in die Elektrodenzufuhrungseinrichtung 170 bzw. 170' von oben her eingebracht. Damit die Elektrode 50 bzw. 50' bei ihrer Abwärtsbewegung in die beiden am Hebel 171 vorgesehenen Ringe 175 leicht eingeführt werden kann, sind deren Öffnungen nach oben hin konisch erweitert. Sobald sich die neue Elektrode 50 bzw. 50' in die Elektrodenzuführungseinrichtung 170 bzw. 170' befindet, wird der Hebel 171 r:;it Hilfe des in dem Zylinder

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179 pneumatisch beaufschlagbaren Kolbens 177 um den Winkel, dessen Wert vorzugsweise etwa 15° beträgt, in seine frühere Lage zurückgeschwenkt.

In der dargestellten Vorrichtung sind die Säulen 30 und 30', die Kokillenhubwagen 20 und 20', die Elektrodenhalter 60 und 60' sowie die Bodenplatten 130, 140 und 150 in gleichen Dimensionen ausgeführt. Hiebei beträgt der Schwenkhebel des Elektrodenhalters 60 bzw. 60' von der Elektrodenzuführungseinrichtung 170 bzw. 170' weg gemessen bis zu der jeweils oberhalb der benachbarten äußeren Bodenplatten 130 bzw. 150 befindlichen Kokille etwa 45° und der Schwenkhebel des Elektrodenhalters 60 bzw. 60' ebenfalls von der Elektrodenzuführungseinrichtung 170 bzw. 170' weg gemessen bis zu der oberhalb der mittleren Bodenplatte -140 befindlichen Kokille ungefähr 100°.

Der Vollständigkeit halber ist noch anzuführen, daß die beiden Kokillen 10 und 10' mittels Wasser gekühlt werden, welches durch die zwischen den zylindrischen Innenmänteln 13 und Außenmänteln 14 vorhandenen Hohlräume 15 strömt. Die Zu- und Ableitung des Kühlwassers zu bzw. von diesen Hohlräumen 15 erfolgt mit Hilfe nicht dargestellter, biegsamer Schläuche.

V/eiters ist darauf hinzuweisen, daß sowohl die Kokillenhubwagen 20 und 20' als auch die Führ rmgsstücke 67 der Elektrodenhalter 60 und 60' auf jeder ihrer vier Innenwände mit je vier auf Stegen drehbar gelagerten, nicht dargestellten Rollen versehen sein können, um zu erreichen, daß sich die Kokillenhubwagen 20 und 20' bzw. die Elektrodenhalter 60 und 60' leicht auf der zugehörigen Säule 30 bzw. 30' in vertikaler Richtung verschieben lassen. Die Elektrodenhalter 60 und 60' stellen Hubwagen dar, welche sich mit Hilfe von Seilzügen auf Säulen 30 und 30' in vertikaler Richtung verschieben lassen.

In dem vorstehend angeführten Ausführungsbeispiel sind zylinddricche Kokillen 10 und 1°' erwähl» Die Vorrichtung gemäß d^r Neuerung kann jedoch auch mit anderen z.B. im Cjuerschnitt rechteckigen, ode: quadratischen Kokillen ausgeführt sein«

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Ferner sei erwähnt, daß es zweckmäßig ist, wenn die Elektroden 50 bzw. 50·, die der Kokille 10 bzw. 10' zugeführt werden, falls sich diese oberhalb der zugehörigen äußeren Bodenplatte 130 bzw. 150 befindet, dem Volumen nach (d.h. im Durchmesser u./o. in der Länge) kleiner sind als jene Elektroden 50 bzw. 50', die in die Kokille 10 bzw. 10^! eingebracht werden, wenn diese oberhalb der mittleren Bodenplatte 140 liegt.

Gegenüber den bekannten Vorrichtungen zum Elektioschlackenumschmel zen bietet die gegenständliche Vorrichtung den wesentlichen Vorteil, daß es durch sie möglich ist, mit lediglich je zwei Elektrodenhaltern und Kokillen sowohl kleine, nur aus einer Elektrode gebildete als auch große, aus mehreren nacheinander eingeschmolzenen Elektroden bestehende Metallblöcke im wesentlichen gleichzeitig herzustellen, ohne daß für den Vorgang des Elektrodenwechsels eine der bereits erwähnten Hilfselektroden zum Warmhalten der Metallschmelze erforderlich ist.

Gebr. Bohl er &Co Patentbüro

Claims (2)

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   Schutzansprüche

   1, Vorrichtung zur gleichzeitiger: Herstellung verschieden großer Blöcke beim Elektroschlackenumschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen, mit zwei vertikalen Säulen, auf denen je ein Elektrodenhalter in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß um die Längsachsen der beiden Säulen (30, bzw. 30') .je ein Kokillenhubv/agen (20 bzw. 20') samt Kokille (10 bzw. 10') sowie je ein Elektrodenhalter (60 bzw. 60^f) zusätzlich in horizontaler Richteng

   +schwenkbar sind, wobei der Schnittpunkt der beiden bogenförmigen Schwenkwege (S₁, S₂) zwischen den Endpunkten der beiden Schwenkwege (S₁, Sp) liegt und daß vorzugsweise, wie an sich bekannt, je ein Kokillenhubwagen (20 bzw. 20') samt Kokille (10 bzw. 10') auch in vertikaler Richtung verschiebbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Bodenplatten (130, HO, 150), vorzugsweise aus Kupfer vorgesehen sind, auf welchen die durch den Umschmelzvorgang sich bildenden Metallblöcke (55, 55') aufruhen, wobei der Mittelpunkt der zwischen den beiden äußeren Bodenplatten (130, 150) angeordneten mittleren Bodenplatte annähernd auf der Vertikalen liegt, die durch den Schnittpunkt der beiden "bogenförmigen Schwenkwege (S₁, Sp) gezogen gedacht ist, wogegen die Mittelpunkte der beiden äußeren Bodenplatten (130, 150) im wesentlichen in der senkrechten Projektion der Schwenkwege (S₁, Sp) liegen.

   Gebr.Böhler&.,Go Patentbüro

   A. Q

   HINWEIS: Diesa Unterlage (Beschreibung und Schufzanspr.) ist die zuletzt eingereichte; sie weicht von der Wortfassung der υ sprOngldΓ eingereichten Unterlagen al. Die rechtliche Bedeutung der Abweichung ist. nicht geprüft Die ursprOnalich eingereichten Untorragen befinden sich in den Amtsakten. Sie können jederzeit ohne Nachweis einet rechtlichen Interesses gebOhrenfrei eingesehen werden. Auf Antrag werden hiervon auch Fotokopien oder Filmnegativa zu den üblichen Preisen geliefert. G6364 (669) Deutscht- Patentamt, G.braucSttinustaratell·