DE863203C - Verfahren zum Herstellen von Bloecken aus besonders hochwertigen Staehlen in einer als kernloser Induktionsofen ausgebildeten Kokille - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von Blöcken aus besonders hochwertigen Stählen in einer als kernloser Induktionsofen ausgebildeten Kokille Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen von Stahlblöcken aus besonders hochwertigen Stählen werden im Siemens-Martin-Ofen oder im Elektroofen erzeugte und desoxydierte Stahlschmelzen in einer induktiv beheizten Kokille nachbehandelt, die als kernloser Induktionsofen ausgebildet und zeit Wechselstrom geringer Leistung und niedriger Frequenz, z. B. von 5o Perioden, beschickt ist, wobei gleichzeitig zur Verhinderung einer Temperaturerhöhung gekühlt wird, worauf bei verringerter Stromzufuhr der Stahl zur Erstarrung gebracht wird.
• Die Leistung des Stromes und die Kühlung süid so bemessen, daß eine Temperatursteigerung nicht auftritt, indem die induktiv erzeugte Wärme durch die Wasserkühlung der Spule wieder abgeführt wird. Infolge der niedrigen Frequenz wird eine große Eindrimgtiefe der elektrischen Energie und eine Badbewegung erzielt. Der Stahl wird so lange der Einwirkung der Energie ausgesetzt, bis die durch die metallurgischen Maßnahmen hervorgerufenen und .beim Abstich mitgerissenen Verunreinigungen, wie Sand, Schlacke usw., sowie die durch die große Berührungsoberfläche während des Abstichs und Umfüllens eingewanderten Gase und Oxyde hinreichend Gelegenheit gehabt haben, sich abzuscheiden. Durch die schwache Badbew egung wird die Entstehung eines Temperaturunterschiedes vermieden und .eine weitgehende Homogenisierung gewährleistet.
• Bei der Verringerung der Energiezufuhr zur Spule bilden sich auf Grund der Wärmeabfuhr durch die Wasserkühlung die ersten Kristalle an der Wandung. Infolge der Eigenart der Wechselströme, festere, magnetische Stoffe stärker mit Energie zu durchsetzen und am Rand der Schmelze stärker aufzutreten sowie infolge der noch vorhandenen schwachen Badbewegung, können sich keine schädlichen Kristalle (Stengelkristalle) ausbilden. Ferner werden Entmischungserscheinungen und Reaktionen, die eine Gasentwicklung und das für größere Blöcke kernzeichnende Steigerungsgebiet zur Folge haben, vermieden.
• So werden Blöcke besonderer Güte, z. B. für hochwertige große Schmiedestücke, erzeugt, die auch bezüglich der etwaigen Floakenanfälligkeit wesentlich verbessert sind. Die benutzte Vorrichtung besitzt ein besonders dünnes Futter. Dieses Futter kann nach einen weiteren Vorschlag der Patentin haberin aus einen inneren dünnen Blechmantelbestehei; hintex,dem eine dünne Schichtfeuer; festen Werkstoffs in Sandform angeordnet ist, der bei Anwesenheit von Metalloxyden, wie es z. B. bei Silbersand der Fall ist, bei den Stahlbadtemperäturen sintert. Blech- und Pufferschicht bilden zusam=en die Ofenzustellung. Bei einem Blockdurchmesser z. B. von etwa 5oomm wird die Stärke des Mantelbleches zweckmäßig i bis a mm gewählt.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Maßnahmen bei dem genannten Verfahren, die geeignet sind, die Betriebssicherheit der Vorrichtung bei äußerst dünnen Futter zu steigern und zu gewährleisten.
• Erfindungsgemäß wird vor und beim Eingießen des nachzubehandelnden Stahles in die. Vorr'ichtungdie Spule anstatt mit Wasser mit Preßluft oder einem anderen hochgespannten, in der Spitl:e expandierenden Gas gekühlt.
• In der Folge ist zur Vereinfachung nur von, ' Pireßluft gesprochen. Gegenüber der Kühlung mit Wasser wird damit folgendes erreicht: Beim Durchfluß kalten Kühlwassers durch die vorgewärmte Vorrichtung sammelt sich .an der Spule Kondenswasser. Dieses Kondenswasser oder der daraus entstehende Wasserdampf können infolge der .äußerst dünnen Futterschicht in den Stahl wandern, und dort unliebsame Störungen 'Hervorrufen, zumindest aber die Qualität des besonders. hochwertigen Stahles verringern.
• Beim Eingießen des Stahles in die Vorrichtung könnte durch einen umgevollten Umstand -ein Durchbruch des Stahles zur Spule oder umgekehrt ein Ausbrechen des Spulenwassers zum flüssigen Stahlerfolgen. Die Folge hiervon wären gefährliche Explosionen. Da ein Ausweichen der Explosionskräfte infolge der Außenumkleidung der Spule nicht möglich ist, würde die frei werdende Energie aus dem Kopf der Vorrichtung austreten und flüssigen Stahl mit sich reißen, was eine starke Gefährdung das Gießpersonals bedeuten würde. Diese Gefahrenquellen, werden durch die Kühlung mit Hilfe der Preßluft ausgeschaltet. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Vorrichtung vor Beginn des Gießens vorzugsweise auf etwa 6o bis i 5o' C anzuwärmen, z. B. durch :elektrische Induktion, die sich im dem dünnen Blechmantel des Futters in Wärme umsetzt. Djabei wird die in der Vorrichtung etwa vorhandene Feuchtigkeit vor dem Gießen ausgetrieben. Um aber die Wirksamkeit der Kühlung bei fällender Stahltemperatur schnell zu steigern, wird erfindungsgemäß ,alsbald die Preßluft allmählich mittels :einer Mischvorrichtung mit Wasser angereichert, das in der Spule verdampft. Die Wasserzufuhr wird igesteigert, bis die Temperatur in der Spule unter den Siedepunkt des Wassers gesunken, ist. Dann kann die Plreßluft ,abgeschaltet werden. Bei .dieser Arbeitsweise kann sich kein Kondens; wasser an der Spule sammeln, da die Spule eine erhöhte Temperaturentsprechend der gewollten Vorwärmung erhält. Eine Explosionsgefahr wird vollständig vermieden, da Wasser und flüssiger Stahl auch im ungünstigen Fall nicht zusammenkommen können.
• Bei einer Unterteilung der Spule in mehrere Abschnitte mit gesonderter Kühlmittelzufuhr kann in besonders wirksamer Weise dafür gesorgt werden, da.ß der Stahlblock von unten nach oben erstarrt, indem zuerst der Ptreßluft in dem untersten Abschnitt ,dem Spule Wasser zugesetzt und anschließend nur mit Wasser weitergekühlt wird, während die darüberliegenden Abschnitte der Spule erst später auf P#Leßluft-Wasser- bzw. Wasserkühlung umgeschaltet werden. So erfolgt am Fuß des Blockes ein bevorzugter Wärmeentzug, während der obere Teil, insbesondere der Kopf, weniger stark gekühlt wird. Dprch die wahlweise Verwendung von P'reßluft, P.reßluft-Wasser ,und Wasser ist eine äußerst fein regelbare Wärmeableitung möglich.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von Blöcken aus besonders hochwertigen Stählen, bei dem im Siemens-Martin-Ofen oder Elektroofen erzeugte und desoxidierte Stahlschmelzen in einer als kernloser Induktionsofen ausgebildeten Kokille, die mit Wec'h'selstrom geringer Leistung und niedriger Frequenz beschickt ist, nachbehandelt werden, wobei gleichzeitig zur Verhinderung einer Temperaturerhöhung gekühlt wird, worauf bei verringerter Stromzufuhr der Stahl zur Erstartung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule zunächst mit Preßluft oder einem anderen hochgespannten, in der Spule expandierenden. Gas gekühlt und erst ;allmählich, vorzugsweise nach dem Eingießen des Stahles, dem gasförmigen Kühlmittel in steigendem Maße Wasser zugemischt wird, bis schließlich nur noch mit Wasser gekühlt wird. z. Vex£ahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei abschnittsweiser Unterteilung der Spule zuerst der unterste Abschnitt von der PYeßlüftkühlun g auf Preßluft-Wasser-und schließlich Wasserkühlung umgestellt wird. 3. Verfahren nach .Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung vor dem Gießen vorzugsweise auf Temperaturen. zwischen etwa 6o und i 5o° C angewärmt wird, z. B. bei Verwendung eines Blechmantels zur inneren Begrenzung des Futters durch Induktionserhitzung.