EP0786531B1 - Verfahren zum Umschmelzen von Metallen zu einem Strang sowie Vorrichtung dafür - Google Patents

Verfahren zum Umschmelzen von Metallen zu einem Strang sowie Vorrichtung dafür Download PDF

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EP0786531B1
EP0786531B1 EP96120752A EP96120752A EP0786531B1 EP 0786531 B1 EP0786531 B1 EP 0786531B1 EP 96120752 A EP96120752 A EP 96120752A EP 96120752 A EP96120752 A EP 96120752A EP 0786531 B1 EP0786531 B1 EP 0786531B1
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chill mould
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electrode
section
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EP0786531B2 (de
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Wolfgang Dipl.-Ing. Dr.Mont. Holzgruber
Harald Dipl.-Ing. Holzgruber
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Inteco Internationale Techinsche Beratung GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/16—Remelting metals
    • C22B9/18—Electroslag remelting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D23/00—Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
    • B22D23/06—Melting-down metal, e.g. metal particles, in the mould
    • B22D23/10—Electroslag casting

Definitions

  • the invention relates to a process for continuous remelting of metals - especially of steels as well as Ni and Co-base alloys - to a strand by melting at least a self-consuming electrode in an electrically conductive Slag bath, which is in a short, open at the bottom Mold is provided.
  • the invention also relates to a device to carry out this procedure.
  • DE 1 932 763 A is a device for carrying out the Electro-slag refining process with a water-cooled, vertically arranged mold for raw blocks in particular high-alloy steel; this mold is double-walled and offers you the outer dimensions of the one to be created Raw block determining lower area, its inner cross section at most equal to the cross section of one in a warm one Slag bath is consumable electrode to be melted, wherein the lower mold area preferably in an upward direction merges conically widening intermediate area and this again in an expanded upper mold area.
  • the lower mold area preferably in an upward direction merges conically widening intermediate area and this again in an expanded upper mold area.
  • GB 1 413 508 A discloses a mold in the mold wall installed a non-consumable current-conducting element as well connected to the power supply via a rectifier is that both the electrode and the casting cross section - - in relation to the non-consumable element - constantly electric are negatively polarized.
  • the mold takes on a funnel-shaped part that extends upwards Slag bath and thus enables melting of Electrodes whose cross-section is that of the remelting block to be produced is.
  • the melting rates at ESU procedure maximum 100 - 200 kg per hour for the same Formats. This results in sump depths during continuous casting between 4 m and 8 m.
  • the swamp depths in the ESU procedure measure 100 to 300 mm.
  • the inventor was aware of this state of the art set the goal of eliminating the identified shortcomings and an improved process for electro-slag strand melting of metals.
  • the melting rate in kg / h corresponds to 5-15 times the equivalent diameter D eq in mm and the ratio of the cross-sectional area of the melting electrode / s to the cross-sectional area of the one to be produced Pouring cross section is equal to or greater than 1.0. In this case, it must be remelted in a funnel or T mold known per se, the newly formed strand being formed in the lower, narrower part of the mold and the slag bath located above the casting level extending into the funnel-shaped part, where the Dip the tip of the melting electrode into it.
  • the mold can be fixed in a work platform be installed and the strand pulled down become.
  • the strand also likes on a fixed one Base plate built up and the mold raised in the way become as the strand grows. Pulling the Strands or lifting the mold can continuously or step by step.
  • the step length of the Counter stroke step up to 60% of the step length of the trigger stroke step can be.
  • melt current flows through the slag between the electrode tip and melting sump or in biphilar or three-phase systems between the electrodes.
  • Such a current flow is also in the invention Procedure possible.
  • the electrode is connected to one pole of the transformer is while the second pole of the transformer at the same time both with the strand and with at least one current-conducting element built into the mold wall connected is; this current-conducting element is in one extended upper mold part provided, in which the Slag bath in and at the bottom of the The outlet section determining the strand cross section connects.
  • One pole one - either AC or DC emitting - current source 10 is via a supply line 12 with a suspension device 14 of a melting electrode 16 connected.
  • the electrode 16 is by a in the Drawing not shown in detail moves that the free electrode end 17 always in one Slag bath 18 immersed.
  • the slag bath 18 is provided in a mold 20 which in its funnel-like mold bottom 22 a tubular outlet part 24 for a resultant therein Remelting strand 26 has a diameter D. At the top The edge of its wall 28 has the mold 20 projecting radially Flange 30 on, as a support for a counter flange 32 of a gas-tight mountable electrode 16 surrounding hood 34 is used.
  • the current supply to the other pole of the current source 10 takes place either on the line 26 via drive rollers 36 designed as current collectors and a high current return line 40 containing a high current isolator 38 or via current collectors 42 built into the mold wall 28 and another high current return line 40 a connected thereto with high current isolator 38 a . It is also possible to carry current together via line 26 and current collector 42; the return line is selected by actuating the high-current isolators 38 or 38 a mentioned.
  • the proportion of the currents flowing through the current collectors 42 and the drive rollers 36 as contacts - if both of the high-current isolators 38, 38 a provided in the respective high-current return lines 40, 40 a are switched so that current passage is possible - depends on the ratio of the resistances in Slag bath 18 from. These are determined by the height of the slag bath 18 in relation to the current collectors 42 or the distance of the free end 17 of the electrode 16 from the metal mirror 44 in the mold 20 for the remelting strand 26 solidifying in its outlet part 24.
  • the remelting strand 26 is correspondingly driven by the drive rollers 36 the melting of the melting electrode 16 is lowered and the mirror 44 of the liquid metal in the narrower Outlet part 24 of the mold 20 through a control device, in particular a radioactive radiation source 46, supervised.
  • a control device in particular a radioactive radiation source 46, supervised.
  • Drive rollers 36 serve Drive rollers 36 also as a contact for the current return 40 from strand 26 to power source 10.
  • a cutting of the desired product sections from the remelting strand 26 is indicated, for example, by one at 48 Flame cutting system possible.
  • the first melting electrode 16 If the first melting electrode 16 is consumed, it can be removed from the melting area by means (not shown) and replaced by a new electrode 16 a , which reaches the melting position from a waiting position outlined on the right, so that the melting process can be continued ; Continuous operation is made possible by melting several electrodes 16 in succession.
  • the electrode 16 , 16 a and the slag bath 18 are protected against air access by the hood 34 , 34 a, which is sealed against the mold flange 30 by means of its counter flange 32.
  • the remelting can controlled atmosphere and in the absence of atmospheric oxygen take place, with which also the generation ultra-pure remelting strands 26 allows and a burn oxygen-affine elements is prevented.
  • Fuse electrodes 16 are used, their cross-sectional area in relation to the casting cross-section as large can be designated.
  • the mold stroke was adjusted so that the steel level was kept about 20 to 30 mm below the funnel approach in the lower mold part with a diameter of 160 mm .
  • the electrical output was 750 kW at 10 KA and 75 Volts set in the slag bath 18, the energy being about the electrode 16 is introduced into the slag bath 18 and both over the strand 26 as well as over the mold wall 28 derived from the funnel-shaped upper part has been.
  • the mold was 20 with a medium speed of 87 to 95 mm / min. raised, the lifting gradually with about 10 mm stride length.
  • the stroke rate was over a radioactive casting level measurement checked and controlled.
  • a strand 26 of approximately 3.0 m in length was produced.
  • the Surface quality was good, so that before hot working no surface treatment was required.
  • Strand 26 became a stick with 100 mm square without difficulty pre-forged on a forging hammer.
  • the metallographic testing showed a uniform fine-grain carbide distribution. Center increases were not found.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Umschmelzen von Metallen -- insbesondere von Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen -- zu einem Strang durch Abschmelzen zumindest einer selbstverzehrenden Elektrode in einem elektrisch leitenden Schlackenbad, das in einer kurzen, nach unten offenen Kokille vorgesehen ist. Zudem erfaßt die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei der Herstellung von beispielsweise hochlegierten Werkzeugstählen -- wie etwa Schnellarbeitsstählen, ledeburitischen Chromstählen oder anderen stark seigernden Stählen und Legierungen -- ist das Erzeugen kontinuierlich gegossener Stränge kleiner bis mittlerer Querschnitte mit Problemen verbunden.
Der DE 1 932 763 A ist eine Einrichtung zur Durchführung des Elektroschlackenraffinierverfahrens mit einer wassergekühlten, vertikal angeordneten Kokille für Rohblöcke insbesondere aus hochlegiertem Stahl zu entnehmen; diese Kokille ist doppelwandig und bietet einen die Außenabmessungen des zu erzeugenden Rohblockes bestimmenden unteren Bereich an, dessen innerer Querschnitt höchstens gleich dem Querschnitt einer in einem warmen Schlackenbad zu erschmelzenden verbrauchbaren Elektrode ist, wobei der untere Kokillenbereich in einen sich nach oben vorzugsweise konisch erweiternden Zwischenbereich übergeht und dieser wiederum in einen erweiterten oberen Kokillenbereich. Hier nimmt der Strom den Weg zum Rohblock über das Schlackenbad.
Die GB 1 413 508 A offenbart eine Kokille, in deren Kokillenwand ein nichtverzehrbares stromleitendes Element eingebaut sowie über einen Gleichrichter so mit der Stromversorgung verbunden ist, dass sowohl die Elektrode als auch der Gießquerschnitt -- -- in Bezug auf das nichtverzehrbare Element -- ständig elektrisch negativ gepolt sind.
Aus DE 1 483 646 A und AT 320 884 B sind ebenfalls Varianten des Elektroschlacke-Umschmelzverfahrens bekannt. Die dort beschriebenen Verfahren mit selbstverzehrenden Elektroden ermöglichen das Herstellen von Umschmelzblöcken mit guter Oberfläche bei langsamer Blockaufbaugeschwindigkeit. Die dabei auftretenden geringen Sumpftiefen führen zu einer gleichmäßigen Erstarrung zwischen Rand und Kern und damit zu einer guten Innenqualität der umgeschmolzenen Blöcke. Die Anwendung kurzer Kokillen mit absenkbaren Bodenplatten und Elektrodenwechsel erlaubt auch hier das Bilden relativ langer Stränge. Bei der Herstellung kleiner Abmessungen wird jedoch die Erzeugung der erforderlichen Abschmelzelektroden schwierig, und die Verfahrenskosten aufgrund der dann geringen Umschmelzraten werden hoch.
Um das Problem der Herstellbarkeit von Elektroden mit kleinen Querschnitten zu umgehen, wurde der Einsatz sog. Trichter- oder T-Kokillen vorgeschlagen; die Kokille nimmt in einem nach oben trichterförmig erweiterten Teil das Schlackenbad auf und ermöglicht so ein Abschmelzen von Elektroden, deren Querschnitt der des herzustellenden Umschmelzblockes ist.
Während beim Stranggießen von Formaten zwischen 100 und 200 mm -- rund oder quadrat -- selbst bei langsamem Gießen Gießleistungen von mindestens 5 bis 10 t je Stunde und Strang erforderlich sind, betragen die Abschmelzraten beim ESU-Verfahren maximal 100 - 200 kg je Stunde bei denselben Formaten. Beim Stranggießen ergeben sich damit Sumpftiefen zwischen 4 m und 8 m. Die Sumpftiefen beim ESU-Verfahren messen dagegen 100 bis 300 mm.
Bei einer anderen Verfahrensweise wird nach AT-PS 399.463 vorgeschlagen, Stränge aus hochlegierten Stählen mit wesentlich geringeren Gießgeschwindigkeiten -- als sie beim Stranggießen üblich sind -- zu gießen, um eine verbesserte Kernzone zu erreichen bei gleichzeitiger Abdeckung des Gießspiegels durch ein elektrisch beheiztes Schlackenbad, um keine Nachteile hinsichtlich der Ausbildung der Oberfläche aufgrund zu starker Abkühlung in Kauf nehmen zu müssen. Dabei wird vorausgesetzt, daß das flüssige Metall über längere Zeit mit konstanter Temperatur aus einer beheizbaren Pfanne verfügbar gemacht werden kann.
Bei diesem Verfahren stellt sich vielfach wieder das Problem des Warmhaltens größerer Flüssigmetallmengen über einen längeren Zeitraum. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn nur mit einem Strang gearbeitet wird. So ergeben sich beispielsweise beim Vergießen von Schmelzen mit 25 t Gesamtgewicht zu einem Strang mit z.B. 150 mm Durchmesser mit einer Gießrate von beispielsweise 2000 kg/h Gießzeiten von 12,5 Stunden. Während dieser Zeit muß die Schmelze in einem Zwischengefäß oder einer Pfanne warmgehalten werden, was wiederum entsprechende Energieverluste und einen Verbrauch an feuerfester Ausmauerung zur Folge hat.
Andererseits besteht auch das Problem der Kontrolle der Gießgeschwindigkeit im Bereich von 2000 kg/h, da die hier zum Einsatz kommenden Ausgüsse mit etwa 8 mm Ausgußöffnung bei niedrigen Gießtemperaturen zum Einfrieren oder Zuschmieren neigen.
In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die erkannten Mängel zu beseitigen und ein verbessertes Verfahren zum Elektroschlacke-Strangschmelzen von Metallen anzubieten.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Patentansprüche; die Unteransprüche geben günstige Wieterbildungen an.
Erfindungsgemäß soll die Abschmelzrate in kg/h dem 1,5 bis 30-fachen des Strangdurchmessers -- vor allem des aus dem Umfang (U) des Gießquerschnitts errechneten äquivalenten Strangdurchmessers gemäß der Beziehung Däq = U/π -- entsprechen, wobei das Verhältnis der Querschnittsfläche einer oder mehrerer Abschmelzelektroden zur Querschnittsfläche des Gießquerschnitts größer als 0,5 gewählt wird.
Versuche haben nämlich gezeigt, daß die eingangs geschilderten Nachteile der einzelnen bekannt gewordenen Verfahren in überraschend einfacher Weise vermieden bzw. umgangen werden können, wenn beim an sich bekannten Elektroschlacke-Umschmelzverfahren mit erheblich höheren Abschmelzraten gearbeitet wird als bisher, wenn gleichzeitig Abschmelzelektroden mit einem im Vergleich zum Gießquerschnitt großen Querschnitt verwendet werden. Gute Ergebnisse werden bereits erzielt, wenn die Querschnittsfläche der Abschmelzelektrode/n mindestens 50 % der Querschnittsfläche des herzustellenden Stranges beträgt. Die erfindungsgemäßen Werte der erwähnten Abschmelzraten in kg/h sollen bei Rundquerschnitten mindestens das 1,5-fache -- aber nicht mehr als das 30-fache -- des Durchmessers in mm betragen. Bei vom Rundquerschnitt abweichenden Strangformen kann ohne weiteres mit jenem Wert für den äquivalenten Durchmesser Däq gearbeitet werden.
Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich Energieverbrauch und Qualität der Oberfläche bei gleichzeitig guter Zentrumsstruktur werden erzielt, wenn die Abschmelzrate in kg/h dem 5-15-fachen des äquivalenten Durchmessers Däq in mm entspricht und das Verhältnis der Querschnittsfläche der Abschmelzelektrode/n zur Querschnittsfläche des herzustellenden Gießquerschnitts gleich oder größer ist als 1,0. In diesem Fall muß in einer an sich bekannten Trichter- oder T-Kokille umgeschmolzen werden, wobei der neu gebildete Strang im unteren, engeren Teil der Kokille gebildet wird und das über dem Gießspiegel befindliche Schlackenbad bis in den trichterförmig erweiterten Teil reicht, wo dann die Spitze der Abschmelzelektrode in diese eintaucht.
Dieses hier vom Prinzip her geschilderte vorteilhafte erfindungsgemäße Verfahren kann in vielfacher Weise an die Erfordernisse des Betreibers angepaßt werden.
So kann beispielsweise die Kokille fest in einer Arbeitsbühne eingebaut sein und der Strang nach unten abgezogen werden. Der Strang mag aber auch auf einer feststehenden Bodenplatte aufgebaut und die Kokille in der Weise angehoben werden, wie der Strang anwächst. Das Abziehen des Stranges bzw. Anheben der Kokille können kontinuierlich oder schrittweise erfolgen.
Ferner besteht die Möglichkeit, die Kokille oszillieren zu lassen, was insbesondere bei einem kontinuierlichen Strangabzug von Interesse sein wird.
Im Falle einer schrittweisen Strangabzugs- oder Kokillenhubbewegung kann zusätzlich an jeden Hubschritt unmittelbar ein Gegenhubschritt anschließen, wobei die Schrittlänge des Gegenhubschritts bis zu 60 % der Schrittlänge des Abzugs-Hubschritts betragen kann.
Beim konventionellen Elektroschlacke-Umschmelzverfahren fließt der Schmelzstrom durch die Schlacke zwischen Elektrodenspitze und Schmelzsumpf oder bei biphilaren oder dreiphasig angespeisten Anlagen zwischen den Elektroden. Eine derartige Stromführung ist auch beim erfindungsgemäßen Verfahren möglich.
Wenn mit trichterförmigen Kokillen gearbeitet wird, werden auch gute Ergebnisse mit einer Stromführung zwischen Elektrode und Kokillenwand erzielt.
Zu besonders guten Ergebnissen hinsichtlich der Wärmeverteilung im Schlackenbad führt eine Anordnung, bei welcher die Elektrode mit dem einen Pol des Transformators verbunden ist, während der zweite Pol des Transformators gleichzeitig sowohl mit dem Strang als auch mit zumindest einem in die Kokillenwand eingebauten stromleitenden Element verbunden ist; dieses stromleitende Element ist in einem erweiterten oberen Kokillenteil vorgesehen, in welchen das Schlackenbad hineinreicht und an den nach unten hin ein den Strangquerschnitt bestimmender Auslaufteil anschließt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen skizzenhaften Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Elektroschlacke-Strangschmelzen von Metallen mit einer seitlichen Elektrode in Wartestellung.
Der eine Pol einer -- entweder Wechselstrom oder Gleichstrom abgebenden -- Stromquelle 10 ist über eine Zuleitung 12 mit einer Aufhängeeinrichtung 14 einer Abschmelzelektrode 16 verbunden. Die Elekrode 16 wird durch eine in der Zeichnung nicht im einzelnen wiedergegebene Einrichtung so bewegt, daß das freie Elektrodenende 17 stets in ein Schlackenbad 18 eintaucht.
Das Schlackenbad 18 ist in einer Kokille 20 vorgesehen, die in ihrem querschnittlich trichterartigen Kokillenboden 22 ein rohrartiges Auslaufteil 24 für einen darin entstehenden Umschmelzstrang 26 eines Durchmessers D aufweist. Am oberen Rand ihrer Wand 28 weist die Kokille 20 einen radial auskragenden Flansch 30 auf, der als Auflager für einen Gegenflansch 32 einer gasdicht aufsetzbaren, die Elektrode 16 umgebenden Haube 34 dient.
Die Stromzuführung zum anderen Pol der Stromquelle 10 erfolgt entweder am Strang 26 über als Stromabnehmer ausgebildete Treibrollen 36 und eine -- einen Hochstromtrenner 38 enthaltende -- Hochstromrückleitung 40 oder aber über in die Kokillenwand 28 eingebaute Stromabnehmer 42 und eine andere, daran anschließende Hochstromrückleitung 40a mit Hochstromtrenner 38a. Möglich ist auch eine Stromführung über Strang 26 und Stromabnehmer 42 gemeinsam; dabei wird die Rückleitung durch Betätigen der erwähnten Hochstromtrenner 38 bzw. 38a gewählt.
Der Anteil der über die Stromabnehmer 42 und die Treibrollen 36 als Kontakte fließenden Ströme -- wenn beide in den jeweiligen Hochstromrückleitungen 40, 40a vorgesehenen Hochstromtrenner 38, 38a so geschaltet sind, daß ein Stromdurchgang ermöglicht wird -- hängt vom Verhältnis der Widerstände im Schlackenbad 18 ab. Diese werden von der Höhe des Schlackenbades 18 in Bezug auf die Stromabnehmer 42 bzw. den Abstand des freien Endes 17 der Elektrode 16 vom Metallspiegel 44 in der Kokille 20 für den in deren Auslaufteil 24 erstarrenden Umschmelzstrang 26 bestimmt.
Der Umschmelzstrang 26 wird durch die Treibrollen 36 entsprechend dem Abschmelzen der Abschmelzelektrode 16 abgesenkt und der Spiegel 44 des flüssigen Metalls im engeren Auslaufteil 24 der Kokille 20 durch eine Kontrolleinrichtung, insbesondere eine radioaktive Strahlenquelle 46, überwacht. Gleichzeitig dienen -- wie schon beschrieben --die Treibrollen 36 auch als Kontakt für die Stromrückleitung 40 vom Strang 26 zur Stromquelle 10.
Ein Ablängen der gewünschten Erzeugnisabschnitte vom Umschmelzstrang 26 ist beispielsweise durch eine bei 48 angedeutete Brennschneideanlage möglich.
Ist die erste Abschmelzelektrode 16 verzehrt, kann diese durch -- hier nicht gezeigte -- Einrichtungen aus dem Schmelzbereich entfernt und durch eine neue Elektrode 16a ersetzt werden, die aus einer rechts skizzierte Wartestellung in Schmelzposition gelangt, so daß der Schmelzvorgang fortgesetzt zu werden vermag; durch das Abschmelzen mehrerer Elektroden 16 hintereinander wird ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht.
Die Elektrode 16,16a und das Schlackenbad 18 sind durch jene -- wie gesagt, mittels ihres Gegenflansches 32 gegen den Kokillenflansch 30 abgedichtete -- Haube 34,34a gegen Luftzutritt geschützt.
In der beschriebenen Vorrichtung kann das Umschmelzen unter kontrollierter Atmosphäre sowie unter Ausschluß des Luftsauerstoffes stattfinden, womit auch die Erzeugung höchstreiner Umschmelzstränge 26 ermöglicht und ein Abbrand sauerstoffaffiner Elemente verhindert wird. Dabei sollen Abschmelzelektroden 16 eingesetzt werden, deren Querschnittsfläche im Verhältnis zum Gießquerschnitt als groß bezeichnet werden kann.
Bei Strangformen, die vom Rundquerschnitt abweichen, sei ein äquivalenter Durchmesser Däq für den Umschmelzstrang 26 angenommen, der aus dem Umfang U abgeleitet werden kann mit Däq = U/π.
Beispiel:
Zur Erprobung der erfindungsgemäßen Technologie wurde an einer ESU-Anlage mit Hebekokille ein Versuch gefahren.
Kokille: Trichterkokille, Durchmesser unten 160 mm, Durchmesser oben 350 mm
Abschmelzelektrode: 220 mm Durchmesser
Stahl: S 6-5-2
Nach dem Aufschmelzen von 55 kg Schlacke der Zusammensetzung 30 % CaO, 30 % Al2O3, 40 % CaF2 wurde der Kokillenhub so eingestellt, daß der Stahlspiegel etwa 20 bis 30 mm unterhalb des Trichteransatzes im unteren Kokillenteil mit 160 mm Durchmesser gehalten wurde.
Die elektrische Leistung wurde auf 750 kW bei 10 KA und 75 Volt im Schlackenbad 18 eingestellt, wobei die Energie über die Elektrode 16 in das Schlackenbad 18 eingebracht und sowohl über den Strang 26 als auch über die Kokillenwand 28 des trichterförmig erweiterten oberen Teils abgeleitet wurde.
Bei diesen Bedingungen stellte sich eine Abschmelzrate zwischen 820 und 900 kg/h ein. Dementsprechend wurde die Kokille 20 mit einer mitteleren Geschwindigkeit von 87 bis 95 mm/min. angehoben, wobei das Heben schrittweise mit etwa 10 mm Schrittlänge erfolgte. Die Hubfrequenz wurde über eine radioaktive Gießspiegelmessung kontrolliert und gesteuert.
Es wurde ein Strang 26 mit etwa 3,0 m Länge erzeugt. Die Oberflächengüte war gut, so daß vor der Warmverformung keine Oberflächenbehandlung erforderlich war. Der Strang 26 wurde ohne Schwierigkeiten zu einem Knüppel mit 100 mm quadrat auf einem Schmiedehammer vorgeschmiedet.
Die metallographische Erprobung ergab eine gleichmäßig feinkörnige Karbidverteilung. Zentrumsseigerungen wurden nicht festgestellt.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Umschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen, zu einem Strang durch Abschmelzen zumindest einer selbstverzehrenden Elektrode in einem elektrisch leitenden Schlackenbad, das in einer kurzen, nach unten offenen Kokille, vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Abschmelzrate in kg/h eingestellt wird, die dem 1,5-fachen bis 30-fachen des Strangdurchmessers (D, Däq) in mm entspricht, wobei das Verhältnis der Querschnittsfläche einer oder mehrerer Abschmelzelektroden zur Querschnittsfläche des Gießquerschnitts oder des herzustellenden Stranges größer als 0,5 gewählt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen aus dem Umfang (U) des Gießquerschnitts errechneten, vom Rundquerschnitt abweichenden äquivalenten Strangdurchmesser (Däq) gemäß der Bezeichnung Däq = U/π.
  3. Verfahren zum Umschmelzen von Metallen in einer Trichterkokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschmelzrate in kg/h dem 5 bis 15-fachen des aus dem Umfang (U) des Gießquerschnitts errechneten äquivalenten Strangdurchmessers (Däq) entspricht und das Verhältnis der Querschnittsfläche/n der Abschmelzelektrode/n zur Querschnittsfläche des Gießquerschnitts gleich oder größer ist als 1,0, wobei der Strang im unteren, engen Teil der Trichterkokille geformt wird sowie das Schlackenbad bis in deren erweiterten oberen Teil reicht.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gebildete Strang kontinuierlich aus der Kokille abgezogen wird, wobei gegebenenfalls der gebildete Strang feststeht und die Kokille kontinuierlich angehoben wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gebildete Strang schrittweise aus der Kokille abgezogen wird, wobei gegebenenfalls der gebildete Strang feststeht und die Kokille schrittweise angehoben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille oszillierend bewegt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Hubschritt unmittelbar ein Gegenhubschritt in entgegengesetzter Richtung durchgeführt sowie die Hublänge des Gegenhubschritts mit höchstens 60 % der Hublänge des vorangegangenen Hubschritts gewählt wird.
  8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen zwischen Elektrode und Strang fließenden Schmelzstrom oder durch einen zwischen Elektrode und Kokille fließenden Schmelzstrom.
  9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen zwischen einerseits Elektrode und andererseits gleichzeitig sowohl Strang als auch Kokille fließenden Schmelzstrom.
  10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der voraufgehenden Ansprüche mit zumindest einer Elektrode (16) sowie einer einer Stromquelle (10) zugeordneten Kokille (20) für ein in ein oberes erweitertes Kokillenteil (22) reichendes Schlackenbad (18), wenigstens einem stromleitenden Element (42) im erweiterten Kokillenteil (22) der Kokillenwand (28) sowie einem an das Kokillenteil nach unten hin anschließenden, den Strangquerschnitt bestimmenden Auslaufteil (24), wobei die Elektrode (16) an einen Pol der Stromquelle (10) angeschlossen und deren anderer Pole sowohl mit dem Strang (24) als auch mit dem/den stromleitenden Element/en (42) in der Kokillenwand (28) verbunden ist.
EP96120752A 1996-01-29 1996-12-21 Verfahren zum Umschmelzen von Metallen zu einem Strang sowie Vorrichtung dafür Expired - Lifetime EP0786531B2 (de)

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AT151/96 1996-01-29

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EP96120752A Expired - Lifetime EP0786531B2 (de) 1996-01-29 1996-12-21 Verfahren zum Umschmelzen von Metallen zu einem Strang sowie Vorrichtung dafür

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EP (1) EP0786531B2 (de)
JP (1) JP3949208B2 (de)
AT (1) AT406384B (de)
DE (1) DE19654021C2 (de)

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