NL7904590A

NL7904590A - Electroslag remelting plant - with coupling joining fixed and swivelling part of electrode supply cable

Info

Publication number: NL7904590A
Application number: NL7904590A
Authority: NL
Original assignee: Heurtey Belge Sa
Priority date: 1979-06-12
Filing date: 1979-06-12
Publication date: 1980-12-16

Abstract

An electroslag remelting plant has for each electrode carriage a first, water-cooled cable which is stationary and leads to a coupling. The connecting cable to the electrode which can follow the swivelling motion from the working to the charging position is coupled to the first cable by the coupling when in the former position. The result is a smaller impedance and magnetic stray field of the secondary circuit and the relief of the connections from any first twist or mechanical load.

Description

'i P & c ** W 5604-1 Ned.P & c ** W 5604-1 Ned.

Societé Anonyme Beige Heurtey te Luik, Belgie Inrichting voor elektroslaksmeltenSocieté Anonyme Beige Heurtey in Liège, Belgium Device for electro slag melting

De uitvinding heeft betrekking op verbeteringen in een inrichting voor het smelten van metaal onder een elektrisch geleidende slak volgens het zogenaamde ESR-principe ofwel de methode van het elektroslaksmelten.The invention relates to improvements in a device for melting metal under an electrically conductive slag according to the so-called ESR principle or the method of electro-slag melting.

5 In de laatste jaren is men ertoe overgegaan de dikte van de volgens deze methode vervaardigde gietstukken en dus van de in een elektrisch slakbad gesmolten elektroden te vergroten. Deze vergroting van de diameter en het gewicht van de elektroden heeft twee gevolgen: a) een belangrijke vergroting van de sterkte van de voor het 10 smelten noodzakelijke elektrische stroom: terwijl voor een gietstuk met een diameter van 1000 mm een stroom van 20 kA nodig is, heeft men een stroom van 30 kA nodig voor een gietstuk met een diameter van 1200 mm; b) de noodzaak de elektrode te verwisselen voor het verkrijgen van het gewenste gietstuk uitgaande van elektroden met een diameter en 15 lengte zoals worden verkregen met de klassieke gietmethode.In recent years, it has been decided to increase the thickness of the castings produced by this method and thus of the electrodes melted in an electric slag bath. This increase in the diameter and weight of the electrodes has two consequences: a) a significant increase in the strength of the electric current necessary for melting: while for a casting with a diameter of 1000 mm a current of 20 kA is required. , a current of 30 kA is required for a casting with a diameter of 1200 mm; b) the need to exchange the electrode to obtain the desired casting from electrodes having a diameter and length as obtained by the conventional casting method.

De mechanische eisen vragen op hun beurt een vergroting van de lengte en van het oppervlak van het secundaire elektrische circuit (o.a. van de zwenkbare elektrodeslede) en dus van zijn impedantie. Daar de stroomsterkte sneller toeneemt dan de diameter van het gietstuk nemen 20 de inductieve verliezen in het secundaire elektrische circuit en de inductieverliezen in de mechanische constructiedelen sneller toe dan het nuttige vermogen, d.w.z. het vermogen dat aan het slakbad wordt afgegeven) .The mechanical requirements, in turn, require an increase in the length and the surface of the secondary electrical circuit (including the pivoting electrode carriage) and thus its impedance. Since the current increases faster than the diameter of the casting, the inductive losses in the secondary electrical circuit and the induction losses in the mechanical components increase faster than the useful power, i.e. the power delivered to the slag bath).

Een gevolg hiervan is: 1. Een vergroting van het specifieke energieverbruik (kWh/T).A consequence of this is: 1. An increase in the specific energy consumption (kWh / T).

25 2. Een verkleining van de vermogensfaktor van het secundaire circuit, hetgeen met zich meebrengt een reaktief opladen van het net en een instabiele vermogensregeling.25 2. A reduction in the power factor of the secondary circuit, which entails a reactive charging of the mains and an unstable power control.

Teneinde deze bezwaren te vermijden stelt de uitvinding voor het verschaffen van een zodanige vorm van het secundaire elektrische 30 circuit dat het mogelijk is, zonder het gemak van de bediening te hinderen, de impedantie van het circuit en de magnetische straling te verminderen.In order to avoid these drawbacks, the invention proposes to provide the secondary electrical circuit such that it is possible, without hindering the ease of operation, to reduce the impedance of the circuit and the magnetic radiation.

De uitvinding geeft een verbetering van de huidige smelt-inrichtingen, waarvan eerst de constructie en de werking kort zullen worden 79 0 4 5 S 5 -2- 2 weergegeven. Hiertoe wordt verwezen naar fig. 1 van de tekening die een bovenaanzicht toont van een bekende inrichting.The invention provides an improvement on current melters, the construction and operation of which will be briefly described first 79 0 4 5 S 5 -2-2. For this, reference is made to Fig. 1 of the drawing, which shows a top view of a known device.

Deze inrichting omvat in hoofdzaak een eerste kolom 10, waarlangs een elektrodeslede 12 verplaatsbaar is, welke slede bestaat 5 uit een leischoen die met een translatiebeweging verplaatsbaar is langs de kolom, en een elektrodesteun 14 die een klemsysteem draagt dat de stroom overbrengt op de elektrode 16. Deze steun 14 is zwenkbaar over 90° om de hartlijn van de kolom 10 van de werkstand (getrokken lijnen) uit naar de laadstand (streep-stiplijnen) waarin het verlengstuk van de 10 gesmolten elektrode uit de steun wordt getrokken om dit te vervangen door een nieuwe elektrode.This device mainly comprises a first column 10 along which an electrode slide 12 is displaceable, which slide 5 consists of a guide shoe which is displaceable along the column with a translation movement, and an electrode support 14 carrying a clamping system that transfers the current to the electrode 16 This support 14 is pivotable through 90 ° about the axis of the column 10 from the working position (solid lines) to the loading position (dash-dotted lines) in which the extension of the 10 molten electrode is pulled out of the support to replace it with a new electrode.

Verder omvat de inrichting een tweede kolom 10', waarlangs een tweede elektrodeslede 12' verplaatsbaar is, welke identiek is aan de slede 12 en dezelfde functies heeft. Een slede 18 draagt het gietstuk 15 tijdens de vorming daarvan. De slede, die de coquille draagt (welke niet is weergegeven) is verplaatsbaar langs één der kolommen. Verder is een bundel elektrische toevoerkabels 20, 20' aanwezig, welke een soepele verbinding vormen tussen de stroomvoedingsbron en de elektrodesleden.The device further comprises a second column 10 'along which a second electrode slide 12' is displaceable, which is identical to the slide 12 and has the same functions. A slide 18 carries the casting 15 during its formation. The carriage carrying the scallop (not shown) is movable along one of the columns. Furthermore, a bundle of electrical supply cables 20, 20 'is provided, which form a smooth connection between the power supply source and the electrode members.

De inrichting werkt als volgt: 20 Nadat de elektrische stroom is ingeschakeld vindt smelten plaats van de elektrode onder vertikale verplaatsing van het geheel van de elektrodeslede, de soepele verbinding gevormd door de elektrische kabels, verlopen tussen de voedingsbron en de elektrodeslede, welke kabels worden afgerold terwijl zij in een vertikaal vlak blijven. Het elektrische 25 circuit sluit zich via de slak, de elektrode, de elektrodesteun, via een stijve verbinding 22.The device works as follows: After the electric current has been switched on, the electrode melts, with vertical displacement of the whole of the electrode slide, the smooth connection formed by the electric cables, running between the power source and the electrode slide, which cables are unwound while they remain in a vertical plane. The electrical circuit closes via the slag, the electrode, the electrode support, via a rigid connection 22.

Aan het einde van het smelten wordt de stroom uitgeschakeld en wordt de steun, die het elektrodeverlengstuk draagt, gezwenkt van de werkstand naar de laadstand, terwijl het smelten verder gaat met de tweede 30 elektrode.At the end of the melting, the power is turned off and the support, which carries the electrode extension, is pivoted from the working position to the charging position, while the melting continues with the second electrode.

Deze bekende inrichting heeft twee hoofdbezwaren: 1. een grote magnetische straling (gearceerde zone in fig. 1); 2. een verwringing van de kabels die de buigzame verbinding vormen, tijdens het verwisselen van de elektroden.This known device has two main drawbacks: 1. a large magnetic radiation (shaded zone in fig. 1); 2. a twist of the cables that form the flexible joint while changing the electrodes.

35 De uitvinding beoogt het opheffen van deze bezwaren. Dit wordt verkregen door zoveel mogelijk de lengte te verkleinen van de soepele -3- 7904590 3 verbinding, gevormd door de elektrische toevoerkabels; door het vermijden van de wringing van deze kabels bij het verwisselen van de elektroden, zodanig dat de buigzame verbinding slechts de slag van de sleden behoeft te compenseren; en het naar elkaar toebrengen en tenslotte in elkaar 5 schuiven van de heen- en teruggaande verbindingen van het secundaire circuit.The object of the invention is to eliminate these drawbacks. This is accomplished by decreasing the length of the flexible connection formed by the electrical supply cables as much as possible; by avoiding twisting of these cables when changing the electrodes, such that the flexible joint need only compensate for the stroke of the slides; and bringing together and finally sliding the forward and reverse connections of the secondary circuit together.

De uitvinding betreft daarom verbeteringen aan een inrichting voor elektroslaksmelten, welke verbeteringen zijn gekenmerkt doordat men de elektrische verbinding tussen het vastklemsysteem van de elektrodekop 10 op de elektrodeslede en de stroombron in twee losneembare delen deelt, waarbij het losnemen plaatsvindt op de hoogte van de elektrodeslede tijdens het zwenken daarvan.The invention therefore relates to improvements to an electro slag melting apparatus, which improvements are characterized in that the electrical connection between the clamping system of the electrode head 10 on the electrode carriage and the current source is divided into two detachable parts, the detaching taking place at the height of the electrode carriage during swinging it.

Volgens een bepaalde uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de losneembare verbinding voor elke elektrodeslede uit een 15 soepele verbinding van voedingkabels, bevestigd op een console, gedragen door de leischoen van de slede; een vastklemsysteem of een koppeling, stijf verbonden aan het einde van de kabels, welk klemsysteem, voordat het contact plaatsvindt, een andere geleider opneemt, welke andere geleider een stijve verbinding vormt die aan één einde de klemtang van de elektrode 20 voedt en vrij is aan het andere einde, welke stijve verbinding kan worden gestoken in de kleminrichting op de koppeling en wordt gedragen door de zwenkbare elektrodesteun.According to a particular embodiment of the invention, the detachable connection for each electrode slide consists of a smooth connection of power cables, mounted on a console, carried by the guide shoe of the slide; a clamping system or a coupling rigidly connected to the end of the cables, which clamping system, before the contact takes place, receives another conductor, which other conductor forms a rigid connection which feeds the clamping pliers of the electrode 20 at one end and is free to the other end, which rigid connection can be inserted into the clamping device on the coupling and is carried by the pivotable electrode support.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding bestaat de vast-kleminrichting, die het secundaire circuit kan verbreken ter hoogte van 25 de elektrodeslede, uit een tang waarvan de bekken worden bediend door hydraulische of pneumatische zuiger-cilindereenheden.According to another feature of the invention, the clamping device, which can break the secondary circuit at the electrode slide, consists of pliers whose jaws are operated by hydraulic or pneumatic piston-cylinder units.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding is weergegeven.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, which shows an embodiment of the device according to the invention.

30 Fig. 1 is een bovenaanzicht van de bovenbeschreven bekende inrichting.FIG. 1 is a plan view of the above-described known device.

Fig. 2 is een schematisch bovenaanzicht van de inrichting volgens de uitvinding.Fig. 2 is a schematic top view of the device according to the invention.

Fig. 3 toont in bovenaanzicht gedeeltelijk de uitvoerings-35 vorm volgens de uitvinding.Fig. 3 is a partial plan view of the embodiment according to the invention.

De inrichting volgens fig. 2 heeft, evenals de bekende, een -4- 7904590 - 4The device according to Fig. 2, like the known one, has a -4- 7904590-4

JJ

eerste kolom 24, waarlangs een elektrodeslede 26 verplaatsbaar is, welke bestaat uit een leischoen welke met een translatiebeweging verplaatsbaar is langs de kolom en een elektrodesteun draagt, welke is verbonden met een klemtang 26 voor een elektrode 30. Verder uit een tweede kolom 24', 5 waarlangs een tweede elektrodeslede 26' verplaatsbaar is, welke gelijk is aan de eerste.a first column 24 along which an electrode slide 26 is displaceable, which consists of a guide shoe which is displaceable along the column with a translation movement and which carries an electrode support connected to a clamping pliers 26 for an electrode 30. Furthermore, a second column 24 ', 5 along which a second electrode slide 26 'is displaceable, which is equal to the first.

Zoals hierboven reeds is gezegd betreft de verbetering volgens de uitvinding het delen in twee losneembare delen van de elektrische verbinding tussen de klemtang 28 respectievelijk 28', de elektrodekop 10 en de vermogensbron.As has already been stated above, the improvement according to the invention relates to dividing the electrical connection between the clamping pliers 28 and 28 ', the electrode head 10 and the power source in two detachable parts.

Hiertoe bestaat de elektrische verbinding voor elke elektrodeslede 26, 261, uitgaande van de wand van de cel waarin de vermogensbron is opgenomen, uit de volgende elementen: een soepele verbinding, bestaande uit een bundel gekoelde 15 elektrische toevoerkabels 34, 34’, bevestigd op een console 36, 36', gedragen door de leischoen van elke elektrodeslede 26, 26'; een klemsysteem 38, 38' dat de vorm kan hebben van tangen, koppelingen of andere·overeenkomstige organen, welke stijf zijn verbonden met een einde van de kabels en waarin het einde kan worden gestoken van 20 een andere geleider 40 respectievelijk 40'; en een stijve verbinding, 42 respectievelijk 42', bestaande uit deze andere geleider 40, 40', die aan één einde de klemtang 28, 28' voor de elektrode voedt en vrij is aan het andere einde, welk stijve deel wordt gedragen door de zwenkbare elektrodesteun.For this purpose, the electrical connection for each electrode slide 26, 261, starting from the wall of the cell in which the power source is accommodated, consists of the following elements: a flexible connection, consisting of a bundle of cooled electrical supply cables 34, 34 ', mounted on a console 36, 36 ', carried by the guide shoe of each electrode carriage 26, 26'; a clamping system 38, 38 'which may be in the form of pliers, couplings or other corresponding members rigidly connected to one end of the cables and into which the end of another conductor 40 and 40' can be inserted; and a rigid connection, 42 and 42 ', respectively, consisting of this other conductor 40, 40', which feeds the clamping pliers 28, 28 'for the electrode at one end and is free at the other end, the rigid part being carried by the pivotable electrode support.

25 De werking is tijdens het smelten van een elektrode als volgt: de elektrodes teun wordt gezwenkt van de laadstand naar de werkstand; aan het einde van de zwenkslag wordt het einde van de stijve verbinding 42 of 42' gestoken in het klemsysteem 38, 38'.During the melting of an electrode, the operation is as follows: the electrode support is pivoted from the charging position to the working position; at the end of the swing, the end of the rigid connection 42 or 42 'is inserted into the clamping system 38, 38'.

Tijdens deze beweging blijft de soepele verbinding, gevormd 30 door de gekoelde kabels 34, 34', stilstaan, waardoor de bezwaren van de bekende inrichting worden vermeden daar de kabels niet op wringing worden belast tijdens de verplaatsingen van de elektrodesteunen. Verder is het door de uitvinding mogelijk de impedantie van het secundaire elektrische circuit belangrijk te verminderen, evenals de magnetische 35 straling, zoals men kan zien door vergelijking van de gearceerde delen van fig. 1 en 2.During this movement, the flexible connection formed by the cooled cables 34, 34 'remains stationary, avoiding the drawbacks of the known device since the cables are not subjected to twisting during the displacement of the electrode supports. Furthermore, it is possible by the invention to significantly reduce the impedance of the secondary electrical circuit, as well as the magnetic radiation, as can be seen by comparing the shaded parts of Figures 1 and 2.

-5- 7904590-5- 7904590

Claims

Electro slag melting device, characterized in that the electrical connection between the clamping system of the electrode support 20 on the electrode carriage and the power source is divided into two detachable parts, the division being arranged at the electrode carriage and established is due to the swinging of this.

2. Device according to claim 1, characterized in that the detachable connection for each electrode slide consists of a flexible connection of cooled electrical cables, mounted on a console, carried by the guide shoe of the slide, a clamping device being rigidly connected to the end of the supply cable and before the contact can receive another conductor formed by a rigid connection which feeds the clamp support of the electrode with one end and is free with its other end, which other end can be inserted into the clamping system, while this rigid part is carried by the pivoting electrode support.

3. Device according to claim 1, characterized in that the clamping system, whereby the secondary circuit can be broken at the level of the electrode slide, consists of pliers whose jaws are operable by hydraulic or pneumatic piston-cylinder units.

Device according to claim 1, characterized in that the -6- 7904590 Λ 6 clamping system, which can break the secondary circuit, is in the form of a conductor. 7904590