SE430573B - Anordning for tillforing av smelt stal till ett got under stelnande - Google Patents

Description

7801309-1 2 utsträckning i den återstående delen av götet, som därefter skall omvandlas till den färdiga produkten, vilket orsakar en minskning av kvaliteten och i vissa fall även kassering. Det mest kritiska legeringselementet, som kräver kontroll vid försök att eliminera olikformig sammansättning i ett göt, är kol.

Ett flertal metoder har utvecklats under senare år för att minimera effekterna av dessa problem samt för att hantera de problem, som huvudsakligen beror på stelningsmönstret. I synnerhet efter de otillfredsställande egenskaperna hos de s.k. exotermiska sjunkboxarna har man föreslagit att efterfylla (top up) kokillen under stelnandet av götet med ytterligare mängd smält stål med låg kolhalt samt låg halt av andra mer lättsegrande element. Ändamålet har varit att utspäda det smälta stålet och sänka koncentrationen av de två element som har den största benägenheten till segring (dvs. kol och svavel).

Vid den första tillämpningen (hot-topping, eftertappning, etc.) utfördes tillsatser av smält stål med intervall under götets stelnande, varvid man tagit den erforderliga eftertappningsmetallen från en smälta med reglerad speciell sammansättning. Den huvud- sakliga olägenheten med denna metod är att ett fast skikt av oxidationsprodukter bildas vid den öppna änden av götet under den långa tidrymden mellan successiva eftertappningsoperationer.

Avlägsnandet av detta skikt före tappningen av nästa tillsats av stål har visat sig vara en ytterst besvärlig operation, som åtföljts av oundvikliga omrörningseffekter samt av risken för förorening av götet med icke strikt metalliska inneslutningar.

När elektroslaggomsmältningsmetoden (ESR) visade sig vara användbar, insåg man att denna metod skulle kunna ge en kontinuer- lig ström av smält stål för eftertappningsändamål, vilket skulle möjliggöra en hög grad av reglering av både krympnings- och seg- ringsfenomenen.

Tillfredsställande resultat har erhållits med ESR för denna användning. Emellertid har vissa negativa sidoeffekter uppkommit, vilket icke har kunnat undvikas. Vissa av dessa olägenheter beror på det förhållandet, att den elektriska krets som tillför den erforderliga effekten åstadkommes mellan elektroden (konsumerbar eller icke konsumerbar) och kokillbottnen. Till följd härav passerar strömmen genom smältpölen och det därmed förenade elektro- 7301309-1 3 magnetiska fältet åstadkommer turbulenta strömningar i metall- smältan, som kan nedbryta eller störa stelningsfronten och medföra inneslutning av slagg och eldfasta partiklar i götet.

Med denna typ av krets är dessutom längden och komplexiteten av den elektriska ledningsbanan ofta avsevärd beroende på ogynn- samma geometriska proportioner hos systemet och pâ den ofta avse- värda storleken hos göten. Kretsen uppvisar därför hög impedans och medför en avsevärd fasförskjutning, vilket sänker systemets effektivitet och ökar kostnaderna för effektkällan (som nödvändigt- vis måste vara överdimensionerad).

Uppfinningen avser en anordning för tillföring av smält metall med användning av ESR-metoden till ett göt under stelnande för att kompensera för krympnings~ och segringsfenomen och känne- tecknas av att anordningen väsentligen utgöres av en elektrodenhet innefattande minst en huvudelektrod och en långsträckt rörformig ihålig sekundärelektrod anordnad koaxiellt runt den första elekt- roden med kvarlämnande av ett lämpligt mellanrum mellan elektro- derna, varvid huvudelektroden och sekundärelektroden är anslutna till var sin pol av strömkällan.

Båda elektroderna kan vara antingen konsumerbara eller icke- -konsumerbara, vattenkylda eller icke-vattenkylda, men företrädesvis är endast den första, centrala elektroden av den konsumerbara typen.

Den nya typen av elektrodenhet har en huvudsaklig fördel: Den begränsar det elektriska strömflödet till det ledande slagg- skiktet, så att på sin höjd endast det översta skiktet av den underliggande smälta metallpölen innefattas i den elektriska ström- banan. Regleringssystemet som är förenat med enheten tillåter mycket noggrann reglering av de omrörningsströmmar, som genereras av den elektriska strömmen i metallsmältan.

Uppfinningen erbjuder andra icke mindre betydelsefulla för- delar. Sålunda gör uppfinningen det möjligt att undvika all separat slaggsmältande utrustning och eliminerar behovet av att placera den fasta slaggen på toppen av den smälta metallpölen under igång- sättningsoperationen.

Från början är den nedre änden av den andra elektroden, dvs. det rörformiga höljet, tillsluten exempelvis genom fastsvetsning av en metallplåtfläns till denna ände, så att man åstadkommer en behållare för den fasta slaggen (pulverformig eller med lämplig 7801309-1 kornstorlek).

Den första elektroden införes därefter i den andra elektroden och mellanrummet mellan elektroderna fylles med den eventuella återstoden av den fasta slaggen.

På detta sätt kan hela enheten förberedas i förväg och därefter anbringas i kokillen ovanför metallsmältpölen färdig för användning.

När effekt påkopplas, smälter slaggen och metallplâtflänsen och metallslaggen strömmar ut på toppen av den smälta metallpölen, varefter processen med frammatning av ny smält metall till götet kan igångsättas för kompensering för krympning och segring.

Efter denna andra beskrivning av de principer på vilka upp- finningen är baserad kommer denna i det följande att beskrivas utförligare under hänvisning till den utföringsform, som visas på den bifogade ritningen och den fullständiga beskrivningen (enbart såsom ett icke begränsande exempel), varvid figuren visar en tvär- sektion genom elektrodenheten anordnad i götkokillen.

Allmänt innefattar uppfinningen att en första elektrod 1 är central i förhållande till götkokillen 2, varvid den andra elekt- roden 3 utgöres av ett rörformigt hölje anordnat koaxiellt i förhållande till den första elektroden.

För mycket stora göt eller plattämnen (rektangulär tvär- sektion med en sida mycket längre än den andra) kan elektroden 1 ersättas med två eller fler elektroder, vilka alla är anslutna till samma pol hos effektkällan. Den ihåliga elektroden 3 kan skräddar- sys för att passa götets geometriska form.

Både den centrala elektroden 1 och den rörformiga elektroden 3 kan vara av konsumerbar eller icke-konsumerbar typ, varvid i det sistnämnda fallet elektroderna kan vara utförda av antingen grafit eller av vattenkyld metall. Det är uppenbart att om båda elektro- derna är av icke-konsumerbar typ, användes de endast för tillföring av den erforderliga värmeenergin till den smälta metallpölen, under det att metall som erfordras för eftertappning av götet tillsättes separat antingen i pulverform eller enkelt såsom smält metall.

Om i stället båda elektroderna är av den konsumerbara typen kan dessas kemiska sammansättning väljas på sådant sätt, att den smälta metallen som tillföres till götkokillen har (i genomsnitt) den exakt erforderliga sammansättningen. 780"309-1 v- 5 I samtliga fall måste, oberoende av antalet och typen av använda elektroder, den centrala elektroden (eller elektroderna) 1 alltid vara ansluten till en pol och den rörformiga elektroden 3 till motsatt pol av strömkällan 4.

När den elektriska strömmen inkopplas kommer strömmen att passera från en elektrod till den motsatta elektroden genom slagg- badet 5 eller, på sin höjd, genom slaggbadet och det översta skiktet av den smälta pölen 6.

Genom justering av det djup till vilket elektroderna är ned- doppade i badet är det möjligt att reglera effekttillförseln och att reglera de cirkulerande strömmar som åstadkommas i metall- smältan av strömmen som passerar mellan elektroderna.

En ytterligare fördel med denna speciella lösning är att den elektriska impedansen hos systemet förblir i huvudsak konstant under drift, eftersom geometrin och egenskaperna hos den.elektriska kretsen undergår mycket begränsade variationer. Detta är särskilt effektivt för säkerställande av en hög grad av reglerbarhet.

Såsom ett resultat är det möjligt att: (a) optimera fördel- ningen av legeringselementen i götvolymen och att därför åstadkomma större frihet från segring, (b) samtidigt säkerställa avlägsnandet av icke-metalliska inneslutningar (exempelvis slaggpartiklar) från metallsmältan och åstadkomma en optimal stelningsfront för att förhindra bildningen av hâlrum och porositet i götet.

Claims (1)

1. 7831309-1 (n PATENTKRAV Anordning för tillföring av smält metall med använd- ning av ESR-metoden till ett göt under stelnande för att kompensera för krympnings- och segringsfenomen, k ä n n e - t e c k n a d därav, att anordningen väsentligen utgöres av en elektrodenhet innefattande minst en huvudelektrod och en långsträckt rörformig ihålig sekundärelektrod anordnad koaxiellt runt den första elektroden med kvarlämnande av ett lämpligt mellanrum mellan elektroderna, varvid huvudelektroden och sekundärelektroden är anslutna till var sin pol av ström- källan.