DE10156966C2

DE10156966C2 - Elektroschlacke-Umschmelzanlage mit einer Kokille, einer Haube und einer motorisch angetriebenen Elektrodenstange

Info

Publication number: DE10156966C2
Application number: DE10156966A
Authority: DE
Inventors: Karl Herchenroether; Arno Niebling; Georg Mauroschat; Ulrich Biebricher
Original assignee: ALD Vacuum Technologies GmbH
Current assignee: ALD Vacuum Technologies GmbH
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: DE10114133C1; DE10156966A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektroschlacke-Umschmelzanlage mit einer ortsfesten Kokille für den Aufbau eines Blockes aus umgeschmolzenem Material mit einer senkrechten, motorisch angetriebenen Elektroden stange für den Vorschub der Abschmelzelektrode und mit einer ober halb der Kokille angeordneten aus mindestens zwei quer zur Längs achse der Elektrodenstange verfahrbaren schalenförmigen Teilen bestehenden, die Abschmelzelektrode umschließenden Haube mit mindestens einer zur Elektrodenstange konzentrischen am oberen Ende der Haube vorgesehenen Öffnung für den Durchtritt der Elektro denstange.

Eine Umschmelzanlage ist durch die DE-AS 20-31 708 bekannt, bei der die Haube der Reduzierung von Strahlungsverlusten dient, weshalb die Haube mit einer mineralischen Wärmedämmung ausgekleidet ist. Die Öffnung in der Haube der vorbekannten Anlage dient dem Durchtritt der Abschmelzelektrode selbst und ist hierfür entsprechend groß dimensio niert.

Weiterhin beschreibt die DE-OS 42 04 757 einen Umschmelzofen mit einem Tiegel und einem darauf aufgesetzten, nach außen hin abge dichteten, durch eine Hubeinrichtung vom Tiegel abhebbaren Kessel, welcher eine Durchführung aufweist, durch die mittels einer Dichtung und einem Federbalg abgedichtet eine elektrisch abschmelzbare Elek trodenstange bis in den Tiegel führt, wobei eine von einer über Wiege zellen ortsfest abgestützten Wiegeplattform gehaltene untere Plattform die Dichtung der Durchführung trägt, an die der Federbalg mit seinem oberen Ende befestigt ist, während sein unteres Ende auf dem Kessel aufsitzt. Die Hubeinrichtung ist auf der Wiegeplattform abgestützt und zum Anheben der unteren Plattform ausgebildet, wobei der Kessel durch eine beim Aufsitzen des Kessels auf dem Tiegel Spiel aufweisende Mitnehmerverbindung mit der unteren Plattform Verbin dung hat.

Schließlich ist eine Elektroschlacke-Umschmelzanlage bekannt (DE-OS 39 01 297) mit einer Kokille für den Aufbau eines Blocks und einer über der Kokille angeordneten Haube, wobei die Haube in bezug auf ihre senkrechte Achse in seitlich bewegliche Schalen unterteilt ist, von denen jede mit ihrer Unterkante weitgehend gasdicht mit dem oberen Teil der Kokille verbunden und mit ihrer Oberkante an einer zweiten Abdichtstelle gasdicht gegenüber der Elektrodenstange abgedichtet ist, wobei die Haube einen Innenraum von solchem Querschnitt und solcher Höhe aufweist, dass sich das obere Ende der Abschmelzelek trode in ihrer am weitesten angehobenen Stellung unterhalb der zwei ten Abdichtstelle der Haube befindet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umschmelzanlage zu schaffen, bei der der Schmelzraum druckdicht verschließbar ist, bei der der Druck im Schmelzraum in weitem Bereich regelbar ist und bei der Kokillen unterschiedlicher Größe und ebenso auch Abschmelzelektroden mit verschiedenen Durchmessern verwendbar sind, ohne dass es notwendig ist, Hauben verschiedener Konfiguration und Größe bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der Kokille und der mehrschaligen Haube ein den unteren Rand der Haube und den oberen Rand der Kokille druckdicht verbindender Rohr stutzen vorgesehen ist, der an die Rohrleitung einer Schutzgasquelle angeschlossen und dessen untere Randpartie mit einem Flansch ver sehen ist, der die Anpassung an Kokillen unterschiedlicher Durch messer gestattet.

Weitere Merkmale und Einzelheiten sind in den Patentansprüchen näher beschrieben und gekennzeichnet.

Die Erfindung lässt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in den anhängenden Zeichnungen näher dargestellt und beschrieben.

Die Zeichnung zeigt eine Elektroschlacke-Umschmelzanlage, die auf einem Hallenboden 2 aufgestellt ist, wobei durch eine Öffnung 3 im Hallenboden 2 eine Kokille 4 in eine Grube ragt, von der nur der Grubenboden 5 dargestellt ist. Bei der Kokille 4 handelt es sich um eine herkömmliche, wassergekühlte Standkokille. Über dem Hallenboden 2 befindet sich ein Ofengestell 6 mit mehreren vertikalen Säulen 7, 8, von denen jedoch nur zwei dargestellt sind. Die Säulen 7, 8 tragen ein Auflager 9, das mit einer zentralen Öffnung 10 versehen ist, durch die eine Elektrodenstange 11 hindurchgeführt ist, deren unteres Ende mit der Abschmelzelektrode 12 fest verbunden ist, die ihrerseits bis in das flüssige Schlackenbad 13 oberhalb des flüssigen Metallsumpfes 14 des erstarrten Umschmelzblockes 15 ragt.

Das obere Ende der Elektrodenstange 11 steht mit dem Antriebsaggre gat 16 in Wirkverbindung. Eine Messplattform 17, die sich über mehrere Gewichtsmesselemente 18, 18', . . . auf der Plattform 9 abstützt, ist mit einem Gelenklager 27 verbunden und dient der Halterung und Führung der Elektrodenstange 11.

Oberhalb der Kokille 4 ist ein Rohrstutzen 19 angebracht, der sich über einen Flansch 20 an seinem unteren Ende druckdicht auf der Kokille 4 abstützt und auf dem andererseits eine zweischalige Haube 21, 21' auf liegt, deren beide Halbschalen 21, 21' von Haken 22, 22' gehalten sind, die in den Pfeilrichtungen A bzw. B verfahrbar sind, wobei die Zeich nung die Halbschalen 21, 21' in beiden Positionen zeigt. Beide spiegel symmetrisch zusammengeschobenen Halbschalen 21, 21' sind mittels einer elastomeren Ringdichtung 23 gegenüber dem Rohrstutzen 19 abgedichtet.

Am oberen Ende der von den beiden Halbschalen 21, 21' gebildeten Haube ist eine Gleitdichtung 24 vorgesehen, durch die die Elektroden stange 11 hindurchgeführt ist. Außerdem ist eine nicht näher darge stellte Stromversorgung über die Kabel 25 für die Elektrodenstange 11 vorhanden. An den Rohrstutzen 19 ist eine Rohrleitung 26 angeschlos sen, über die der Raum 32, 34 oberhalb des Schlackenbads 13 mit einem Schutzgas (z. B. Argon) gefüllt werden kann, so dass die Umgebungsluft nicht an die Schmelze 14 gelangen und das Umschmelzen unter defi niertem und regelbarem Druck erfolgen kann. Dargestellt sind außer dem eine Leitung 28 für den Gasabzug, aus dem mit Schutzgas füll baren Raum 32 und ein Meßgerät 31 zur Anzeige des Gasdrucks in diesem Raum 32. Parallel zur Elektrodenstange 11 sind Strom schienen 29, 30 vorgesehen, die zur Rückleitung des Schmelzstromes dienen.

Der Gegenstand der eigentlichen Erfindung wird wie folgt beschrieben: Oberhalb der Kokille 4 befindet sich ein Rohrstutzen 19, der mit einem Flansch 20 versehen ist, der so bemessen und konfiguriert ist, dass sich auf ihm einerseits Kokillen 4 mit unterschiedlichen Durchmessern D druckdicht anlegen können und andererseits Abschmelzelektroden 12 mit verschiedenen Außenabmessungen E und Konfigurationen anpass bar sind. Die weiteren Außenabmessungen des Rohrstutzen 19 sind außerdem der zweischaligen Haube 21, 21' angepasst, so dass mittels eines geeigneten Rohrstutzens 19 und eines plattenförmigen Auflagers 36 sichergestellt werden kann, dass der Ringraum 32 zwischen einer Abschmelzelektrode 12 und der Innenwand der Kokille 4 bzw. der Innenwand des Rohrstutzen 19 bzw. der Ringraum 39 stets so klein wie möglich gehalten werden kann, ohne dass größere Veränderungen der Umschmelzanlage erforderlich werden. Es ist außerdem durch das Auffüllen des Ringraums 32, 39 bzw. des Schmelzraums 34 mit Argon möglich, den Zustrom von Außenluft an die Schmelze 14 zu verhindern, was eine genauere Schmelzratenregelung ermöglicht. Die zwischen dem Rohrstutzen 19 und der zweiteiligen Haube 21, 21' vorgesehenen Ringdichtung 23 ermöglicht sowohl einen offenen wie auch einen geschlossenen Schmelzbetrieb, so dass keine Umrüstzeiten anfallen. Das Pendellager bzw. Lager mit Kreuzgelenk bzw. Kardangelenk 27 erlaubt im übrigen eine sehr genaue Führung der lotrecht hängenden Abschmelzelektrode 12 in der Kokille 4 bzw. in der Haube 21, 21' und dem Rohrstutzen 19.

Auflistung der Einzelteile

2

Hallenboden

3

Öffnung

4

Kokille

5

Grubenboden

6

Ofengestell

7

Vertikale Säule

8

Vertikale Säule

9

Auflager

10

Zentrale Öffnung

11

Elektrodenstange

12

Abschmelzelektrode

13

Schlackenbad

14

Metallsumpf

15

Umschmelzblock

16

Antriebsaggregat

17

Messplattform

18

Gewichtsmesselement

19

Rohrstutzen

20

Flansch

21

zweischalige Haube

22

Haken

23

Ringdichtung

24

Gleitdichtung

25

Stromleiter

26

Rohrleitung

27

Gelenklager

28

Abzugsleitung

29

Stromschiene

30

Stromschiene

31

Druckmessgerät

32

Ringraum

34

Schmelzraum

36

Auflager

39

Ringraum

50

Metallbalg

Claims

1. Elektroschlacke-Umschmelzanlage mit einer ortsfesten Kokille (4) für den Aufbau eines Blockes (15) aus umgeschmolzenem Material mit einer senkrechten motorisch angetriebenen Elektrodenstange (11) für den Vorschub der Abschmelzelektrode (12), mit einer oberhalb der Kokille (4) angeordneten, aus min destens zwei quer zur Längsachse der Elektrodenstange (11) verfahrbaren aus schalenförmigen Teilen (21, 21') bestehenden, die Abschmelzelektrode (12) umschließenden Haube, mit mindes tens einer zur Elektrodenachse konzentrischen, am oberen Ende der Haube vorgesehenen Öffnung (24) für den gasdichten Durchtritt der Elektrodenstange (11), mit einem, zwischen der Kokille (4) und der Haube (21, 21') angeordneten und den unte ren Rand der Haube (21, 21') mit dem oberen Rand der Kokille (4) druckdicht verbindenden Rohrstutzen (19) und mit einer, den vom Rohrstutzen (19) umschlossenen Raum (32) mit einer Schutzgasquelle verbindenden Rohrleitung (26).

2. Elektroschlacke-Umschmelzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrstutzen (19) mit einer Absaugleitung (28) verbunden ist, über die das Gas aus dem Raum (32) oberhalb des flüssigen Schlackenbads (13) absaug bar ist.

3. Elektroschlacke-Umschmelzanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrstutzen (19) mit einem Flansch (20) an seinem unteren Ende versehen ist, der so bemessen ist, dass er auf der oberen Stirnfläche der Kokille (4) druckdicht aufliegt.

4. Elektroschlacke-Umschmelzanlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrstutzen (19) mit einer Nase (29) versehen ist, über die der Rohrstutzen (19) mit einer ortsfesten Halterung verbindbar ist, die eine Schwenkbewegung des Rohrstutzens (19) quer zur Längsachse der Elektrodenstange (11) gestattet.