DE2240974A1 - Kokille fuer oefen zum elektroschlackeumschmelzen von metall - Google Patents

Description

• KOKILLE FÜR ÖFEN ZUM ELEKTROSCHLACKE-UMSCHMELZEN VON METALL Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kokillen, die in Ofen um Elcktroschlacke-Umschmelzen von Metall verwendet werden. Solche Kokillen sind zum Fbrmen eines LXetallblocks aus der umzuschmelzenden Abschmelz elektrode bestiinrnt.
• Im Verlaufe des Prozesses der Elcktroschlacke-Umschmelzu wird über dem Kopf des zu formenden Blocks ein Ketall-und ein Schlackenbad aufrechterhalten. Nach Beendigung des Vorganges werden die Abschmelze@lektroden abgeschaltet und der Block gekühlt, wobei man diesen in der gekühlten Kokille bis zum vollständigen Erstarren von Metall und Schlacke auf dem Blockoberteil verweilen läßt.
• Zum Erstarren des Metalls bei großen Schlackenbadabmessungen müssen die Blöcke <in den Kokillen> bis zu 4-8 Stunden <> gehalten werden.
• Das nachfolgende Abtrennen der erstarren Schlacke vom Block ist ein arbeitsintensiver Vorgang und ist mit susätzlichem Aufwand an Zeit und Ausrüstungen verbunden.
• Blöcke mit eine Gewicht von 10 t und ner besitzen ihrem Volumen nach beträchtliche Metall- und Schlackenbäder.
• In Anbetracht dessen, daß das metall eine im Vergleich zur Schlacke höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt, findet das Erstarren des Metallbades nach Beendigung der Elektroschlacke-Umschmelzung der Abschmelz- Elektroden bedeutend schneller als das Erstarren des Schlackenbades statt.
• In diesem Fall wird die Haltezeit des Blocks in der Kokille nicht durch die Erstarrungszeit des flüssigen Metalls des Bocks, sondern durch die Erstarrungszeit der flussigen Schlacke bestimmt.
• So z,3. reicht für die Erstarrung des flüssigen Metalls nach dem Elektroschlacke-Aufschmelzen eines 15 t schweren Blocks eine Stunde aus, während für die Erstarrung der über dem Metall befindlichen Schlacke über 3,5 Stunden erfordedrich sind. Wird der Block vor der angegebenen Zeit herausgezogen, so kann die flüssige Schlacke die Kruste durchbrechen und eine Betriebsstörung vorursachen.
• Bei der derzeitigen Technologie des Elektroschlacke-Umschmolz ens von Abschmelz- Elektroden zu großtonnagigen Blöcken sind also erzwungene Stillstandszeiten zu verzeichnen, welche <bis zu mehreren Stunden>bei jeder Schmelze erreichen.
• Außerdem setzt die lange Abkühlung des Blocks in der Lokille die Metallqualität besonders im Blockfuß herab.
• Wenn härtbare Stähle umgeschmolzen werden, kann dies zur Bildung von Kaltrissen im Block führen.
• Es wurden Versuche unternommen, die flüssige Schlacke nach beendigung des Elektroschlacke-Prozesses aus der Kokille zu entfernen. Hierzu wurde vorkeschlagen, die flüssige Schlacke vom Bloekkopf mittels einer Saughebervorrichtung oder durch Verdrängen beim Absenken<in die Schlacke>des verbreiterten Teils des Elektrodenrestes zu entfernen.
• In einem gewissen Maße läßt das die für das Entfernen der Schlacke erforderliche Zeit verringern, erfordert jedoch die Verwendung von Zusatzeinrichtungen.
• Bekannt ist der Injektionsabfluß far Schlacke aus den Schlackenschmelzöfen, welcher aber einen i'Tachte il hat, der in übermäßig groBen Abmessungen der Vorrichtungen und in der zeit- und kraftraubenden Bedienung zum Ausdruck kommt.
• Die zur Zeit für die Durchführung des Elektroschlacke-Prozesses zum Einsatz gelangenden Kokillen besitzen keine Vorrichtungen zum Abfluß der flüssigen Schlacke.
• Z.reck der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der vorstehend erwähnten Schwierigkeiten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kokille mit einen Mittel zum Abfluß der Schlacke zu schaffen, welches einen schnellen und sicheren Schlackenabfluß und dadurch eine Vergrößerung der Ofenarbeitszeit gewährleistet.
• Diese Aufgabe ist durch Schaffung einer Kokille für Öfen zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metall gelöst, welche einen Hohlraum für das Metall- und das Schlackenbad begrenzende Wände aufweist und bei welcher gemäß der Erfindung in der Zone des Schlackenbades in der Kokillenwand eine Öffnung für den Schlackenabfluß ausgeführt ist, die durch einen Stopfen aus einem gegenüber der Schlacke chemisch beständigen Feuerfeststoff, beispielsweise Graphit, verschließbar ist. D3s spezifische Gewicht des letzteren ist geringer als das der Schlacke.
• Eine solchc Kokille erlaubt es, die flüssige Schlacke schnell und sicher vom Blockkopf zu entfernen und dadurch die nicht produktiven Stillstandszeiten des Ofen zu verringern.
• Es , ist zweckmäßig, die Kokille längs der Horizontalebene teilbar auszuführen und die vorerwähnte Öffnung für den Schlackenabfluß in ihrem verbreiterten abnehmbaren Oberteil anzubringen.
• Das Vorhandensein des abnehmbaren verbreiterten tokillenteils ist bei der Auswechselung bequem und, ermöglicht es, ,eim Umsehmelzen verschiedene Anzahl von Elektroden zu verwenden, wobei das Verhältnis der Gesamtfläche ihrer Quer-Schnitte zur Fläche des zu erschmelzenden Blocks 0,8-1,2 betragen wird.
• Vortei'lhaft @ wird die Kokille mit einer Vorrichturn, beispielsweise mit einem pneumatischen Schlagmechanismus zum Äussciilagen des Stopfens aus der b Öffnung für den Schlackenabfluß versehen.
• Hierdurch kann das Entfernen des Stopfens aus der Öffnung. für den Abfluß der Schlacke mechanisiert werden.
• Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel einer Kokille mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, auf der eine erfindungs@emäße Kokille im Längsschnitt durch die Vertikalebene gezeigt ist.
• Die Kokille für einen (aus der Zeichnung nicht ersichtlichen) Ofen zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metall weist wassergekühlte Wände 2 auf, welche einen Hohlraum 3 für den Block und das Schlackenbad 4 bilden. Der obere Teil 5 der Lokille 1 kann abnehmbar und breiter als der untere ausge-Aufnahme f-Whrt werden. Dieser oberc Teil ist zur des Schlackenbades 4 bestininit. In der Wand der Kokille 1 ist in der Zone des Schlackenbades 4 eine Öffnung 6 für den Schlackenabfluß ausgeführt, die durch einen Stopfen 7 aus einem gegenüber der Schlacke chemisch beständigen Feuerfeststoff, beispielsunter dem weise Graphit, dessen spezifisches Gewicht der Schlacke liegt, verschließbar ist.
• Zum Ausschlagen des Stopfens 7 aus der Öffnung 6 kann ein pneumatischer Schlagmechanismus 8 verwendet werden, während zum Leiten der Schlacke in einen nicht dargestellten Sammelbehälter eine Rinne 9 vorhanden ist, deren Arbeitsfläche mit Graphit bedeckt ist.
• Die Arbeit der Kokille läuft folgenderweise ab.
• Nach Beendigen der Schmelze wird der pneumatische Schlagmechanismus 8 eingeschaltet, vermittels dessen der Graphitstopfen 7 aus der öffnung 6 für den Abfluß der Schlacke ausgeschlagen wird. Der pneumatische Schlagmechanismus 8 wird dann in die Ausgangsstellung zurückgeführt, der Stopfen 7 schwimmt auf und die Schlacke fließt aus der Kokille 1 tiber die Rinne 9 in den Sammelbehälter ab.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   l. Kokille für Öfen zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metall, welche einen Hohlraum für das Metall- und das Schl-ckenbad begrenzende Wände aufweist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h-n e t, daß in der Zone des Schlackenbades (4) in der Wand (2) der Kokille (1) eine Öffnung (6) für den Schlackenabfluß ausgeführt ist, die durch einen Stopfen (7) aus einem gegenüber der Schlacke chemisch beständigen Feuerfeststoff, beispielsweise Graphit, dessen spczifisches Gewicht der Schlacke @@@@, verschließbar ist.
2. 2. Kokille nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß sie längs der Horizontalebene teilbar ausgeführt ist, wobei die vorerwähnte Öffnung (6) für den Abfluß der Schlacke im verbreiterten abnehmbaren Oberteil (5) angebracht ist.
3. 3. Kokille nach Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e -t, daß sie mit einer Vorrichtung versehen ist, die einen pneumatischen Schlagmechanismus (8) zum Ausschlagen des Stopfens (7) aus der erwähnten Öffnung (6) für den Schlackenabfluß darstellt.

   L e e r s e i t e