DE2321447A1 - Anlage zum elektroschlacke-umschmelzen - Google Patents

Description

• ANLAGE ZUM ELEKTROSCHLACKE-UMSCHMELZEN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Elektromstallurgie, insbesondere auf Anlagen zum Elektroschlacke-Umschmelzen von Metall.
• Am zweckmäßigsten ist die Erfindung bei der Erschmelzung von Blöcken durch gleichzeitiges Umschmelzen von mehreren Elektroden zu verwenden, deren Anzahl mehr als vier und durch zwei teilbar ist.
• Es sind Anlagen zum Elektroschlacke-Umschmelzen von zwei gleichen Elektrodengruppen in einer gekühlten Kokills bekannt.
• Jede Gruppe besteht zumindest aus zwei Elektroden, die an die Sekundärwicklung eines Einphasentransformators angeschlossen sind. Der Untersatz und die Kokille sind mit der Mittelanzapfung des genannten Transformators elektrisch verbunden.
• Zur Erzielung hoher betriebswirtschaftlicher Kennzahlen beim Umschmelzen, zur Verminderung des Elektroenergieverbrauchs je Tonne umgeschmolzenen Metalls und zur~Verringerung der Leistung aes aen Oren speisenden Einphasentransformators wird eine Reihenanschaltung der Elektroden an die Sekundärwicklung des erwähnten Transformators verwendet. Die sine Hälfte der Elektroden (die eine Gruppe) wird an ein Ende der Sekundärwicklung des Transformators und die andere Hälfte (die andere Gruppe) an das andere Ende angeschlossen.
• Bei den bekannten Anlagen werden die Elektroden jeder Gruppe in einer Reihe nebeneinander angeordnet, während die Elektrodengruppen einander gegenüberliegend- angeordnet werden.
• Beim Schmelzen <in diesen Anlagen> wird der Wechselstrom<> auf die Oberfläche der Elektroden verdrängt, welche den Elektroden der entgegengesetzten Polung zugekehrt ist, d.h. die innere Oberflächen der Elektroden, die den Elektroden der entgegengesetzten Polung zugewandt sind, in einem grösseren Maße erwarmt «werden»als die Außenflächen, Beispielsweise kann beim Umschmelzen von Elektroden mit 200 mm Dicke aus Magnetstnhl der Temperaturunterschied über den Querschnitt der Elektroden 2000 erreichen. Bei einer derart großen Temperaturdifferenz im Querschnitt krümmen sichdie Elektroden und es entsteht die Gefahr, daß die Elektroden die Wand der kokille berühren und somit diese Wand durchbrennen. Um die Berührung der Wände durch die Elektroden auszuschließen, vergrößert man deshalb bei diesen Anlagen den Querschnitt der Kokille oder vermindert man den Querschnitt der Elektroden bei gleichzeitiger Vergrößerung ihrer Länge und folglich auch der Höhe der Anlage. In diesen Fällen nehmen die Wärmeverluste zu und vergrößert sich der Elektroenergieverbrauch je Tonne umgeschmolzenes Metall. Auch wird wegen der bedeutenden Erhitzung der Oberflächen der Elektroden das Elektrodenmetall auf diesen Oberflächen oxydiert, so daß @ Oxydationsprodukte in die Schlacke gelangen und den Reinigungsgrad des Metalls verschlechtern. Beim Umschmelzen von Elektroden, die vor der Umschmelzung eine Krümmung aufwiesen, was in der Praxis immer möglich ist, können die Abstände zwischen den Elektroden unterschiedlicher Polung verschieden sein. In diesem Ball schmelzen die Elektroden, deren Abstand voneinander kleiner ist, mit geringerem Eintau-.
• chen in das Schlackenbad, und die Elektroden, zwischen denen der Abstand grösser ist, schmelzen mit einem tieferen Eintauchen in das Schlackenbad. Dies führt zur Bildung von Fehlern auf der Blockoberfläche und zur Verschlechterung der Metall qualität.
• Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die oben aufgezählten Nachteile zu beseitigen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Elektroschlacke-Umschmelzen vbn zwei iElektrodengruppen zu schaffen, die im Vergleich zu den bekannten Anlagern eine gleichmäßigere und verminderte Erwärmung der Elektroden über deren Querschrlitt sicherstellt, Gefahr einer bei welcher die / Krümmung der Elektroden ihrer Länge nach und die Möglichkeit der Oxydation von Elektrodenmetall verringert ist.
• Dies wird bei einer Anlage zum Elektroschlacke-Umschmelzen mit einer gekühlten Kokille und zwei gleichen Elektrodengruppen , . von denen jede zumindest aus zwei Elektroden besteht und an eines der Enden der Sekundärwicklung eines Einphasentransformators angeschlossen ist, wobei die Mittelanzapfung dieser Wioklung elektrische VerbindnnE mit dem Untersatz und der Kokille hat, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei am nächsten benachbarte Elektroden eine entgegengesetzte Polung aufweisen.
• Das Resultat einer solchen Lösung ist eine Anlage, die ein gleichmäßiges Abschmelzen der Elektroden gewährleistet, wodurch hochwertige Blöcke @verschiedenster Querschnitte und: Gewicht erschmolzen werden können.
• Es ist zweckmäßig, wenn. -, der Abstand zwischen den an nächsten benachbarten Elektroden gleich ist und zwischen dem 0,1 bis 2,0fachem der Elektródendicke liegt.
• das -fache Bei einem/0,1/der Elektrodendicke unterschreitenden Abstand ist ein Schmelzen der Elektrode auf der Schlackenbadoberfläche und deren.intensive Oxydation möglich.
• Bei einem Abstand zwischen den Elektroden, der zwei Elektrodendicken überschreitet, ist die Bildung von Oberflächenfehlern@am Block in den Zwischenräumen zwischen den @@ äußeren Elektroden und die Bildung von Fehlern im Block makrogefüge@ möglich.
• Beim Umschmelzen in eine@ Anlage nach der Erfindung wird der Strom über den Querschnitt der Elektrode gleichmäßiger verteilt, und die rwärmung dieser Elektrode an: den Oberflächen, die benachbarten Elektroden zugekehrt sind, ist geringer, weil die maximale Stromdichte auf diesen Oberflächen gegenüber der Stromdichte bei den bekannten Anlagen geringer ist.
• Zum Erschmelzen von Blöcken mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt ist es vorteilhaft, die Elektroden in der Kokille am Umgang ihres Querschnitts anzuordnen.
• Zum Erschmelzen von Blöcken mit rundem Vollquerschnitt sind bevorzugt die Elektroden in der aentralen Zone der Kokille über deren Querschnitt anzuordnen.
• Zur Verminderung der Geschwindigkeit des BlOckanwachsens und zum Schmelzen @ mit tflachem Metallbad sind die Kokille und der Untersatz um einen Abstand : Waagerecht Verschiebbar angeordnet, der gleich oder größer als die Hälfte des Abstandes zwischen den Querschnittsmittelpunkten zweier benachbarter Elektroden ist. - -Jedoch kann auch @ der Elektrodenhalter um einen Abstand - waagerecht: verschiebbar angeordnet -sein, der gleich oder größer als der Abstand zwischen den Querschnittsmittelpunkten zweier benachbarter Elektroden ißt.
• Zum Erschmelzen von runden Blöcken mit Vollqrschnitt und runden Hohiblöcken ist es vorteilhaft, wenn - der Elektrodenhalter und die Kokille mit Untersatz in der Horizontalebene drehbar sind.
• In der Anlage kann der Beginn des Umschmelzvorgangs sowohl durch Eingießen flüssiger Schlacke in die Kokille als auch durch Schlackenschmelzen in der Kokille mit Ab schmelzelektroden oder durchin die Kokille eingeführte nicht abschmelzende Elektroden erfolgt.
• Zweckmäßig, ¢ . wird die Schlacke in den Bodenteil der Kokille wmittels einer Einrichtung zum steigenden Guß ein gegossen, welche derart ausgeführt ist, daß die Offnung zur Einführung der Schlacke in die Kokille neben der Kokillenwand zwischen zwei nächstliegenden Elektroden angebracht ist. Bei der Anordnung dieser Öffnung zwischen den Elektroden berührt die Schlacke gleichzeitig zwei Elektroden entgegengesetzter Polung, und auf diese Weise wird eine genaue Bestimmung des Schlackenstandes in der Kokille erzielt.
• Bei einer solchen Anordnung der Offnung zum Einführen der Schlacke ist es außerdem möglich, zur Verringerung der Metallabfälle im Blockfuß das Schmelzenbei hohen Temperaturen der Schlacke ohne Eindringen des Metalls in diese Öffnung zu beginnen. Das Metall, welches in die Öffnung hineingerät,behindert die Weiterbehandlung des Blocks(bei Transport, Schmieden und Walzen), und deshalb ist zusätzlicher Aufwand erforderlich, um disses Metall nach dein Schmelzenvom Block abzutrennen.
• Beim Erschmelzen von Blöcken mit rundem Vollquerschnitt und von Hohlblöcken ist es ,. wenn die Elektroden vorteilhaft der beiden Gruppen in einer Reihe angeordnet sind,/die Offnung zum Einführen der Schlacke zwischen zwei am nächsten benachbarten Elektroden anzuordnen, welche sich in der zentralei23ne der Kokille befinden.
• Beim Erschmelzen von Blöcken mit rechteckigem Querschnitt wird vorteilhaft wenn die Elektroden der beiden Gruppen in einer Reihe angeordnet sind, ; die Orfnung zum Einführen der Schlacke in die Kokille der anlage zwischen zwei am nächsten benachbarten Elektroden . der zentralenzone der Kokille angeordnet, Beim Schmelzen der Schlacke in der Kokille durch Abschmelzelektroden kann man in der Anlage einen beannten Impfer in Form einer Metallplatte verwenden, die den Untersatz vor Lichtbögen beim Schlackenschmeizen schützt und auf dem Untersatz unter den benachbarten Elektroden der beiden Gruppen angeordnet ist. Diese als Impfer dienende Metallplatte kann auf dem Untersatz unter zwei benachbarten Elektroden der beiden Gruppen befestigt werden.
• Es wurde gefunden, daß der Abstand zwischen den Elektroden und dem Untersatz zweckmäßig minimal gewählt wird, damit - als Metallplatte verwendeten zwischen diesen Elektroden und der/Stahlplatte auf dem Untersatz aufeinanderfolgend elektrische Lichtbögen gezündet werden, welche die Schlacke schmelzen Auf diese Weise wird eine begrenzte Schmelzzone neben zwei Elektroden erzeugt, die solch allmählich über den gesamten Querschnitt der Kokille unter allmählicher Einführung der übrigen Elektroden in das Schlackenbad ausbreitet.
• Zur Vergrößerung der Umschmelzleistung können in der Angehalterte lage stromlos /Stahlrohlinge verwendet werden, die zwischen den stromdurchflossenen Elektroden unterschiedlicher Polung untergebracht und von den stromfürenden Teile * der Anlage isoliert werden.
• Es hat sich des weiteren erwiesen, daß es am vorteilhafgehalterten testen ist, wenn das Gesamtgewicht der stromlos / Rohlinge 10 bis 50 % vom Gewicht des zu bildenden @ Blocks beträgt.
• Hierbei muß in Betracht gezogen werden, daß je größer ein das Blockgewicht und der Elektrodenquersohnitt sind,/um so größerer Prozentsatz vom Blockgewicht an stromlos gehalterten Rohlingen möglich ist.
• Es ist am zweckmäßig, wenn @@ der Abstand zwischen den gehalterten entsprechend stromlos@/ Rohlingen und den Elektroden / der Dicke der Rohlinge bestimmt wird und 0,1 - 1,0 der Rohlingsdicke beträgt.
• Zur Herstellung von Blöcken großer Länge, bei deren Erschmelzen die Kühlung des Blockunterteils geregelt werden muß, sowie zur Erzeugung von Hohlblöcken und zum gleichzeitigen Erschmelzen von mehreren Blöcken mit Vollguerschnitt ist es vorteilhaft, die Kokille und den Untersatz senkrecht relativ zueinander verschiebbar auszuführen.
• Zur Aufrechterhaltung eineetallbaaspiegels in ,. . vorgegebener Höhe in der beweglichen Kokille wird die Anlage zweckmäßigerweise mit einem Geber für den Metallbadspiegel stand ausgerüstet, welcher in die Kokillenwand so eingebaut ist, daß seine wirksame Stirnfläche gegenüber einer der Abschmelzelektroden W liegt, wodurch es möglich wird, eine dünnere Kruste auf der Stirnfläche des Gebers als auf dem Block zu haben.
• Zur Aufrechterhaltung eines Metallbadspiegels in vorgegebener Höhe in bezug auf eine bewegliche Kokille wird der Geber für den Metallbadspiegelstand zweckmäßigerweise so in die Kokillenwand eingebaut, daß sich seine wirksame Stirnfläche zwischen zwei benachbarten Elektroden befindet. Hierdurch wird praktisch ausgeschlossen, daß Strom durch den Geber hindurchfließt.
• Ublicherweise verbleiben die Blöcke nach der Erschmelzung in der Kokille

  praktischZbis zur

  vollständigen Erstarrung der Schlacke.
• Deshalb wird nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung - @ zur Reduzierung der Haltezeitder Blöcke in der Kokille eine Einrichtung zum Schlackenabfluß verwendete die im oberen Teil der Kokille angeordnet ist und eine Öffnung zum Austritt der Schlacke aufweist, welche im Zwischenraum zwischen zwei nächstliegenden Elektroden angebracht ist.
• Dies gestattet es, . das Abschlacken vorzunehmen, während sich die Elektroden in der Kokille befinden.
• Je nach dem Blockquerschnitt kann sich die Öffnung für den Austritt der Schlacke am Ende der Schmelze in einem Abstand von 20-200 mm von dem Metallspiegel in der Kokille befinden.
• Die Öffnung zum Austritt der Schlacke wird zweckmaßigerweise in der Kokillenwand ausgeführt. Dies erlaubt es, die Leistungsfähigkeit der Anlage durch Reduzierung der Haltezeit des Blocks in der Kokille sprunghaft zu steigern.
• Entsprechend einer anderen Ausführungsvariante kann die Einrichtung zum Schlackenabfluß aus der Kokille ein Rohr zum Schlackenabsug besitzen, welches in die Schlacke zwischen zwei benachbarte Elektroden eingeführt ist, wodurch die Konstruktion der Einrichtung vereinfacht und deren Betriebssicherheit -verbessert werden.
• Ebenfalls zur Reduzierung der Haltezeit der Blöcke in der Kokille kann das in die Schlacke eingeführte Rohr zum Schlakkenabzug gekühlt~ausgeführt werden.
• Schließlich ist es vorteilhaft die Elektroden so anzuordnen, daß mindestens 20 % der Gessmtfläche inrer Querschnitte sich über dem den Block formenden Hohlraum der Kokille befinden.
• Beim Mehrfach-Umschmelzen werden die Elektroden vorzugsweise so angeordnet, daß sich mindestens eine Elektrode über einem Sc£iit1elzraum befindet.
• Im folgenden wird die Erfindunganhand einereingehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen Fig. 1 die Gesamtansichteiner Anlage nach der Erfindung während der Erschmelzung eines Hohlblocks mit einem Schnitt der Kokille durch die Vertikalebene; Fig. 2 das Schema der Anordnung von Elektroden in der kokille beim Erschmelzen eines Hohlblocks und Deren Anschaltung an die Transformatorwicklung; Fig. 3 das Schema der Anordnung von Elektroden in der Kokille beim Erschmelsen eines rechteckigen Blocks mit Vollquerschnitt und deren Anschaltung : an die Transformatorsekundärwicklung; Fig. 4 das Schema der Anordnung von vier Elektroden runden Querschnitts in einer Kokille mit rundem Querschnitt; Fig. 5 das Schema der Anordnung von Elektroden in einer Reihe beim Erschmelzen eines schmalen rechteckigen Blocks und die Schaltung der Elektroden an die Transformatorwicklung; Fig. 6 eine Kokille zum Erschmelzen von Hohlblöcken, Längsschnitt; gehalterten Fig. 7 das Schema der Anordnung von stromlos/ Rohlingen in der Kokille zum Erschmelzen von Hohlblöcken; Fig. 8 die Kokille mit Block am Ende des Umschmelzens mit einer Einrichtung zum Schlackenabzug, im Längsschnitt.
• Die in Fig. 1 dargestellte Anlage enthält eine hohle Metallsäule 1, in welcher nicht abgebildete Gegengewichte untergebracht sind. Die Säule kann mit quadratischem,rechteckigem und rundem Querschnitt ausgeführt sein. An der Säule 1 sind Führungen 2 -vorhanden und eine Zahnstange 3 befestigt.
• An der Säule 1 ist ein Wagen 4 zur Befestigung einer Kokille 5 m und ein Wagen 6 für Elektroden 7 montiert. Der Wagen 4 wird längs der Säule 1 mittels eines Antriebs 8 und der Wagen 6 mittels eines Antriebs 9 bewegt. Die beiden Wagen bewegen sich längs den Führungen 2 mit Hil@e der Zahnstange 3, mit welcher die Zahnräder der Antriebe 8 und 9 in Eingriff kommen.
• Neben der Säule der Anlage ist ein Gleis 10 vorhanden, auf dem sich ein Fahrwerk 11 mit Antrieb 12 bewegt. Auf diesem Fahrwerk 11 befindet sich ein Untersatz 13, welcher für die Bevestigung einer Eingußeinrichtung 14 zum Eingießen der Schlacke in den Bodenteil der Kokille 5 vorgerichtet ist, die Um in der Anfangsperiode des schmelzensauf dem Untersatz 13 aufgestellt ist, wie dies in Fig. 1 strichliert gezeigt ist. Äuf der oberen Fläche des Untersatzes 13 ist eine Aushöhlung 15 vorgesehen, die beim. Eingießen der Schlacke durchdie Eingußeinrichtung 14 den Hohlraum dieser ,inrichtung mit dem Hohlraum der Kokille 5 verbindet. Die Einguß einrichtung 14 ist so ausgeführt, daß sie von dem Untersatz 15 abgehoben werden kann. Der Untersatz 13 wird mittels. Wasser gekühlt (in der Zeichnung ist die Zuführung des den Untersatz und die Kokille kühlenden Wassers nicht gezeigt).
• Die Aushöhlung 15 liegt im Untersatz 13 gegenüber dem Zwischenraum zwischen den Elektroden 7. In der Wand der Kokille 5 ist ein Geber 16 für den Spiegelstand des flüssigen Metalls 17 angebracht. Oberhalb des Gebers 16 ist in der gegenüberliegenden Wand der Kokille eine Öffnung 18 ausgeführt, die beim Umschmelzen durch einen nicht gekühlten Kupfer- oder Graphitstopfen 19 abgeschlossen ist. Neben der Offnung 18 geht von der Kokillenwand eine Rinne 20 aus, die zum Schlackenabfluß in ein Gefäß 21 vorgerichtet ist, wobei dieser Abfluß nach dem Herausziehen des Stopfens 19 aus der Öffnung 18 am Ende der Schmelze erfolgt (das Gefäß 21 ist durch eine unter brochene Linie agedeutet). Die Abschmelzelektroden 7 sind in einem Elektrodenhalter 22 befestigt, voneinander isoliert und in zwei gleiche Gruppen a und b aufgeteilt, Gemäß der Erfindung sind die Elektroden 7al, 7, 7a3 (Fig. 2) der Gruppe a in bezug auf die Elektroden 7bl, 7b2,7b3 .,. der Gruppe b so angeordnet, daß zwei am nächsten befindliche Nachbarelektroden eine entgegengesetzte Polung haben Der elektrische Strom wird dem Elektrodenhalter 22 (Fig.1) mittels an dem Wagen 6 befestigter gekühlten Eupferrohren 23 zugeführt. An die Enden dieser Rohre sind wassergekühlte biegsame Kabel 24 angeschlossen, die ihrerseits an Schienen 25a und 25b angeschlossen sind. Jede von diesen Schienen ist an eines der Enden der Sekundärwicklung eines Einphasen-Wechselstromtransformators 26 angeschaltet. Eine Schiene 25@ ist einerseits an die herausgeführte Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des genannten Transformators und andererseits an den Untersatz 13 vermittels eines biegsamen Kabels (Drahts) 27 (Fig. 1) angeschaltet. Der Untersatz 13 ist wiederum mit der Kokille 5 über ein biegsames Kabel (einen biegsamen Draht) 28 verbunden. Aug diese Weise hat die Mittelanzapfung (der Nullpunkt) der Sekundärwicklung des Transformators eine elektrische Verbindung sowohl mit dem Untersatz als auch mit der Kokille.
• Die Abstände zwischen den Elektroden in dem Elektrodenhalter sind einander gleich und betragerL je nach Gewicht und das - fache Stahlsorte 0,1 bis 2,0/der Elektrodendicke.
• Die Abstände zwischen den Elektroden können nicht genau einander gleich sein, weil die in der Industrie zur Anwendung gelangenden Abschmelzelektroden praktisch immer eine Erilmmung aufweisen, Beim Erschmelzen eines Blocks mit rechteckigem Querschnitt durch Umschmelzung von rechteckigen Elektroden 7 werden die letzteren gemäß Fig. 3 angeordnet, und zwar paarweise mit einander zugekehrten breiten Plächen.
• Ist es erforderlich, einen Block mit rundem Querschnitt (wie dies Fig. 4 zeigt) oder mit quadratischem Querschnitt zu erschmelzen, so ist es zweckmäßig, vier Elektroden 7 runden oder quadratischen Querschnitts zu verwenden und die Transformatörwicklung~26 gemäß Big. 1 anzusch en.
• Beim Erschmelzen eines Blocks mit rechteckigem Querschnitt durch Umschmelzung der Elektroden 7 runden oder quadratischen Querschnitts werden diese in einer Reihe angeordnet, und der Transformator wird gemäß Fig. 5 angeschaltet.
• Wenn der Durchmesser der Elektrode gleich oder größer ist als die Wanddicke des Hohlblocks, so wird die ~ an der Außenkokille befestigte innere Kokille 29 (Fig. 6) in ihrem oberen Teil verengt ausgeführt. Zweckmäßig wird die Oberflä che 30, die den oberen Teil mit dem unteren verbindet, mit einer kreisförmigen Vertiefung 31 versehen, die beim Umschmelzen mit flüssigem Metall 32 gefüllt wird.
• Auf dem Untersatz 13 wird ein gekühlter Ring 33 befestigt, der am Beginn der Schmelze in der Spalt zwischen der Äußenkokille 5 und dem unteren Teil der Innenkokille 29 hineinragt. Die Höhe des Rings 33 wird so gewählt, daß vor Beginn der Aufwärtsbewegung der Kokille 5 auf ein Signal des Spiegelstandgebers 16 hin auf dem Ring 33 im Hohlraum 34, welcher den Block 5 formt, eine 20 bis 60 mm dicke Metallschicht erstarrt Auf dem Ring 37 können Impfer 36 zum Halten des Blocks und zur Stromzuführung . aufgesetzt und auf eine geeignete Weise befestigt sein. Bei der in Fig. 7 dargestell ten anlage können in den Zwischenräumen zwischen den Elektroden 7 unterschiedlicher Polung (a und b) w in bezug auf gehalterte die Elektroden unbewegliche und von diesen isolierte stromlos/ Rohlinge 37 befestigt werden, deren Gewicht 10 bis 50 % vom Gewicht des zu bildenden-va Blocks erreichen kann.
• Anstatt der in bezug auf den Untersatz 13 beweglichen drehbaren Kokille 5 kann in der Anlage eine Kokille 38 (Fig.8) eingesetzt werden, welche auf dem Untersatz 13 befestigt wird.
• Zum Abheben einer solchen Kokille vom Block kann der Wagen 4 benutzt werden, wenn er mit entsprechenden Kragarmen (in den Zeichnungen nicht abgebildet) versehen wird.
• In der Kokille 38 werden am zweckmäßigsten kurze Blöcke mit großem Querschnitt hergestellt. Beim Er schmelzen solcher Blöcke kann zur Verminderung der Metallbadtiefe der Untersatz 13 zusammen mit der Kokille 38 durch das Fahrwerk 11 mit Hilfe des Antriebs 12 hin- und herbewegt werden.
• Zum Abfluß der Schlacke aus der Kokille 38 wird auch bei der Kokille 5 eine Schlackenabflußeinrichtung verwendet, welche ein Rohr 39 zum Schlackenabzug besttzt, das in die Schlakke im Zwischenraum zwischen zwei Elektroden eingeführt wird.
• Das Rohr 39 kann gekühlt oder mit einem Material, beispielswei.
• se Graphit ausgekleidet sein, das feuerfest und gegen Auflösung durch Schlacke chemisch beständig ist.
• Zum Schlackenebfluß wird die besagte Einrichtung unter Zuhilfenahme irgendeines Förderzeugs oder Krans derartig verschoben, daß sich das Ende des Rohrs 39 in die Schlacke zwischen den Elektroden senkt. Hierbei wird in Abhängigkeit von dem Blockquerschnitt zwischen dem Ende des Rohrs 39 und dem flüssigen Metall ein Spalt von 20bis200 mm eingestellt. Je größer der Blockquerschnitt und je tiefer das Schlackenbad sind, um so größer ist dieser Abstand. Fur einen Block von 1500 mm Durchmesser reicht es aus, das Rohr 39 in einem Abstand von 80bis100 mm von dem Metall anzuordnen. Die dabei übriggebliebene, 80bis100 mm dicke Schlackenschicht wird für das Warmhalten des Blockoberteils und des Metallbades und für den Schutz des Metalls vor Oxydation hinreichend sein. Diese Schlackenschicht erstarrt praktisch gleichzeitig mit der Erstarrung der letzten Metallportionen und ruft keine Verzögerung beim Herausziehen des Blocks hervor.
• Nach dem Einführen des Rohrs 39 schaltet man eine Einrichtung ein, die die Luft aus einer Kammer 40 absaugt, wel-.hin che zu einem Rohrstutzen 41 lurch eine leichtschmelzende Blindscheibe 42 vom TypeinerMembran verschlossen ist.
• Die flüssige Schlacke wird in die Kammer 40 eingesaugt, schmilzt die Blindscheibe 42 durch und gelangt nach unten in das Gefäß 21. Das weitere Ausfließen der flüssigen Schlacke geht selbständig vonstatten, da der Kanal 43 zur Luftabsaugung durch feste Schlacke verstopft wird.
• In der in Fig. 1 dargestellten Anlage kann man auch die Erschmelzung von Blöcken mit Schlackenbildung in der Kokille durch ab schmelzende oder nichtabschmelzende Elektkroden durchführen,welche nach der Schlackenbereitung von dem Elektrodenhalter abgenommen werden, wobei man an ihre Stelle Abschmelzelektroden einsetzt und in das Schlackenbad einführt.
• Im folgenden wird die Arbeit der Anlage am Beispiel der El schmelzung eines Hohlblocks unter Anwendung des Schlackeneingusses betrachtet. Auf dem Untersatz 13 werd@gleichmäßig am verteilte einziger Blockumfang/Metallimpfer 36 oder ein/ringförmiger Im er zum Halten des Blocks auf dem Untersatz und Gewährleisten eines Kontaktes zwischen Block und Untersatz auf beliebige bekannte Weise befestigt.
• Hiernach werden der Wagen 4 mit Kokille 5 und dem an dieser angebrachten Geber 16 so mit dem Stopfen 19 nach unten abgesenkt, daß die Kokille mit ihrer unteren Fläche mit der Oberfläche des Untersatzes 13 in Berührung kommt. Im Elektrodenhalter 22 werden die Elektroden 7 so angeordnet, daß deren untere Enden sich in einem Abstand vom Untersatz 13 befinden, der ungefähr der geforderten Schlackenbadtiefe Einguß entspricht. Dann wird auf dem Untersatz 13 die éinrichtung zum Eingießen der Schlacke in den Bodenteil der Kokille 5 in Höhe der Aushöhlung 15 montiert. Der Transformator 26 wird eingeschaltet und die erforderliche Menge an Schlacke in die Kokille 5 eingegossen.
• Die Eingußbeendigung kann aus dem Stromeinsatz zu den Elektroden 7 bestimmt werden. Nach dem Anwachsen des Blocks bis zum Geber 16 für den Spiegelstand beginnt man auf dessen Signale hin die Kokille nach oben mit der Geschwindigkeit des Blockwachstums zu verschieben. Die Elektroden 7 werden nach dem Eingießen der Schlacke je nach ihrem Abschmelzen nach unten verschoben.
• Die Aufwärtsbewegung der Kokille kann sowohl stetig als auch diskontinuierlich sein. Die Stromgröße und die Spannung werden dermaßen aufrechterhalten, daß die notwendige Geschwindigkeit aes Blockanwachsens eingehalten wird.
• Nach dem Erschmelsen eines Blocks@@ bestimmter gewünschter Höhe wird ein Schwinden- desselben durch änderung des Stroms und der Spannung des Transormators 26 hervorgerufen, worauf man den Transformator abschaltet und den Stopfen 19 auf eine beliebige dazu geeignete Weise aus der Öffnung 18 herausschlägt. Die Schlacke fließt durch die Öffnung 18 in das Gefäß 21 ab. Hierbei wird die Kokille 5 nach oben gehoben, damit der Block infolge der Schwindung die Innenkokille 44 nicht erfaßt.
• Nach dem Schlackenabfluß wird die Kokille 5 über den erstarrten Block gehoben und mit Hilfe des Antriebs 12 der Untersatz 13 samt dem Block unter dem Elektrodenhalter 22 herausgefahren.
• Sodann wird der Impfer 44 freigegeben und der Block von dem Untersatz 13 abgenommen. Auch werden von dem Elektrodenhalt er 22 Elektrodenreste oder mehrfach verwendbare Inventarteile, falls solche eingesetzt werden, abgenommen, Die Einguß Aushöhlung 15 und wenn erforderlich auch die 4inrichtung 14 werden von der festen Schlacke gereinigt. Man befestigt hiernach einen netzen Impfer und wiederholt in der oben beschriebenen Reihenfolge das Erschmelzen eines nächstfolgenden Hohlblocks.

Claims (24)

PATENTANSPRÜCHE

1. Anlage zum Elektroschlacke-Umschmelzen in einer gekühlten Kokille mit zwei gleichen Elektrodengruppen, von denen jede zumindest aus zwei Elektroden besteht und an eines der Enden der Sekundärwicklung eines Einphasentransformators angeschlossen ist, wobei die Mittelanzapfung dieser Wicklung mit dem Untersatz und der Kokille elektrisch gekoppelt ist, da d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwei am nächsten benachbarten EleEtroden (7) . , antgegengesetzte Polung aufweisen

2. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h - g e k e n nz e i c h n e t, daß die Abstände zwischen den am nächsten benachbarten. Blektroden (7) gleich sind und in den Grenzen dem fachen zwischen/0,1-2,0/der Elektrodendicke liegen.

3. Anlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Elektroden (7) in der Kokille (5) am Umfang ihres Querschnitts angeordnet sind.

4. Anlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n a-7a1,a2,a3,7b1,b2,b3 Zone z e i c h n e t, daß die Elektroden in der zentralen der Kokille in ihrem Querschnitt angeordnet sind.

5. Anlage. nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Kokille (5) mit dem Untersatz um einen Abstand waagerecht verschiebbar angeordnet ist, der gleich oder größer als die Hälfte des Abstandes zwischen den Querschnittsmittelpunkten von zwei benachbarten Elektroden (7) ist.

6. Anlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g ek e n nz e i c h n e t, daß der Elektrodenhalter (22) um einen Abstand waagerecht verschiebbar angeordnet ist, der gleich oder größer als der Abstand zwischen den Querschnittsmittelpunkten von zwei benachbarten Elektroden (7) ist.

?. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß der Elektrodenhalter (22) und die Kokille (5) mit Untersatz (13) in der Horizontalebene drehbar sind.

8. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n-Einguß z e i c h n e t, daß sie mit einer @inrichtung (14) zum steigen-Ein den fuß der Schlacke ausgerüstet ist, die so ausgeführt ist, daß die Öffnung (18) zur Einführung der Schlacke in den Bodenteil der Kokille (5) neben der Kokillenwand zwischen zwei nächst benachbartenElektroden (7) angeordnet ist.

9. Anlage nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Öffnung (18) zur Eintährung der Schlakke zwischen zwei am nächsten benachbarten Elektroden (7) angebracht ist, die sich in der Kokille (5) am Umfang ihres Querschnitts befinden.

10. Anlage nach Anspruch 4, d'a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Öffnung (18) zur Einführung der Schlacke zwischen zwei am nächsten benachbarten Elektroden (7) angeordnet ist, welche sich in der zentralen Zone der Kokille (5) befinden.

11. Anlage nach aspruch 1, d ad u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß auf dem Untersatz (13) unter den benachbarten Elektroden (7) unterschiedlicher Gruppen (a, b) eine Stahlplatte angeordnet ist.

12. Anlage nach Xnspruch 11, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Stahlplatte unter zwei benachbarten Elektroden (7) unterschiedlicher Gruppen (a, b) angeordnet ist.

13, Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Kokille (5) und der Untersatz (13) relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind

14. Anlage nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß in der Wand der Kokille (5) ein Geber (16) für den Spiegelstand des flüssigen Metalls so eingebaut ist, daß seine wirksame Stirnfläche sich zwischen zwei nächst benachbarten Elektroden(7) befindet.

15. Anlage nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß in der Wand der Kokille (5) ein Geber (16) für den Spiegelstand des flüssigen Metalls derart eingebaut ist, daß seine wirksame Stirnfläche gegenüber einer der Elektroden (7) liegt.

16. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i G h n e t, daß im oberen Teil der Kokille (5) eine Einrichtung zum Schlackenabfluß aus der Kokille mit einer Öffnung zum Austritt der Schlacke vorhanden ist, welche im Zwischenraum zwischen zwei am nächsten benachbarten Elektroden (7) angebracht ist.

17. Anlage nach Anspruch 16, d ad u r c h g e k e n-nz e i c h n e t, daß die Öffnung zum Austritt der Schlacke aus Kokille sich 20-200 mm oberhalb des Metallspiegels am Ende der Schmelze befindet,

18. Anlage nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Offnung zum Austritt der Schlacke aus der Kokille in der Kokillenwand ausgeführt ist.

19. Anlage nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Einrichtung zum Schlackenabfluß aus der Kokille ein Rohr (39) zum Abzug der Schlacke besitzt, welches in die Schlacke zwischen zwei benachbarten Elektroden () eingeführt ist.

20. Anlage nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das in die Schlacke eingeführte Rohr (39) zum Schlackenabzug gekühlt ausgeführt ist.

21. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Elektroden (7) so angeordnet sind, daß mindestens 20% der Gesamtfläche ihrer Querschnitte sich über dem den Block formenden Hohlraum (34) der Kokille (5) befinden.

22. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß zwischen den Elektroden (7) unt.erschiedlicher Polung (a, b) Stnhlrohlinge (37) angeordnet sind, welche von die stromführenden Elemente. der Anlage isoliert sind

23. Anlage nach Anspruch 22, da d u r c h g e k e n nz e i c hn e t, daß das Gewicht der zwischen den stromführenden Elektroden angeordnete Rohlinge (37) 10 bis 50 S0 vom Gewicht des zu bildenden Blocks beträgt.

24. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t,daß beim Mehrfach-Umschmelzen die Elektroden (7) so angeordnet sind, daß sich mindestens eine Elektrode über einem Schmelzraum befindet.