DE2605645B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Elektroschlacke-Umschmelzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen mit einer Kokille, die einen ersten Formabschnitt zum Aufnehmen von geschmolzenem Metall und Schlacke sowie mehrere in direkter Verbindung mit dem ersten Formabschnitt stehende Blockformen aufweist, wobei die Querschnittsfläche des ersten Formabschnitts größer als die gesamte Querschnittsfläche der damit in Verbindung stehenden Blockformen ist, bei dem durch das Schmelzen der Elektrode unter der geschmolzenen Schlacke in dem ersten Formabschnitt ein Schmelzbad aus geschmolzenem Metall aufrechterhalten wird, das von der geschmolzenen Schlacke überdeckt ist und über den ganzen Querschnitt des ersten Formabschnitts hinweg in inniger Berührung mit sämtlichen Blockformen gehalten wird, bei dem das geschmolzene Metall in den verschiedenen Blockformen durch Kühlen dieser

ίο Blockform zum Erstarren gebracht wird, bei dem ferner die Wärmeabgabe des Schmelzbades in dem ersten Formabschnitt von der Trennfläche zwischen dem ersten Formabschnitt und den Blockformen durch eine Wärmeisolierung der oberen Enden der Blockformen und nur des Bodens des ersten Formabschnittes verringert wird und bei dem die oberen Teile des ersten Formabschnittes in einem Bereich gekühlt werden, der von einem Punkt unter der Trennfläche zwischen der geschmolzenen Schlacke und dem geschmolzenen

Metall und einem Punkt, der mindestens über der Oberfläche der geschmolzenen Schlacke liegt, reicht,

sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses

Verfahrens, gemäß Hauptpatent 24 20 141. Über eine lange Zeit war die Herstellung von Blöcken

mit Hilfe irgendeines der bekannten mit einer abschmelzenden Elektrode arbeitenden Verfahren allgemein auf das Schmelzen oder Umschmelzen einer Elektrode in einen Block beschränkt, dessen Querschnittsfläche größer als die der Elektrode war.

Typischerweise lag das maximale Verhältnis der Elektrodenquerschnittsfläche zur Block-Querschnittsfläche im Bereich von bis zu 80%. Obwohl es wünschenswert war, einen Block mit einer Querschnittsfläche herzustellen, die kleiner als die Elektrodenquer- schnittsfläche ist, war es auf Grund von metallurgischen und wirtschaftlichen Beschränkungen schwierig, dieses Ergebnis zu erzielen.

Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Gießen einer Anzahl von Blöcken bekannt, die es ermöglichen, daß das Verhältnis der Elektrodenquerschnittsfläche zur Block-Querschnktsfläche 100% überschreitet. Diese Verfahren und Vorrichtungen ermöglichen das Gießen einer Anzahl von Blöcken unter Vermeidung der obenerwähnten metallurgischen und wirtschaftlichen

Beschränkungen.

Die Kosten der Herstellung von Blöcken durch Elektroschlacke-Umschmelzverfahren oder andere Verfahren sind teilweise eine Funktion der Erstarrungsgeschwindigkeit des Blockes. Weiterhin ist die metallur- gische Qualität des Blockes eine Funktion der Erstarrungsgeschwindigkeit. Die Erstarrungsgeschwindigkeit ist ihrerseits eine Funktion der Block-Querschnittsfläche. Je kleiner die Block-Querschnittsfläche ist, desto niedriger ist die zulässige Erstarrungsge schwindigkeit und desto niedriger ist entsprechend das Blockgewicht, das pro Minute gegossen werden kann. Dies heißt mit anderen Worten, daß die zulässige Erstarrungsgeschwindigkeit für eine vorgegebene Legierung durch die metallurgischen Eigenschaften und Qualitätsnormen bestimmt ist, die durch Vorschriften festgelegt sind und daß als allgemeine Regel die zulässige Erstarrungsgeschwindigkeit mit abnehmender Block-Querschnittsfläche abnimmt. Niedrige Block-Erstarrungsgeschwindigkeiten führen jedoch zu einer schlechten Schmelzofenausnutzung und vergrößern die Einheitskosten bei der Erzeugung von Blöcken.

Weiterhin nehmen die Kosten für die Herstellung der bei einem Elektrodenabschmelzverfahren verwendeten

Elektroden bei abnehmendem Elektrodendurchmesser zu. Entsprechend hat die Herstellung von kleinen Blöcken durch Abschmelzelektrodenverfahren und insbesondere durch Elektroschlacke-Umschmelzverfahren keine weite Verbreitung bei der Herstellung von Blöcken mit kleiner Querschnittsflächc- gefunden.

Aus dem Hauptpatent ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung kleinerer Blöcke durch mit abschmelzenden Elektroden arbeitende Verfahren bekannt, bei dem bzw. bei der Elektroden mit relativ großen Durchmessern verwendet werden. Bei einer Anwendung wird ein Schmelzbad aus geschmolzenem Metall durch Abschmlzen einer Elektrode entsprechend der Prinzipien üblicher Elektroschlacke-Umschmelzverfahren gebildet. Das Verfahren umfaßt die Aufhängung einer Elektrode derart, daß ihr unteres Ende in ein Schlackebad aus geschmolzener Schlacke eingetaucht ist Das untere Ende der Elektrode wird dadurch geschmolzen, daß ein Strom durch die Elektrode und die Schlacke geleitet wird, so daß sich geschmolzene Metalltropfen an der Elektrode bilden und durch die Schlackenschicht tropfen, um ein Schmelzbad aus geschmolzenem Metall zu bilden. Eine Anzahl von Blöcken kann aus dem Schmelzbad abgezogen werden. Obwohl dieses Verfahren sowie diese Vorrichtung das wirtschaftliche Gießen einer Anzahl von Blöcken ermöglicht, kann sich während des Gießens eines Blockes ein tiefer geschmolzener Metallkern bilden. Dieser tiefe geschmolzene Metallkern ruft eine Verringerung der Erstarrungsgeschwindigkeit des Blokkes hervor und ist daher unerwünscht Es wird angenommen, daß der Grund für die Bildung des tiefen geschmolzenen Metallkerns in den Anziehungskräften liegt, die durch den elektrischen Strom hervorgerufen werden, der in benachbarten Blockformabschnitten fließt

Es ist gut bekannt, daß eine Anziehungskraft zwischen benachbarten Leitern hervorgerufen wird, in denen Ströme in der gleichen Richtung fließen. Es wird angenommen, daß bei benachbarten Blockformabschnitten der Fluß eines elektrischen Stromes in jedem Blockformabschnitt eine Anziehungskraft hervorruft und daß diese Kraft bewirkt, daß geschmolzenes Metall aus dem Blockformabschnitt heraus und zurück in das Schmelzbad aus geschmolzenem Metall in dem Hauptformabschnitt fließt Als Ergebnis wird das geschmolzene Metall in dem Blockformabschnitt in Umlauf gebracht und der Umlauf und das Umherströmen des geschmolzenen Metalls stört das graduelle Fortschreiten der Erstarrungsfront, d. h. der Grenzfläche zwischen dem geschmolzenem Metall und dem erstarrten Block in dem Blockformabschnitt Die Erstarrungsfront bleibt dann relativ tief in dem Blockformabschnitt und der gegossene Block v/eist einen tiefen Kern aus geschmolzenem Metall auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art nach dem Hauptpatent zum Schmelzen einer Anzahl von Blöcken zu schaffen, bei dem die Bildung eines tiefen Kerns aus geschmolzenem Metall nicht austritt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Schmelzbad aus geschmolzenem Metall in einem Hauptformabschnitt gebildet, der eine größere Querschnittsfläche als die gesamte Querschnittsfläche einer Anzahl von Blockformabschnitten aufweist, die in direkter offener Verbindung mit dem Hauptformabschnitt stehen, und es wird ein elektrischer Strom durch eine Elektrode und einen Leiter geführt, der außerhalb der Blockformabschnitte angeordnet ist. Es wird eine Anzahl von Blöcken aus dem Schmelzbad aus geschmolzenem Metall dadurch gebildet, daß das geschmolzene Metall in die Blockformabschnitte geleitet wird, wobei verhindert wird, daß sich das geschmolzene Metall an der Grenzfläche zwischen dem

ίο Hauptformabschnitt und den Blockformabschnitten abkühlt und wobei verhindert wird, daß der elektrische Strom durch den Leiter in das geschmolzene Metall in den Blockformabschnitten eintritt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildüngen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspriichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Querschnittsansicht eines Elektroschlakke-Umschmelzofens zum Gießen einer Anzahl von Blöcken,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Ofen nach F i g. 1,
Fig.3 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Elektroschlacke-Ofens zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Ofens zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Bauteile bezeichnen, ist in F i g. 1 a eine Querschnittsansicht eines Ofens dargestellt, der zum Gießen einer Anzahl von Blöcken verwendet wird und allgemein mit 10 bezeichnet ist. Der Ofen 10 schließt einen äußeren Tragmantel 12 ein, in dem ein oberer wassergekühlter Kupfermantel 14 angeordnet ist, der zur Aufnahme des geschmolzenen Metalls 16 und der geschmolzenen Schlacke 18 dient. Der äußere Tragmantel 12 ist mit einem feuerfesten Boden 20 versehen. Der feuerfeste Boden 20 schließt eine auswechselbare feuerfeste obere Formeinsatzhülse 22 ein, die eine ringförmige Form aufweisen kann. Der wassergekühlte Kupfermantel 14 bildet zusammen mit dem feuerfesten Boden 20 und dem Einsatz 22 den im folgenden als Hauptformabschnitt bezeichneten Teil des Ofens.

In direkter offener Verbindung mit dem Hauptformabschnitt stehen über die feuerfeste Hülse 22 die wassergekühlten Kupfer-Blockformabschnitte 24. In den Kupfer-Blockformabschnitten 24 werden die Blöcke kontinuierlich geformt und abgezogen, wenn die Erstarrung fortschreitet.

Eine Elektrode 26 ist hin- und herbeweglich mit Hilfe von für diesen Zweck geeigneten üblichen Vorrichtungen mit einem Ende in der geschmolzenen Schlacke 18 angeordnet. Die Elektrode 26 kann eine Querschnittsfläche aufweisen, die beträchtlich größer als die Querschnittsfläche eines Blockformabschnittes 24 und damit der Querschnittsfläche eines hierin geformien Blockes 28 ist. In bestimmten Fällen kann es vorteilhaft sein, mehr als eine Elektrode 26 zu verwenden, und die vorliegende Erfindung bezieht sich genauso auf die Verwendung von einer oder mehreren Elektroden zur Bildung des Schmelzbades 16 aus geschmolzenem Metall durch Schmelzen unterhalb der Schlacke 18.

es Weiterhin können die Elektroden irgendeine geeignete Querschnittsform aufweisen, und die Elektrodenquerschnittsfläche kann kleiner, gleich oder größer als die Querschnittsfläche eines Blockes sein.

Der Hauptformabschnitt weist eine größere Querschnittsfläche auf als ein Blockformabschnitt 24. In dem Hauptformabschnitt wird das Schmelzbad 16 aus geschmolzenem Metall gebildet und weiterhin eine Grenzfläche zwischen geschmolzener Schlacke und geschmolzenem Metall aufrechterhalten.

Der feuerfeste Boden 20 ergibt zusammen mit der feuerfesten Einsatzhülse 22 eine thermische Isolation, die es ermöglicht, daß das Schmelzbad 16 aus geschmolzenem Metall in geschmolzenem Zustand verbleibt. Wenn irgendein Teil des Schmelzbades 16 oberhalb des feuerfesten Bodens 20 erstarren würde, so würde entweder der Block 28 in dem Blockformabschnitt 24 klemmen oder die Oberfläche des Blockes 28 würde reißen. Um ein Verklemmen oder Reißen zu vermeiden, wird das Schmelzbad 16 durch den feuerfesten Boden 20 und die feuerfeste Hülse 22 ausreichend gegenüber der Kühlwirkung des Blockformabschnittes 24 und des Kupfermantels 14 isoliert, um eine Erstarrung an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Blockformabschnitt 24 und dem Hauptformabschnitt zu verhindern. Dadurch, daß die Erstarrung des Schmelzbades 16 aus geschmolzenem Metall in dem Hauptformabschnitt verhindert wird, kann die Metall-ZSchlackengrenzfläche in dem Hauptformabschnitt aufrechterhalten werden.

Beispielsweise könnten ohne jede Beschränkung hierauf der feuerfeste Boden 20 und die feuerfeste Hülse 22 aus Zirkonerde (ZrO2) hergestellt sein. Zirkonerde ist vorteilhaft, weil es für lange Zeitperioden mit dem geschmolzenen Stahl bei minimaler Neigung zu Reaktionen in Berührung bleiben kann. Weiterhin kann es mit minimaler Erosion oder Lösung den anfänglichen Schlackenbeginn und den Aufbau des geschmolzenen Metalls überstehen. Es ist jedoch verständlich, daß der feuerfeste Boden 20 und die feuerfeste Hülse 22 nicht unbedingt aus Zirkonerde hergestellt sein müssen. Andere feuerfeste Materialien, die die gleiche Funktion erfüllen, können hierfür verwendet werden. Tatsächlich können in der Praxis selbst nicht feuerfeste Materialien, die das geschmolzene Metall ausreichend isolieren, um es im geschmolzenen Zustand zu halten, verwendet werden.

Der Zweck der Verwendung einer auswechselbaren Hülse 22 an den Köpfen der Blockformabschnitte 24 besteht darin, daß diese Hülsen ausgewechselt werden können, weil sie sich an dem Bereich einer maximalen Abnutzung befinden.

In Fig.2 ist eine Draufsicht auf den Ofen 10 nach F i g. 1 gezeigt. Obwohl in den F i g. 1 und 2 drei zylindrische Blockformabschnitte 24 gezeigt sind, ist es verständlich, daß diese Darstellung lediglich ein Beispiel zeigt. Der Ofen kann genausogut mit 2, 4 oder mehr Blockformabschnitten 24 aufgebaut sein. Weiterhin kann die Querschnittsform eines Blockformabschnittes 24 von der zylindrischen Form abweichen, wenn dies erwünscht ist.

Zum Ingangsetzen des in der DT-OS 24 20 141 beschriebenen Verfahrens unter Verwendung des Ofens 10 nach den Fig. 1 und 2 werden Startstopfen 30 in jeden Blockformabschnitt 24 derart eingesetzt, daß sich eine gute elektrische Verbindung für jeden Block 28 ergibt, der durch Abziehen des geschmolzenen Metalls aus dem Schmelzbad 16 gebildet wird.

Die Elektrode 26 wird oberhalb des feuerfesten Bodens 20 und innerhalb des Kupfermantels 14 angeordnet, worauf geschmolzene Schlacke 18 in den Hauptformabschnitt gegossen wird, bis der Pegel der Schlacke bis zur Spitze der Elektrode 26 ansteigt Danach beginnt der Schmelzvorgang. Wenn ,die! erwünscht ist, können der feuerfeste Boden 20 und die feuerfeste Hülse 22 beispielsweise unter Verwendung eines Brenners vor der Zugabe der geschmolzenen Schlacke 18 vorgeheizt werden.

Während der ersten wenigen Minuten schmilzt die Elektrode 26 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit wodurch der feuerfeste Boden 20 des Hauptformab

ίο schnittes mit geschmolzenem Metall 16 bedeckt wird Nachdem das Schmelzbad 16 gebildet ist, wird da; Abziehen der Blöcke eingeleitet und darauf mit einer Geschwindigkeit fortgesetzt, die zur Abschmelzge schwindigkeit der Elektrode 26 äquivalent ist. Da!

Abziehen der Blöcke kann durch irgendwelche geeigne ten Maßnahmen, wie z. B. durch Absenken des Blockes 28 aus einem festen Blockformabschnitt 24 oder durch Anheben des Blockformabschnittes 24 gegenüber einen festen Block 28 erfolgen. Verfahren sowie Vorrichtun gen zur Durchführung dieses Vorganges sind bekannt so daß sie nicht ausführlich beschrieben werden müssen Auf diese Weise kann eine Anzahl von Blöcken 2J gleichzeitig aus einem gemeinsamen Schmelzbad 16 au: geschmolzenem Metall gebildet werden.

Die Steuerung der Geschwindigkeit der Bildung dei Blöcke 28 hängt zum erheblichen Teil von der Lage de: Grenzfläche zwischen geschmolzenem Metal! um geschmolzener Schlacke ab. Weil nur eine derartig« Grenzfläche besteht, werden die Steuerungsproblemc verglichen mit dem Versuch der Aufrechterhaltunj einer Grenzfläche zwischen geschmolzenem Metall unc geschmolzener Schlacke in jedem Blockformabschnit 24 beträchtlich verringert. Weil nur eine Grenzfläche zwischen geschmolzenem Metall und geschmolzene:

Schlacke vorhanden ist, können übliche Steuereinrich tungen verwendet werden.

Obwohl der Hauptformabschnitt und die Blockform abschnitte 24 vorzugsweise aus wassergekühlten Kupfer bestehen, ist es verständlich, daß wassergekühlte Stahl- oder andere bekannte Formarten, die für da Verfahren geeignet sind, verwendet werden können Weiterhin ist das Verfahren nicht auf die Verwendung von abschmelzenden Elektroden beschränkt. Es is verständlich, daß nicht abschmelzende Elektroden ode andere Verfahren zur Herstellung des Schmelzbades K aus geschmolzenem Metall in dem Hauptformabschnit genausogut verwendet werden können. Weiterhii können gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahrei betriebene Öfen entweder für einen kontinuierlicher

so Strangguß einer Anzahl von Blöcken oder zu Herstellung einzelner Blöcke verwendet werden.

Wie es bereits erläutert wurde, besteht einer de wesentlichen Vorteile des vorstehend beschriebener Verfahrens sowie der Vorrichtung gemäß den Fig.

und 2 darin, daß eine Anzahl von Blöcken 28 aus einen gemeinsamen Schmelzbad 16 aus geschmolzenen Metall hergestellt werden kann. Das Verfahrei ermöglicht die Verwendung von einer oder mehrerer Elektroden 26, die mit einer relativ hohen Geschwindig keit schmelzen, während jeder Block 28 mit einer relativ niedrigeren Geschwindigkeit gegossen wird. Dies heiß mit anderen Worten, daß beim Gießen einer Anzahl voi Blöcken die Geschwindigkeit des Gießens jedes Blocke nicht genau durch die Geschwindigkeit bestimmt ist, mi der das Schmelzbad 16 aus geschmolzenem Metal gebildet wird.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß beim Gießer einer Anzahl von Blöcken mit Hilfe des Vorstehern

beschriebenen Verfahrens sowie der Vorrichtung ein tiefer Kern 32 aus geschmolzenem Metall in jedem Blockformabschnitt 24 bildet. Es wird angenommen, daß der Hauptgrund für die Bildung des tiefen Kerns 32 aus geschmolzenem Metall eine Anziehungskraft ist, die durch den elektrischen Stromfluß durch die erstarrenden Blöcke 28 erzeugt wird. Es ist gut bekannt, daß benachbarte Leiter, die Strom in der gleichen Richtung führen, Anziehungskräfte erzeugen. Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren sowie der Vorrichtung kann die Strömung des geschmolzenen Metalls aus dem Schmelzbad 16 in benachbarte Blockformabschnitte 24 mit benachbarten elektrischen Leitern verglichen werden. Daher sind in F i g. 1 zwei getrennte, mit A und B bezeichnete Strompfade zwischen der Elektrode 26 und den Startstopfen 30 in den Blockformabschnitten 24 gezeigt. Weil sich die Strompfade A und B durch getrennte Blockformabschnitte 24 erstrecken und parallel verlaufen, besteht die Wirkung in der Erzeugung von Anziehungskräften zwischen dem geschmolzenen Metall 16 in benachbarten Blockformabschnitten 24. Die Anziehungskräfte bewirken, daß das geschmolzene Metall von dem Oberteil der Blockformabschnitte 24 in das Schmelzbad 16 in dem Hauptformabschnitt ausgestoßen wird.

Das Ausstoßen des geschmolzenen Metalls aus den Blockformabschnitten 24 in das Schmelzbad 16 aus geschmolzenem Metall in dem Hauptformabschnitt wird durch eine Zirkulation von geschmolzenem Metall begleitet, die durch die mit C bezeichneten Pfeile in F i g. 1 angedeutet ist. Die Zirkulation des geschmolzenen Metalls in den Blockformabschnitten 24 stört das graduelle Fortschreiten der Erstarrungsfront und führt zu den tiefen Kernen 32 aus geschmolzenem Metall.

Im folgenden wird anhand von Fig.3 ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Gießen einer Anzahl von Blöcken aus einem gemeinsamen Schmelzbad 16 aus geschmolzenem Metall beschrieben, bei dem bzw. bei der die Bildung von tiefen Kernen aus geschmolzenem Metall in den Blöcken 28 vermieden wird. Im einzelnen ist ein Startstopfen 38 zwischen benachbarten Blockformabschnitten 24 angeordnet, um eine gute elektrische Verbindung mit der Elektrode 26 zu erzielen. Der Startstopfen 38 ist teilweise durch den feuerfesten Boden 20 des Hauptformabschnittes 20 umgeben, der benachbarte Blockformabschnitte 24 trennt. Irgendein geeigneter Starterstopfen, der in dieser Technik bekannt ist, kann bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.

Ein wassergekühlter Kupferleiter 40 ist elektrisch mit dem Startstopfen 38 verbunden und hängt von diesem zwischen benachbarten Blockformabschnitten 24 nach unten hin herab. Aul diese Weise wird ein elektrischer Strom von der Elektrode 26 durch das Schmelzbad 16 aus geschmolzenem Metall zum Startstopfen 38 und den Leiter 40 geleitet, ohne daß dieser Strom in einen Blockformabschnitt 24 eintritt.

Unter Verwendung eines üblichen, nicht ddrgestellten Schmelztiegelantriebs können der Hauptformabschnitt und die daran befestigten Blockformabschnitte 24 nach oben bewegt werden, während die Blöcke 28 gegossen werden. Zu Anfang werden die Blockformabschnitte 24 von einem Tragtisch 36 getragen, der mit einer ringförmigen öffnung 44 versehen ist, durch die der Kupferleiter 40 sich hindurcherstreckt. Der Leiter 40 endet unterhalb der öffnung 44 und ist an dieser Stelle mit Hilfe geeigneter, in der Industrie zur Verfügung stehender Leistungsteiler mil Rückführsammelschienen 42 einer üblichen, nicht gezeigten Leistungsversorgung verbunden.

Die in Fig. 2 gezeigten Strompfade A und B durch die Blockformabschnitte 24 werden durch das Einsetzen des Startstopfens 38 und des Kupferleiters in der beschriebenen Weise beseitigt. Es wird dann ein einziger mit D in F i g. 3 bezeichneter Strompfad geschaffen, der sich von der Elektrode 26 durch den Startstopfen 38 und den Kupferleiter 40 zu den Rückführsammelschienen 42 der Leistungsversorgung erstreckt. Die erstarrten Teile der Blöcke 28 sind dann wirksam elektrisch isoliert, und der Strom fließt nicht durch die Blöcke in den Blockformabschnitten 24. Dadurch wird die Schmelzmetallzirkulation, die sich sonst aus den mehrfachen Strompfaden ergibt, vermieden. Entsprechend wird die graduelle Erstarrung des geschmolzenen Metalls 16 in den Blockformabschnitten 24 nicht durch den Stromfluß durch das Schmelzbad 16 aus geschmolzenem Metall gehindert, und die tiefen Kerne 32 aus geschmolzenem Metall wie in F i g. 1 bilden sich nicht. Dies ist in Fig.3 durch die relativ flache Erstarrungsfront 34 dargestellt.

Die unbehinderte Erstarrung der Blöcke 28 ermöglicht das Gießen dieser Blöcke mit einer größeren Geschwindigkeit, was zu einer vergrößerten Ofenausnutzung und zu verringerten Produktionskosten führt. Gleichzeitig wird die metallurgische Qualität der Blöcke aufrechterhalten.

Obwohl die Erfindung anhand des Elektroschlacke-Umschmelzverfahrens beschrieben wurde, ist es verständlich, daß ihre Anwendung gleichermaßen auf andere Elektrodenumschmelzverfahren anwendbar ist, wie z. B. das Vakuum-Lichtbogenverfahren oder auf Verfahren, die ohne abschmelzende Elektroden arbeiten. Das Elektroschlacke-Umschmelzverfahren ist etwas langsamer als andere bekannte Verfahren zum kontinuierlichen Gießen einer Anzahl von Blöcken, doch führt es zu einem besseren Produktionsergebnis; es ergeben Legierungen höherer Qualität bei langsameren Erstarrungsgeschwindigkeiten. Beim Elektroschlakke-Umschmelzverfahren ergeben sich niedrigere Erstarrungsgeschwindigkeiten, weil die Schlackendecke oberhalb des geschmolzenen Metalls dazu beiträgt, daß die Wärme in dem Schmelzbad aus geschmolzenem Metall aufrechterhalten wird. Weiterhin verhindert die Schlackendecke eine Abkühlung des Oberflächenspiegels des Schmelzbades an der Schlacken-ZMetallgrenzfläche.

Obwohl der Leiter 40 als aus Kupfer bestehend beschrieben wurde, ist es verständlich, daß andere leitende Materialien genauso geeignet sind, um den einzigen Strompfad durch die Elektrode 26, den Startstopfen 38 und den Leiter 40 zu erzielen. Weiterhin ist, obwohl der Strom als von der Elektrode 26 zum Leiter 40 fließend angegeben wurde, die Richtung des Stromflusses in keiner Weise eine Beschränkung. Der Strom kann ein Wechselstrom oder ein Gleichstrom mit beliebiger Polarität bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sein.

Weiterhin ist die Erfindung nicht auf ein Verfahren und eine Vorrichtung beschränkt, die lediglich einen Startstopfen 38 und einen Leiter 40 verwendet, um den einzigen Strompfad Dzu schaffen. Stattdessen kann, wie dies in der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform gezeigt ist, eine Anzahl von Leitern 40 dazu verwendet werden, eine Anzahl von Strompfaden durch das Schmelzbad aus geschmolzenem Metall zu erzeugen. Jeder Strompfad wird jedoch daran gehindert, in einen

Blockformabschnitt 24 einzutreten; die Ströme halten das Schmelzbad aus geschmolzenem Metall im geschmolzenen Zustand, und die Anzahl von Blöcken kann ohne die Bildung tiefer Kerne 32 aus flüssigem Metall gegossen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen mit einer Kokille, die einen ersten Formabschnitt zum Aufnehmen von geschmolzenem Metall und Schlacke sowie mehrere in direkter Verbindung mit dem ersten Formabschnitt stehende Blockformen aufweist, wobei die Querschnittsfläche des ersten Formabschnitts größer als die gesamte Querschnittsfläche der damit in Verbindung stehenden Blockformen ist, bei dem durch das Schmelzen der Elektrode unter der geschmolzenen Schlacke in dem ersten Formabschnitt ein Schmelzbad aus geschmolzenem Metall aufrechterhalten wird, das von der geschmolzenen Schlacke überdeckt ist und über den ganzen Querschnitt des ersten Formabschnitts hinweg in inniger Berührung mit sämtlichen Blockformen gehalten wird, bei dem das geschmolzene Metall in den verschiedenen Blockformen durch Kühlen dieser Blockform zum Erstarren gebracht wird, bei dem ferner die Wärmeabgabe des Schmelzbades in dem ersten Formabschnitt von der Trennfläche zwischen dem ersten Formabschnitt und den Blockformen durch eine Wärmeisolierung der oberen Enden der Blockformen und nur des Bodens des ersten Formabschnittes verringert wird und bei dem die oberen Teile des ersten Formabschnittes in einem Bereich gekühlt werden, der von einem Punkt unter der Trennfläche zwischen der geschmolzenen Schlacke und dem geschmolzenen Metall und einem Punkt, der mindestens über der Oberfläche der geschmolzenen Schlacke liegt, reicht, gemäß Hauptpatent 24 20141, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom außerhalb der Eingangsenden der Blockformabschnitte durch im Bereich des Bodens der Hauptformabschnitte angeordnete Leiter abgeleitet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung des elektrischen Stromes zumindest ein Leiter (38, 40) vorgesehen ist, der zwischen benachbarten Blockformabschnitten (24) angeformt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Leiter (40) elektrisch mit einem Startstopfen (38) verbunden ist, der zwischen benachbarten Blockformabschnitten (24) angeordnet ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockformabschnitte (24) elektrisch isoliert sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Leiter (40) aus Kupfer besteht.