DE2702061A1 - Kokille zum elektroschlackeschmelzen von metallbloecken mit kantprofil - Google Patents

Description

P 64 863/2

19.1.1977 L/st

Institut Elektrosvarki imeni E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainskoj SSR
Kiev/UdSSR

KOKILLE ZUM ELEKTROSCHLACKESCHMELZEN VON METALLBLÖCKEN MIT KANTPROFIL

Die Erfindung betrifft die Elektrometallurgie, insbesondere eine Kokille zum Elektroschlacke-Schmelzen von Metallblöcken mit Kantprofil.

Die Erfindung kann beim Umschmelzen von Metall/bei der Raffination von Metall zwecks Entfernung von schädlichen Beimengungen (wie Schwefel, nichtmetallischen Einschlüssen und dergleichen) und beim Erschmelzen von hochwertigen Blöcken, die keine Seigerungs- und Schwindungsfehler aufweisen, vorteilhaft eingesetzt werden.

Die Kokille ist überlicherweise doppelwandig, wobei der Hohlraum die Form des zu erschmelzenden Blockes besitzt.

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Die dem Schmelzraum zugekehrte.Innenwand besteht aus Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit (z.B. aus Kupfer).

Die Außenwand besteht aus Stahl und stellt ein Tragwerk dar. Zwischen den Wänden besteht ein Zwischenraum, in dem sich ein Kühlmittel bewegt. Als Kühlmittel wird gewöhnlich Wasser verwendet.

Die Kokille ist mit entsprechenden Kühlmittelzu- und Abführungsstutzen, Sammlern zur gleichförmigen Wasserverteilung auf den Umfang der Wände und Versteifungsrippen versehen, die zur Verhinderung bzw. Verminderung der Formänderung der Innenwand infolge des Temperatureinflusses des Schmelzraumes dienen.

Oft werden Kokillen hergestellt, bei denen sich das Kühlmittel nicht in dem Zwischenraum zwischen Außen- und Innenwand, sondern in in der Innenwand ausgebildeten (runden, rechtwinkligen oder ringförmigen) Kanälen bewegt.

Bei derartigen Kokillen liegen die Außen- und Innenwände satt aneinander an und sind mittels Schraubenbolzen, Stiftschrauben oder dgl. zusammengezogen.

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Die Kokillen zum Erschmelzen von Blöcken unrunder Form bestehen aus Einzelplatten,die Teilflachen sowohl in senkrechter als auch in waagerechter Ebene aufweisen können. Diese Platten werden miteinander verbunden und bilden den Schmelzraum.

Am einfachtsten wird das Elektroschlacke-Umschmelzverfahren durch Füllung des Schmelzraumes einer auf einem gekühlten Untersatz ortsfest aufgestellten Kokille mit Umschmelzgut ausgeführt.

Dabei wird eine Elektrode (Elektroden) in die Kokille eingeführt, es wird das Schlackenbad nach einem der bekannten Verfahren gebildet und ein elektrischer Strom durch dieses hindurchgeleitet.

Aufgrund des ohmschen Widerstandes der Schicht der flüssigen Schlacke wird Wärme im Schlackenbad entwickelt, die teilweise zum Schmelzen von Metall verbraucht wird.

Das Schmelzgut passiert die Schlackenschicht, wird von schädlichen Beimengungen gereinigt und sammelt sich im Unterteil der Kokille an, wo das Metall in folge einer intensiven Wärmeabfuhr erstarrt und einen

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Block bildet.

Je nach der Füllung der Kokille mit Umschmelzmetall steigt die Schlackenschicht nach oben. Im Bereich des Schlackenbades bildet sich an der Wand der Ko-

sog.

kille eine Schicht Erstarrungsschlacke - Ansatzbildung - aus, die im weiteren den zu formenden Block von der Wand der Kokille trennt. Die Stärke der Ansät zbildung ist von der Menge der Wärmezu- und Abfuhr abhängig und kann sich nicht nur beil einer Größenänderung des zu erschmelzenden Blockes, sondern auch im SchmelzVorgang bei der Änderung der ümschmelzführung ändern.

Die Schicht der Ansatzbildung hat geringe Wärmeleitfähigkeit, sie setzt die Wärmeabfuhr von dem Block herab und begünstigt die Ausbildung einer glatten Blockoberfläche.

Im Oberteil des Blocks befindet sich das Metall in schmelzflüssigem Zustand und bildet einen Schmelzsumpf, der in seinem Oberteil durch eine Erstarrungskruste von dem Schlackenansatz getrennt ist. Die Stärke dieser Kruste ist auch von dem Verhältnis zwischen der zu- und abgeführten Wärme abhängig, sie nimmt je

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nach der Entfernung von dem ob.eren Metallspiegel zu.

Die Oberkante des Schmelzsumpfes bildet an dem Schlackenansatz einen Meniskus. Bei starker Wärmeabfuhr (oder bei unzureichender Wärmezufuhr) kann die Trennfläche von fester und flüssiger Metallphase (Erstarrungsfront des Metalls) auf den Meniskus gehen und eine Gaufrierung oder Kerbe am Block bilden.

Aus diesem Grund muß in der Kokille eine solche Wärmemenge entwickelt werden, die eine gute Blockoberfläche bei minimaler Tiefe des Metallbades zu erhalten gestattet.

Das oben beschriebene Elektroschlacke-Umschmelzverfahren ist mit einer Reihe von wesentlichen Schwierigkeiten behaftet.

Zu seiner Verwirklichung sind erstens Kokillen notwendig, deren Höhe die der zu erschmelzenden Blöcke überschreitet.

Bei der Großblockerzeugung stellt die Schaffung einer dem Schmelzraum gegenüber temperaturbeständigen

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Kokille eine außerordentlich schwierige Aufgabe dar.

Beim Umschmelzen in einer feststehenden Kokille sind zweitens Elektroden notwendig, deren Querschnitt kleiner als der Durchgangsquerschnitt des Hohlraumes der Kokille ist, wodurch der Füllfaktor der Kokille kleiner als 1 ist (der Füllfaktor ist das Verhältnis der Querschnittsfläche der Elektrode zur Querschnittsfläche des Hohlraumes der Kokille). Es ist unmöglich, Qualitätselektroden zum Umschmelzen mit einem Füllfaktor von nahezu 1 (0,8 bis 0,9)» die zur Großblockerzeugung bestimmt sind, herzustellen, und die Elektroden zum Umschmelzen mit einem Füllfaktor von etwa 0,4 bis 0,7 müssen sehr lang sein, was zur Vergrößerung der Außenabmessung der gesamten Elektroschlacke-Umschmelzanlage führt.

Diese Schwierigkeiten werden unter Verwendungeines Elektroschlacke-Umschmelzverfahrens mit relativer gegenseitiger Verschiebung des zu erschmelzenden Blocks und der Kokille überwunden. Bei diesem Umschmelzverfahren wird eine Verschiebung des Blocks und der Kokille in Bezug aufeinander Je nach dem Aufschmelzen des Blocks nach einem der bekannten Verfahren ausgeführt, wobei der Metallspiegel zu der oberen Stirnfläche

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der Wand der Kokille konstant gehalten wird.

In diesem Fall findet eine Kokille Verwendung, deren Höhe wesentlich kleiner als die des zu erschmelzenden Blockes ist.

Die Herstellung von solchen Kokillen ist nicht kompliziert. Die Durchführung der Elektroschlacke- Umschmelzung nach dem Verfahren der Relatiwerschiebung gestattet es, eine Kokille mit erweitertem Oberteil zu verwenden, in dem sich das Schlackenbad befindet.

In diesem Fall können einige kurze Elektroden benutzt werden, deren Füllfaktor in Bfzug auf den zu formenden Teil 1 und mehr betragen kann.

Während der Verschiebung gleitet jedoch der zu erschmelzende Block in Bezug auf die Wand der Kokille, wobei die das Metallbad begrenzende Erstarrungskruste und die Ansatzbildung Zugkräften ausgesetzt sind, und es können Bedingungen entstehen, bei denen die Ansatzbildung oder die Erstarrungskruste zerreißt.

An diesen Stellen entstehen am Block Gußgrate, Schrumpf-

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risse und Risse und dergleichen, was zu Oberflächenfehlern der Blöcke führt und mechanische Bearbeitung erforderlich macht.

Besonders oft entstehen solche Fehler an Blöcken mit Kantprofil. Das läßt sich dadurch erklären, daß es unmöglich ist, eine gleichförmige Wärmeentwicklung über dem Umfang der Wände der Kokille bei zum Erschmelzen solcher Blöcke bestimmten Kokillen zu gewährleisten.

In den mittleren Wandabschnitten der Kokille befinden sich Zonen mit höherer Wärmeentwicklung als an den Ecken der Kokille. Infolgedessen bilden sich Gaufrierungen an den Kanten der Blöcke aus.

Um die Bildung der Gaufrierungen beim Erschmelzen von Blöcken mit Kantprofil zu verhindern, wird eine viel höhere Leistung als beim Erschmelzen von flächengleichen Blöcken mit rundem Querschnitt zugeführt.

In den mittleren Wandabschnitten wird dabei das Metall jedoch überhitzt. Das führt zur Verminderung der anfänglich erstarrten Metallkruete und zu deren Bruch

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bei der gegenseitigen Verschiebung des Blocks und der Kokille.

Um die Brüche der Metall- und Schlackenkrusten zu verhindern, muß deren Festigkeit erhöht werden.

Aus der Praxis ist eine Stranggießkokille zum Strangguß von Stahlblöcken mit Kantprofil bekannt, die vier einzelne Platten, zwei mit größerer und zwei mit geringerer Breite enthält, die mittels Stiftschrauben untereinander verbunden sind und die Wände der Stranggießkokille bilden. Der Hohlraum der Stranggießkokille stellt im Querschnitt ein Rechteck mit einem Seitenverhältnis von mehr als 2 dar.

Innerhalb der Wände der Strangießkokille sind Kanäle zum Durchgang eines Kühlmittels (Wasser) ausgebildet.

An der Innenfläche der zwei Wände größerer Breite sind Riffelungen angebracht, die in Längsrichtung angeordnet und als Wellen ausgeführt sind, die durch Kreisbögen gebildet sind, wobei die der Wandmitte zugekehrten Bogenradien kleiner als die Halbmesser der den Wandrändern zugekehrten Bögen sind.

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Diese Riffelungen sind 2 bis 4· mm tief mit einer Teilung von 20 bis 50 mm ausgeführt.

Die Stranggießkokille ist senkrecht angeordnet und der Strang gleitet je nach der Verschiebung längs der Riffelungen herab. An dem in dieser Stranggießkokille gegossenen Stangen eitstehen ebenfalls Riffelungen mit ähnlichem Profil.

Diese Konstruktion der Innenfläche der Wände der Stranggießkokille bietet die Möglichkeit, die Wärmeabfuhr von dem zu erschmelzenden Strang infolge eines besseren Kontaktes der Erstarrungskruste mit der geriffelten Oberfläche der Wand der Stranggießkokille zu erhöhen. Dabei nimmt die Stärke der Metallkruste zu, und an der geriffelten Oberfläche der Stranggießkokille bildet sich eine geriffelte Metallkruste aus, deren Festigkeit viel höher als die einer ebenen Kruste ist.

Außerdem bilden die Vorsprünge der Riffelungen zusätzliche Stützpunkte für die Metallkruste, die sie auch verfestigen.

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Die Anwendung von Riffelungen solcher Konstruktion an den Wänden einer Kokille zum Elektroschlacke-Schmelzen von Metallblöcken mit Kantprofil ist jedoch dadurch unmöglich, daß die Zunahme der Wärmeabfuhr über die gesamte geriffelte Oberfläche, darunter auch in Zonen, die an die Ecken der Wände.der Kokille angrenzen, erfolgt. Die Zunahme der Wärmeabfuhr in den Ecken der Wände trägt zur Bildung von Gaufrierungen und Kerben bei.

Außerdem wird die Verschiebung des zu erschmelzenden Blocks und der Kokille im Hinblick zueinander beim Elektroschlacke-Umschmelzen mit einer Geschwindigkeit ausgeführt, die um eine Größenordnung geringer als die beim Stranggießen vor. Stahl ist.

Der Block schwindet dabei auf eine beträchtliche
Größe und wird in den Endriffelungen geklemmt. Das steht einer Relatiwerschiebung des Blocks und der Kokille im Wege und kann zum Verkeilen des Blocks führen.

Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Schwierigkeiten zu beseitigen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kokille zum Elektroschlacke-Schmelzen von Metallblökken mit Kantprofil mit einer solchen Ausführung der Riffelungen an der Innenfläche der Wände zu schaffen, die die Bildung von Schlacken- und Metallkrusten von einer Form gewährleistet, die* eine hohe Festigkeit ergibt, ein Festklemmen des Blockes in den Riffelungen des Unterteils der Kokille zu Beginn der Elektroschlacke-Blockerzeugung verhindert, normale Schwindung des Blocks je nach seiner Verschiebung längs der Wände der Kokille und eine hochwertige schwindgnßgrat- und rißfreie Oberfläche des zu erzeugenden Blocks zu sichern vermag.

Diese Aufgabe wird bei einer Kokille zum Elektroschlacke-Schmelzen von Metallblöcken mit Kantprofil, die auf der Innenfläche von mindestens zwei Wänden Riffelungen aufweist, die in Längsrichtung verlaufen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Riffelungen eine Tiefe besitzen, die in Horizontalrichtung von der Wandmitte zu den Ecken der Kokille hin abnimmt.

Hierdurch wird ein Block mit schwindgußgrat- und rißfreier hochwertiger Oberfläche erhalten und eine

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normale Schwindung des Blocks je nach der Verschiebung längs der Wand der Kokille gewährleistet.

Außerdem gewährleistet diese konstruktive Ausführung der Kokille die Bildung von Schlacken- und Metallkrusten einer Form, die eine hohe Festigkeit besitzt und eine Verdickung der an der Wand der Kokille in ihrem mittleren Teil entstehenden Schlacken- und Metallkrusten gewährleistet.

Ein Festklemmen des Blocks in den Hiffelungen des Unterteils der Kokille zu Beginn des Elektroschlacke-Schmelzen des Blocks wird ebenfalls verhindert.

Es ist zweckmäßig, die Tiefe der Eiffeiungen monoton abnehmend auszuführen.

Dadurch wird eine stetige Abnahme der Wärmeabfuhr von dem mittleren Teil der Wand zu den Ecken der Kokille gewährleistet und die Oberflächengüte' des Blocks verbessert.

Es ist vorteilhaft, die in der Wandmitte angeordneten Riffelungen um ein 1,1 bis 5faches tiefer als die Tiefe der an den Rändern befindlichen Riffe_J.ungen

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auszuführen.

Mit diesem Tiefenverhältnis der Riffelungen an den Wänden der Kokille wird die Erschmelzung von Blöcken gewährleistet, die hochwertigste Oberflächen besitzen·

Es ist vorteilhaft, die Riffelungen im Bereich des Kontaktes des zu erschmelzenden Blockes mit der Wand der Kokille auszuführen.

Dies bietet die Möglichkeit, die mechanische Bearbeitung der Wände der Kokille bei der Herstellung der Riffelungen zu vermindern.

Es ist zweckmäßig, die minimal tiefen Riffelungen an der Wand in einem der 0,05 bis 0,4-fachen Breite dieser Wand entsprechenden Abstand von den Ecken der Kokille auszubilden.

Dadurch wird eine zuverlässige gegenseitige Verschiebung des Blockes und der Kokille in Bezug zueinander gewährleistet.

Es ist vorteilhaft, wenn die Riffelungen in Oberteil

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der Kokille eine größere Teilung als im Unterteil aufweisen.

Dadurch wird ein Festklemmen des Blocks in den Riffelungen des Unterteils der Kokille am Anfang der Elektroschlacke-Blockerzeugung verhindert.

Durch die vorliegende Erfindung wird die Bildung von Schlacken- und Metallkrusten einer hochfesten Form gewährleistet.

Außerdem wird ein Festklemmen des Blocks in den Riffelungen des Unterteils der Kokille am Anfang der Elektroschlacke-Blockerzeugung verhindert und eine normale Schwindung des Blocks je nach seiner Verschiebung längs der Wände der Kokille gewährleistet.

Mittels der Erschmelzung wird ein Block mit hochwertiger schwindgußgrat- und rißfreier Oberfläche erzeugt·

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

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Pig. 1 einen Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgeführte Kokille zum Elektroschlacke-Schmelzen von Metallblöcken mit Kantprofil, bei der zwei lange Wände geriffelt sind,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II inFig. 1.

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch eine erfindungs— gemäß ausgeführte Kokille, bei der alle Wände geriffelt sind,

Fig. 4- eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgeführte Kokille, bei der die Hiffeiungen im Oberteil der Wand eine größere Teilung als im Unterteil aufweisen,

Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie V-V in Fig. 4·.,

Fig. 6 eine nach der vorliegenden Erfindung ausgeführte Kokille, bei der Riffelungen im Bereich des Kontakts des zu erschmelzenden Blocks mit der Wand der Kokille ausgebildet sind und die minimal tiefen Hiffelungen an der Wand

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in einem der 0,05 bis O,4-fachen Breite dieser Wand entsprechenden Abstand von den Ecken der Kokille ausgeführt sind,

Fig. 7 einen Schnitt gemäß Linie VII-VII in Fig. 6, Fig. 8 einen Schnitt gemäß Linie VIII-VIII in Fig. 6,

Die erfindungsgemaß ausgeführte und in Fig. 1 dargestellte Kokille hat vier Wände, zwei Wände 1 mit größerer Breite und zwei Wände 2 mit geringerer Breite.

In jeder Wand Λ und 2 sind Kühlmittelkanäle 3 ausgebildet.

Die Kühlmittelzu- und Abfuhr erfolgt über Stutzen 4 (Fig. 2).

An der Innenfläche der breiten Wände 1 sind Riffelungen 5 in Längsrichtung ausgeführt.

Die Riffelungen 5 (Fig. 1) können als sägenζahnartige Rippen oder Wellen ausgebildet werden. In Bezug auf ihre Spitze können die Riffelungen 5

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symmetrisch bzw. asymmetrisch sein.

Im vorliegenden Beispiel weisen die Riffelungen 5 eine Tiefe auf, die in Horizontalrichtung von der Wandmitte zu den Ecken der Kokille hin .monoton abnimmt, Dadurch wird eine stetige Abnahme der Wärmeabfuhr von dem mittleren Teil der Wand 1 zu den Ecken der Kokille gewährleistet.

Die Kokille arbeitet wie folgt:

Die Kokille wird in einem (nicht dargestellten) Elektroschlacke-Ofen aufgestellt. Unter die Kokille wird ein gekühlter Untersatz mit einer Vorrichtung zum Greifen des Blockfußes geführt (nicht dargestellt). In den Hohlraum der Kokille werden eine selbstverzehrende Elektrode bzw. mehrere Elektroden eingeführt (nicht dargestellt).

Nach einem der bekannten Verfahren wird das Schlackenbad gebildet und ein elektrischer Strom durch dieses hindurchgeleitet. Durch die Wärmeentwicklung in der Schlacke schmilzt die selbstverzehrende Elektrode, das Metall passiert die Schlackenschicht und sammelt sich auf dem Untersatz an. Aufgrund der Wärmeabfuhr

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erstarrt das Metall, wobei es einen Block bildet.

An den Wänden der Kokille bildet sich im Bereich des Schlackenbades ein Schlackenansatz aus, dessen Form die der Riffelungen wiederholt. Dabei ist der Block durch die Ansatzbildung von der Wand der Kokille getrennt. Die Gestalt der Blockoberfläche wiederholt die Form der Riffelungen, wobei sich im Blockkopf eine Reliefmetallkruste ausbildet. Durch intensivere Wärmeabfuhr in den Riffelungen wird die primär erstarrte Metallkruste dicker, wobei im Bereich der intensiveren Wärmezufuhr eine intensivere Wärmeabfuhr stattfindet. Je nach der Füllung der Kokille mit Umschmelzmetall steigt der öl·ere Metallspiegel bis zu einer Marke, bei deren Erreichen mit der gegenseitigen Verschiebung des Blocks und der Kokille in Bezug aufeinander begonnen wird. Die Lage des Metallspiegels kann nach einem der bekannten Verfahren überwacht werdend Die Relativverschiebung des Blocks und der Kokille erfolgt mit Hilfe eines (nicht dargestellten) Verstellmechani smus.

Bei der Verschiebung der Kokille werden die Metallkruste und der Schlackenansatz Zugkräften ausgesetzt,

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zerreißen aber nicht, weil ihre Festigkeit aufgrund der Riffelungen erhöht ist. Da die Tiefe der Riffelungen zu den Ecken der Kokille hin abnimmt, wird die Wärmeleitung zu den Ecken geringer und in den kältesten Blockteilen entstehen keine Gaufrierungen und der zu erzeugende Block weist eine hochwertige Oberfläche auf.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäß ausgeführte Kokille, die acht gleichbreite gekühlte Wände enthält, in denen Kühlmittelkanäle 3 ausgebildet sind. Die Kühlmittelzu- und Abfuhr erfolgt mit Hilfe von Stutzen 4. An der Innenfläche jeder Wand 6 sind in Bezug auf ihre Spitze symmetrische Riffelungen 5 ausgeführt.

Die in der Mitte jeder Wand angeordneten Riffelungen 5 weisen eine Tiefe auf, die die der an den Rändern befindlichen Riffelungen um das 3fache überschreitet. Die in der Mitte jeder Wand angeordneten Riffelungen können jedoch auch eine Tiefe besitzen, die die der an den Rändern befindlichen Riffelungen um das 1,1 bis 5fache überschreitet.

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Mese Kokille arbeitet genauso, wie die zuvor beschriebene.

Nachstehend wird eine weitere Variante der Kokille betrachtet.

Die in Fig. 6 und 7 dargestellte Kokille enthält vier Formwände, von denen die beiden Fonnwände 7 schmal-flach T-förmig und die beiden anderen Formwände 8 breit abgestuft sind. Die Abkühlung erfolgt ähnlich wie oben beschrieben.

Die Abmessungen des Oberteils der Kokille sind größer als die des Unterteils.

An den breiten Wänden 8 sind im Unterteil der Kokille Eiffeiungen 9 ausgeführt, wobei die minimal tiefen Riffelungen an der Wand in einem der O,15fachen Breite dieser Wand entsprechenden Abstand von den Kanten der Kokille ausgebildet sind. Die minimal tiefen Riffelungen können an der Wand in einem der 0,05 bis 0,4-fachen Breite dieser Wand entsprechenden Abstand von den Ecken der Kokille ausgeführt werden. Die Riffelungen 9 haben im Oberteil eine größere Teilung als im Unterteil (Fig. 4 und 5)· Der Neigungswinkel β der

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Riffelung 9 zur Längsackse der.Kokille errechnet sich aus der Formel:

n. C ^ .A t, H

wobei η - laufende Nummer der Riffelung, angefangen von der Mitte der Kokille, C - Teilung der Riffelungen,

Ji - lineare Schwindungszahl bei Erstarrungstemperatur,

^d t - Temperaturgefälle an der Blockoberfläche, gemessen am Metallspiegel und am Austritt des Blockes aus der Kokille,

H - Abstand vom Metallspiegel bis zum Ende der Kokille

Diese Kokille arbeitet wie folgt: In das Unterteil der Kokille wird ein Untersatz mit Vorrichtung zum Befestigen des Blocks eingeführt. In den erweiterten Abschnitt der Kokille wer den (nicht dargestellte) selbstverzehrende Elektroden eingeführt.

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Nach einem der bekannten Verfahren wird in der Kokille das Schlackenbad gebildet und ein elektrischer Strom durch dieses hindurchgeleitet. Dabei wird Wärme in der Schlacke entwickelt und dadurch schmelzen die selbstverzehrenden Elektroden, und das Metall sammelt sich im Unterteil der Kokille an, wo sich der Block ausbildet.

Dabei erfolgt die Kontrolle des Metallspiegels nach einem der bekannten Verfahren, und bei Erreichen des Sollspiegels wird eine Relatiwerschiebung des zu erschmelzenden Blocks und der Kokille durchgeführt, wobei ein vorgebener Metallspiegel in der Kokille aufrechterhalten wird. Im Blockkopf befindet sich ein Schmelzsumpf, der durch die ursprünglich erstarrte Metallkruste begrenzt ist. Der Block ist durch eine Schicht Schlackenansatz von der Kokille getrennt.

Die Wärmeentwicklung in der Kokille ist entlang dem Umfang ungleichförmig. Die heißesten Zonen befinden sich beladen mittleren Teilen der breiten Wände, die kältesten in den Ecken. Dabei tragen die im mittleren Teil der breiten Wände befindlichen Riffelungen zur intensiven Wärmeabfuhr von der heißen

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Zone bei. Die Verminderung der Riffelungstiefe in Richtung der Ecken begünstigt die Herabsetzung der Wärmeabfuhr in gleicher Richtung.

Da der Block sich zunächst in der feststehenden Kokille ausbildet, hat sein Unterteil im Verlauf der Zeit bis zum Beginn der Relatiwerschiebung noch Zeit zum Erkalten (dazu trägt auch die Wärmeabfuhr in dem Untersatz bei). Beim Temperaturabfall des Blocks schwindet er sowohl nach seinen breiten als auch schmalen Flächen. Den Höchstschwund erfahren die Ecken des Blocks und bei Vorhandensein von Riffelungen in den Ecken kann der Block darin festgeklemmt werden. Das ist nicht der Fall, wenn der den Ecken nächstliegende Wandabschnitt nicht geriffelt ist,

Je nach der Relatiwerschiebung erkaltet der Block und schwindet, wobei sich ein beliebiger Punkt seiner Oberfläche nach unten und zur Wandmitte hin bewegt. Durch Vorhandensein einer höhenveränderlichen Riffelungsteilung wird daher eine Verschiebung des Blocks und der Kokille ohne Festklemmen in den Riffelungen gewährleistet.

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Claims (6)

1. P 64 863/2

   19.1.1977
   L/st

   Patentansprüche

   f 1.Yc

   1· !Kokille zum Elektroschlacke-Schmelzen von

   Metallblöcken mit Kantprofil, die an der Innenfläche von mindestens zwei Wänden Riffelungen
   aufweist, die in Längsrichtung verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß
   die Riffelungen (5) eine Tiefe besitzen, die in Horizontalrichtung von der Mitte der Wand (1) zu den Ecken der Kokille hin abnimmt.
2. 2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Riffelungen (5) monoton abnimmt.
3. 3. Kokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Mitte der Wand (6) angeordneten Riffelungen (5) um das 1,1 bis 5fache tiefer als die Tiefe der an den Rändern befindlichen Riffelungen ausgeführt sind.
4. 4· Kokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelungen (9) im Bereich des Kontaktes des zu erschmelzenden Blockes

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   INSPBCTEO

   mit der· Wand (8) der Kokille ausgeführt sind.
5. 5. Kokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die minimal tiefen Riffelungen (9) an der Wand (8) in einem der 0,05 bis 0,4-fachen Breite dieser Wand (8) entsprechenden Abstand von den Ecken der Kokille ausgebildet sind.
6. 6. Kokille nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelungen (9) in» Oberteil der Kokille eine größere Teilung als im Unterteil aufweisen.

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