DE2218484B2 - Electroslag remelting method and device for the production of blocks from metal, in particular steel alloys - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektroschlacken-Umschrnelzverfahren zur Herstellung von Blöcken aus Metall-, insbesondere Stahllegierungen und eine Vorrichtung hierfür.The invention relates to an electroslag remelting process for the production of blocks from metal, in particular steel alloys and a device therefor.

Beim genannten Verfahren erfolgt bekanntlich die Herstellung eines Blockes durch kontinuierliches Abschmelzen einer verzehrbaren artgleichen Elektrode in einer Schlackenschicht, die durch elektrische Widerstandserhitzung mit Hilfe von hindurchgeleitetem Wechselstrom beheizt wird. Die in die Schlacke eintauchende Elektrode wird hierdurch abgeschmolzen und das abtropfende Metall sammelt sich in einer wassergekühlten Kokille und erstarrt dort kontinuierlich. Dadurch wird ein Block erhalten, dessen Hauptkristallisationsrichtung von unten nach oben verläuft und deshalb ein besonders gutes Erstarrungsgef<ige aufweist Die Blockaufbaugeschwindigkeit beträgt nur wenige Millimeter pro Minute, und während des Umschmelzvorganges ist stets ein flüssiger Sumpf vorhanden, dessen Tiefe etwa dem halben Blockdurchmesser entspricht Hat der Block die gewünschte Höhe erreicht so wird die Leistungszufuhr zur Schlacke auf etwa ein Sechstel bis ein Achtel durch Wahl einer niedrigeren Spannung vermindert, so daß wohl einerseits die Schlacke auf einer die Liquidustemperatur des Metalles übersteigenden Temperatur gehalten, andererseits aber nur mehr soviel Metall von der Elektrode abgeschmolzen wird, als zum Ausgleich der Schwindung benötigt wird. Dieser Abschnitt wird als sogenanntes Schopfheizen bezeichnet und bezweckt die lunkerfreie Erstarrung des Blockschopfes oder -kopfes.In the process mentioned, it is known that a block is produced by continuous Melting of a consumable electrode of the same type in a layer of slag caused by electrical Resistance heating is heated with the help of passed alternating current. The ones in the slag The immersing electrode is melted off and the dripping metal collects in a water-cooled mold and solidifies there continuously. Thereby a block is obtained, the main direction of crystallization of which runs from bottom to top and therefore has a particularly good solidification structure The block building speed is only a few millimeters per minute, and during the During the remelting process, there is always a liquid sump, the depth of which is about half the block diameter If the block has reached the desired height, the power supply to the slag is on about a sixth to an eighth reduced by choosing a lower voltage, so that on the one hand the slag is kept at a temperature which exceeds the liquidus temperature of the metal, on the other hand but only as much metal is melted from the electrode as to compensate for the shrinkage is needed. This section is referred to as so-called crop heating and aims to be void-free Solidification of the block head or head.

Insbesondere bei der Herstellung von Blöcken großer Durchmesser wird für das genannte Schopfheizen eine beträchtliche Zeit benötigt Bei Blockdurchmessern von 1000 mm z. B. beträgt die Schopfheizzeit bereits 3 bis 4 Stunden und steigt bei Blockdurchmessern von etwa 3000 mm auf über 30 Stunden an. Hierdurch wird die Leistung einer derartigen Vorrichtung bei der Herstellung von Blöcken mit den genannten Durchmessern je nach Durchmesser und hergestellter Blocklänge um 10 bis 30% oder sogar mehr vermindert.In particular when producing blocks of large diameter, a considerable time is required. B. the crop heating time is already 3 to 4 Hours and increases with block diameters of around 3000 mm to over 30 hours. This will make the Performance of such a device in the production of blocks with the specified diameters each reduced by 10 to 30% or even more depending on the diameter and the block length produced.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, den genannten Nachteil zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, für den Umschmelzvorgang für ein und denselben Bleck zwei Wcchsclstromtransformatoren unterschiedlicher Nennleistung zu verwenden und das sogenannte Schopfheizen mit dem Transformator mit der geringeren Nennleistung vorzunehmen. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist demnach wohl ein zweiter Transformator für die Vorrichtung erforderlich, doch sind die Kosten für diesen Transformator relativ gering, weil er nur eine Nennleistung von 10 bis 20% der Nennleistung des eigentlichen Umschmelztransformators aufweisen muß.The object of the invention is to avoid the disadvantage mentioned. To solve this problem is proposed according to the invention for the remelting process two AC transformers for one and the same sheet to use different nominal power and the so-called crop heating with the transformer with the lower nominal power to undertake. For the method according to the invention is therefore probably a second transformer for the Device required, but the cost of this transformer is relatively low because it has only one Must have nominal power of 10 to 20% of the nominal power of the actual remelting transformer.

ίο Andererseits wird jedoch dadurch die Gesamtleistung der Anlage so weit gesteigert, daß der Aufwand für den zusätzlichen Transformator nicht mehr ins Gewicht fällt Während des Schopfheizens mit Hilfe des zusätzlichen Transformators kann z.B. bei der Er-ίο On the other hand, however, this increases the overall performance the system increased so much that the effort for the additional transformer is no longer significant additional transformer can be used, for example, in the

Schmelzung eines Blockes mit einem Durchmesser vonMelting a block with a diameter of

3000 mm bereits ein weiterer Block bis zu einer Höhe von etwa 2 m mit Hilfe des freigewordenen Haupttransformators aufgebaut werden.3000 mm already another block up to a height of about 2 m with the help of the vacated main transformer being constructed.

Eine Elektroschlacken-Umschmelzvorrichtung zurAn electroslag remelting device for

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist somit zwei Wechselstromtransformatoren unterschiedlicher Nennleistung auf und besitzt Vorrichtungen zum Wechsel der Energiezufuhr vom Transformator hoher Nennleistung auf den Transformator geringerer Nennleistung. Die Vorrichtungen zum Wechsel der Energiezufuhr richten sich nach dem Typ der Anlage und können verschieden ausgeführt sein. Ist die Umschmelzvorrichtung für das Umschmelzen einer einzigen Elektrode zu einem einzigen Block konstruiert, so werden die beiden Transformatoren und die zugehörige Elektrodenzuführvorrichtung nebeneinander angeordnet und die wassergekühlte Bodenplatte und die wassergekühlte Kokille befinden sich auf einem Wagen, der zwischen den beiden Elektrodenzuführvorrichtungen verfahrba- ist Nach dem Aufbau des Blocks bis zur gewünschten Höhe wird der Wagen samt Bodenplatte und Kokille unter die Elektrodenzuführvorrichtung gefahren, die vom Transformator geringerer Nennleistung gespeist wird. Ist die Anlage jedoch für die Herstellung höherer Blöcke, also mit einer sogenannten Hebekokille ausgerüstet so ist eine zusätzliche Vorrichtung für das Festhalten der Kokille während des Transports zur Elektrodenzuführvorrichtung für das Schopfheizen erforderlich. Diese Vorrichtung kann aus gesonderten Stützen für die Kokille oder aus Klemmbacken am unteren Kokillenrand bestehen, mit deren Hilfe die Kokille am Block festgeklemmt werden kann. Wird der Block aus mehreren hintereinander abzuschmelzenden Elektroden aufgebaut, so bestehen die Elektrodenzuführvorrichtungen des Transformators mit der höheren Nennleistung sowie des Transformators mit der niedrigeren Nennleistung aus den bekannten Vorrichtungen zum schnellen Austausch der verbrauchten gegen eine neue Elektrode, also z. B. aus je zwei Säulen mit schwenkbaren Elektrodenhubvorrichtungen. In diesem Fall wird aber der Block nicht mit einem Wagen unter die vom Transformator mit geringerer Leistung versorgte Elektrodenzuführvorrichtung geschoben, sondern es wird die Anlage mit zwei Standplätzen für Bodenplatte und Block ausgestattet. Die vom Transformator mit höherer Leistung versorgte Elektrodenzuführvorrichtung kann wahlweise beide Standplätze bedienen. Die vom Transformator mit geringerer Leistung versorgte Elektrodenzuführvorrichtung für das Schopfheizen ist in diesem Fall entweder zwischen den beiden Standplätzen verfahrbar angeordnet, so daß sie wahlweise auf jedem StandplatzImplementation of the method according to the invention thus has two different alternating current transformers Rated power and has devices for changing the energy supply from the transformer higher Nominal power on the transformer with lower nominal power. The devices for changing the energy supply depend on the type of system and can be designed in different ways. Is the remelting device designed for remelting a single electrode into a single block, see above the two transformers and the associated electrode feeding device are arranged next to one another and the water-cooled base plate and the water-cooled mold are on a carriage, which can be moved between the two electrode feeding devices After the block has been built up to The desired height is the carriage including the base plate and mold under the electrode feeder driven, which is fed by the transformer with the lower rated power. However, if the system is for the Production of higher blocks, i.e. equipped with a so-called lifting mold, is an additional device for holding the mold during transport to the electrode feeder for the Top heating required. This device can consist of separate supports for the mold or of clamping jaws exist at the lower edge of the mold, with the help of which the mold can be clamped to the block. If the block is made up of several electrodes to be melted one after the other, the Electrode feeding devices of the transformer with the higher rated power and of the transformer with the lower rated power from the known devices for quick replacement of the used ones against a new electrode, e.g. B. from two columns with pivotable electrode lifting devices. In this case, however, the block is not with a carriage under that of the transformer with lesser Power-supplied electrode feeder is pushed, but it gets the system with two Equipped with stands for floor slab and block. The one supplied by the transformer with higher power Electrode feeding device can optionally serve both stands. The one from the transformer Electrode feeding device for crop heating with a lower power supply is in this case either arranged so that they can be moved between the two stands, so that they can optionally be placed on each stand

je eine Elekirodenzuführvorrichtung für das Schopfheizen vorhanden, von denen jede an den Transformator mit geringerer Leistung angeschlossen werden kann.one electrode feed device each for crop heating present, each of which can be connected to the lower power transformer.

Eine weitere Steigerung der Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Umschmelzvorrichtung ist dadurch möglich, daß die Elektrodenzuführvorrichtung mit dem Transformator geringerer Leistung in jener Zeit, in der sie für das Schopfheizen nicht benötigt wird, zum Umschmelzen kleinerer Blöcke verwendet werden kann.This results in a further increase in the profitability of the remelting device according to the invention possible that the electrode feeder with the transformer of lower power at that time in the it is not needed for crop heating, but can be used for remelting smaller blocks can.

Schließlich ist auch die Möglichkeit gegeben, in einer Umschmelzanlage zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer großer Blöcke eine einzige ElektrodenzufQhrvorrichtung für das Schopfheizen für mehrere Umschmelzvcrrichtungen vorzusehen und die Herstellungsfolge der großen Blöcke so einzustellen, daß nicht gleichzeitig zwei oder mehr Blöcke schopfgebeizt werden müssen.Finally, there is also the option of a Remelting plant for the simultaneous production of several large blocks with a single electrode feeding device for the crop heating to be provided for several remelting devices and the production sequence of the large blocks so that two or more blocks do not have to be pickled at the same time.

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektroschlacken-Umschmelzverfahren zur Herstellung von Block in aus Metall-, insbesondere Stahllegierungen, wobei die elektrische Energiezufuhr zum Schlackenbad mit Hilfe von Wechselstrom' transformatoren erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschmelzvorgang für ein und denselben Block zwei Transformatoren unterschiedlicher Nennleistung verwendet werden und daß das sogenannte Schopfheizen mit dem Transformator mit der geringeren Nennleistung erfolgt1. Electroslag remelting process for Manufacture of blocks in from metal, in particular steel alloys, with the electrical energy supply to the slag bath with the help of alternating current 'transformers, characterized in that that in the remelting process for one and the same block two transformers are different Nominal power can be used and that the so-called crop heating with the transformer takes place with the lower nominal power Z Elektroschlacken-Umschmelzvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Wechselstromtransformatoren unterschiedlicher Nennleistung und Vorrichtungen zum Wechseln der Energiezufuhr vom Transformator hoher Nennleistung auf den Transformator geringerer Nennleistung. Z Electroslag remelting device for carrying out the method according to claim 1, characterized by two alternating current transformers of different nominal power and devices for changing the energy supply from the transformer of high nominal power to the transformer of lower nominal power.