DE2218484C3 - 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-Umschmelzverfahren 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 Hauptkristailisationsrichtung von unten nach oben verläuft und deshalb ein besonders gutes Erstarrungsgefüge 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 "alternating current" passed through. The into 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 whose main direction of crystallization 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 approximately half the block diameter is equivalent to. When 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 takes considerable time. For block diameters of 1000 mm z. 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 Block zwei Wechselstromtransformatoren 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, two AC transformers for the remelting process for one and the same block to use different nominal power and the so-called crop heating with the transformer with the lower rated power. For the method according to the invention is therefore a second transformer for the device is probably required, but the cost of this transformer is relatively low because it only has a nominal power of 10 to 20% of the nominal power of the must have 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-Schmelzung eines Blockes mit einem Durchmesser von 3000 mm bereits ein weiterer Block bis zu einer Höhe von etwa 2 m mit Hilfe des freigewordenev. Haupttransformators aufgebaut werden.
Eine Elektroschlacken-Umschmelzvorrichtung zur 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 verfahrbar 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 dieOn the other hand, however, the overall performance of the system is increased so much that the effort for the additional transformer is no longer significant. B. in the melting of a block with a diameter of 3000 mm already another block up to a height of about 2 m with the help of the freewarnev. Main transformer to be built.
An electroslag remelting device for carrying out the method according to the invention thus has two alternating current transformers of different nominal power and has devices for changing the energy supply from the transformer of high nominal power to the transformer of lower nominal power. The devices for changing the energy supply depend on the type of system and can be designed in different ways. If the remelting device is designed for remelting a single electrode into a single block, the two transformers and the associated electrode feed device are arranged next to one another, and the water-cooled base plate and the water-cooled mold are on a carriage that can be moved between the two electrode feed devices When the block is built up to the desired height, the carriage, including the base plate and mold, is moved under the electrode feeder, which is fed by the transformer with a lower rated power. However, if the system is for the

•to Herstellung höherer Blöcke, also mit einersogenannten 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• to manufacture higher blocks, so with what are known as Lifting mold equipped, so is an additional device for holding the mold during the Transports to the electrode feeder for crop heating required. This device can be made from

•»5 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 Elektrodenzufiihrvorrichtup.gen 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. !n 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 Standplatz eingesetzt werden kann, oder es ist für jeden Standplatz• »5 separate supports for the mold or from 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 feeder of the transformer with the higher rated power as well as the transformer with the lower rated power from the known Devices for quickly replacing the used electrode with a new one, e.g. B. of two Columns with swiveling electrode lifting devices. ! In this case, however, the block will not start with a Carriage pushed under the electrode feeder, which is supplied with lower power by the transformer, Instead, the system will be equipped with two stands for a base plate and a block. The electrode feeding device supplied with higher power by the transformer can optionally both Serve stands. The lower powered electrode feeder supplied by the transformer in this case, the head heating can either be moved between the two stands arranged so that it can either be used on any stand, or it is for every stand

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je eine Elektrodenzuführvorrichtung für das Schopfhei- kann.one electrode feeder for each of the forehead heat.

zen vorhanden, von denen jede an den Transformator Schließlich ist auch die Möglichkeit gegeben, in einerzen present, each of which is connected to the transformer. Finally, there is also the option of in one

mit geringerer Leistung angeschlossen werden kann. Umschmelzanlage zum gleichzeitigen Herstellen meh-can be connected with lower power. Remelting plant for the simultaneous production of several

Eine weitere Steigerung der Wirtschaftlichkeit der rerer großer Blöcke eine einzige Elektrodenzuführvor-A further increase in the economics of the larger blocks with a single electrode feed

erfindungsgemäßen Umschmelzvorrichtung ist dadurch 5 richtung für das Schopfheizen für mehrere Umschmelz-remelting device according to the invention is thereby 5 direction for the crop heating for several remelting

möglich, daß die Elektrodenzuführvorrichtung mit dem vorrichtungen vorzusehen und die Herstellungsfolgepossible to provide the electrode feeding device with the devices and the manufacturing sequence

Transformator genngerer Leistung in jener Zeit, in der der großen Blöcke so einzustellen, daß nicht gleichzeitigTransformer of lower power at that time, in which the large blocks set so that not at the same time

sie für das Schopfheizen nicht benötigt wird, zum zwei oder mehr Blöcke schopfgeheizt werden müssen.
Umschmelzen kleinerer Blöcke verwendet werdenit is not needed for head heating, as two or more blocks have to be head heated.
Remelting of smaller blocks can be used

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektroschlacken-Umschmelzverfahren zur Herstellung von Blöcken aus Metall-, insbesondere StahUegierungen, wobei die elektrische Energiezufuhr zum Schlackenbad mit Hilfe von Wechselstromtransformatoren 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 from metal, in particular steel alloys, whereby the electrical energy supply to the slag bath takes place with the help of AC 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 2. 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.2. Electroslag remelting device for performing the method according to claim 1, characterized by two AC transformers of different power ratings and devices for changing the energy supply from the high-rated transformer to the transformer lower nominal power.