DE2918213C2

DE2918213C2 - Verfahren und Vorrichtung zum metallurgischen Behandeln von Metallschmelzen

Info

Publication number: DE2918213C2
Application number: DE19792918213
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Vacmetal Gesellschaft fuer Vakuum Metallurgie mbH
Current assignee: Vacmetal Gesellschaft fuer Vakuum Metallurgie mbH
Priority date: 1978-05-09
Filing date: 1979-05-05
Publication date: 1983-01-20
Also published as: DE2918213A1; FR2425477B1; BE877303A; FR2425477A1; IN151175B; GB2020315B; GB2020315A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum metallurgischen Behandeln von Metallschmelzen in einer Vakuumpfanne mit Durchführungen für Elektroden in einer Abschlußhaube und mindestens einer Frischlanze.

Vakuumpfannen der vorerwähnten Art sind in großer Zahl bekannt: sie lassen sich in drei große Gruppen einteilen, und zwar in Vorrichtungen zum Entgasen, zum Entgasen und gleichzeitigen Aufheizen bei Unterdruck sowie zum Vakuumfrischen. Bei den Vorrichtungen zum Vakuumentgasen und Aufheizen bei Unterdruck weisen die Vakuumpfannen Elektfodendurchführungen im Deckel oder einer Abschlußhaube sowie vertikal verfahrbare Elektrodengehäuse auf. Die Elektrodengehäuse sind im Hinblick auf die Entgasungsphase vakuumdicht mit der Abschlußhaube verbunden, obgleich die Aufheizphasc lediglich einen Unterdruck von etwa 150 Torr erfordert. Bei Vorrichtungen zum Vakuumfrischen weist die Abschlußhaube hingegen eine 'iLänzcndurchluhrunglaaufyunciI variiert der Unterdruck „ zwischen 1 und über iÖO Torn

Um Metallschmelzen entgasen, bei Unterdruck aufheizen und Vakuumfrischen zu können, sind in der Praxis mindestens zwei der vorerwähnten Vorrichtungen erforderlich. Selbst wenn die Schmelze in ein und derselben Vakuumpfanne entgast, aufgeheizt und gefrischt wird, erfordert das mindestens zwei verschiedene Abschlußhauben mit Elektrodendurchführuugen einerseits und mindestens einer Lanzendurchführung andererseits.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dieses Erfordernis zu beseitigen und insbesondere eine Mehrphasen-Behandlung in einer einzigen Vorrichtung zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darh\ daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten A rt im Falle eines Frischens unter Beibehaltung der Abschlußhaube mindestens eine der Elektroden durch eine Frischlanze ersetzt wird. Demgemäß sind beispielsweise im Falle eines Wechsels vom Vakuumaufheizen zum Vakuumfrischen lediglich die Austauscharbeiten an einem der Elektrodengehäuse erforderlich, ohne daß die Abschlußhaube oder auch die ganze Vorrichtung ausgetauscht werden müßte.

Der Wechsel läßt sich besonders einfach gestalten, wenn das Elektrodengehäuse erfindungsgemäß mit einem abnehmbaren oberen Gehäuseteil ausgebildet ist und beispielsweise an der Trennstelle einen Zwischenring mit einer Schnellkupplung aufweist In diesem Fall braucht bei einem Wechsel lediglich die Schnellkupplung gelöst, der obere Gehäuseteil des vorzugsweise rohrförmigen Elektrodengehäuses abgenommen und die betreffende E'-ektrode gegen eine Sauerstofflanze ausgetauscht zu werden. Die Sauerstofflanze sollte vorzugsweise denselben Querschnitt wie die Elektrode aufweisen, um die Verwendung von Ausgleichsstücken oder Adaptern zu vermeiden.

Das Elektrodengehäuse mit dem abnehmbaren, oberen Gehäuseteil befindet sich vorzugsweise nahe der Pfannenperipherie, da sich in diesem Falle eine bessere Zugänglichkeit ergibt Die Sauerstofflanze kann zweiteilig ausgebildet sein und mündungsseitig aus einem Verschleißteil bestehen. Um den Wechsel zu erleichtern, sollte die Sauerstofflanze zudem mit einem dem Zwischenring und der Schnellkupplung des Elektrodengehäuses angepaßten Kupplungskrugen versehen sein. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung während des Entgasens and Aufheizens,

F i g. 2 die gleiche Schnittansicht der Vorrichtung zu Beginn des Vakuumfnschens mit einer Sauerstofflanze und

F i g. 3 die Ansicht der F 1 g. 2 mit der Sauerstofflanze in ihrer Stellung am Ende der Vakuumentkohlung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entgasen mit gleichzeitigem Aufheizen bei Unterdruck umfaßt im wesentlichen eine Vakuumpfanne 10, die in üblicher Weise auf einem Pfannentransportwagen 12 angeordnet ist. Der Pfannentransportwagen 12 dient dazu, die Vakuumpfanne 10 zwischen einzelnen Behandlungssta turnen /u verfahren. Das flüssige Metall wird in der Vakuumpfanne 10 durch Einblasen eines neutralen Gases durch einen porösen Feuerfeststein oder durch eine Induktionsspüle umgerührt In der Behandlungssta-"tion der Fig. 1 ruht eine Abschlyßhaübe 14 mit einem Dichtungsring auf einer Einfassung der Vakuumpfannc 10. Die Abschlußhaube 14 ist vertikal verfahrbar, um von der Vakuumpfanne 10 getrennt werden zu können. Durch die Abschlußhaübe 14 hindurch lassen sich drei Elektrodengehäuse 17 in Durchführungen 16 verschiebem Die Elektrodengehäuse 17 bestehen aus einem

offenen wassergekühlt Rohr 18. einem Klemmzangengehäuse 19 und einem oberer. Gehäuseteil 20 für das Annippeln von Elektrodenstücken; sie enthalten eine Graphitelektrode 22, die im Klemmzangengehäuse 19 durch eine Klemmzange 24 gehalten wird. Die Stromversorgung des Klemmzangengehäuses 19 erfoigt über Stromschienen 32 und Kabel 34, über die jede Klemmzange 24 mit einer der drei Phasen eines nicht dargestellten Transformators verbunden ist.

Jedes Elektrodengehäuse 17 ist gegen Unterdruck abgedichtet und am Ende eines waagerechten Armes 26 befestigt, der seinerseits an einem innerhalb einer kastenförmigen Führung 29 verschiebbaren Mast 28 befestigt ist. Die Elektrodengehäuse 17 und somit die Graphitelektroden 22 werden in senkrechter Richtung mittels einer Kolbenzylindereinheit 30 bewegt.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, durch ein schnelles Auswechseln der entsprechenden Vorrichtung anstelle eines Entgasens mit gleichzeitigem Aufheizen bei Unterdruck in einer Vakuumpfanne 10 eine Vakuumentkohlung mit Sauerstoff durchzuführen. Dabei wird erfindungsgemäß mindestens eine Graphitelektrode 22 in ihrem Eiektrodengehäuse 17 durch eine Sauerstofflanze 38 ersetzt. Beim Entkohlen ist ein Lichtbogenaufheizer: nicht erforderlich, da die Entkohlungsreaktion stark exotherm ist Um die Sauerstofflanze 38 einführen zu können, ist wenigstens eines der Elektrodengehäuse 17 anders beschaffen als die anderen. Bei einer Vorrichtung mit einer Mittelelektrode und zwei seitlichen Elektro- jo den ist vorzugsweise eines der seitlichen Elektrodengehäuse 17 mit einem Zwischenring 36 versehen, der oberhalb der Klemmzange 24 befestigt ist und mit dem oberen Gehäuseteil 20 für eine Reserveelektrode mittels einer nicht dargestellten Schnellkupplung verbunden ist.

Auf diese Weise ist es möglich, kurzfristig von einer Vakuumentgasung mit gleichzeitigem Aufheizen zu einer Vakuumentkohlung überzugehen. Dabei werden drei Graphitelektroden 22 aus ihren Elektiodengehäusen 17 herausgezogen. An dem Elektrodengehäuse 17. das die Sauerstofflanze 38 aufnehmen soll, wird die den Zwischenring 36 mit dem oberen, abnehmbaren Gehäuseteil 20 für eine Reserveelektrode verbindende Schnellkupplung gelöst und das obere Gehäuseteil 20 abgenommen.

Anstelle des entfernten Gehäuseteils 20 tritt eine Sauerstofflanze 38 aus einem unverbrauchbaren Teil 40 und einem durch feuerfeste Ringe geschützten Verschleißteil 42. Der Lanzenteil 40 ist an seinem oberen Ende mit einem Kupplungskragen 44 versehen, der auf einem oberen Flansch des Zwischenringes 36 ruht und mit diesem durch eine nicht dargestellte Schnellkupplung verbunden wird.

Ein an der Abschlußhaube 14 befestigter Strahlungsschutzschild 46 schützt die Abschlußhaube 14 gegen Metallspritze- und Hitzestrahlung und ist mit drei Elektrodendurchführungen 16 für ar Entgasen mit gleichzeitigem Aufheizen versehen; erkenn durch einen Strahlungsschutzschild 48 ersetzt werden, der nur eine Durchführung für die Sauerstofflanze 38 besitzt. Schließlich wird ein Anschluß am oberen Teil der Lanze 38 mit ek.er Sauerstoffquelle verbunden. Von diesem Augenblick an und sobald sich eine Vakuumpfanne 10 unter der Abschlußhaube 14 befindet, ist die Vorrichtung erneut gegen Unterdruck abgedichtet und kann das Vakuumfrischen beginnen.

Wie sich aus den F i g. 2 und 3 ergibt, werden der Lanzenabstand und der Lanzenabbrand durch dieselbe Kolbenzylindereinheit 30 gesteuert, die auch den Vorschub der Graphitelektroden 22 steuert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum metallurgischen Behandeln von Metallschmelzen in einer Vakuumpfanne mit Durchführungen für Elektroden ir- einer Abschlußhaube und mindestens einer Frischlanze, dadurch gekennzeichnet, daß r/n Falle eines Frischens mindestens eine der Elektroden durch die Frischlanze ersetzt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ₎₀ nach Anspruch 1, bestehend aus einer Vakuumpfanne mit einer AbschluBhaube und in der Abschlußhaube angeordneten Elektrodendurchführungen sowie mindestens einer Frischlanze, gekennzeichnet durch ein Elektrodengehäuse (17), mit einem abnehmbaren, oberen Gehäuseteil (20).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodengehäuse (17) oberhalb einer Elektrodenklemmzange (24) mit einem Zwischenring '36) und einer Schnellkupplung versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen in der Vakuumpfanne (10) zwischen Schmelze und Abschlußhaube (14) angeordneten Strahlungsschulzgüed (46,48).

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodengehäuse (17) mit dem abnehmbaren, oberen Gehäuseteil (20) nahe der Pfannenperipherie angeordnet ist.

6. Vorrirh'ung nach einem oder mehreren der Ansprüche Z bis 5, gekennzeichnet durch eine zweiteilige Sauerstofflanze (38) mit einem Verschleißteil (42).

7. Vorrichtung nach einen· oder mehieren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstofflanze (38) mit einem Kupplungskragen (44) versehen isi.