DE1056300B

DE1056300B - Vacuum arc furnace with consumable electrode

Info

Publication number: DE1056300B
Application number: DEH33449A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Helmut Gruber; Helmut Scheidig
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1958-05-31
Filing date: 1958-05-31
Publication date: 1959-04-30
Also published as: CH369528A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung für die Verbindung zwischen einer Elektrodenhaltestange und einer Abschmelzelektrode in Vakuumlichtbogenschmelzanlagen. The invention relates to an improvement for the connection between an electrode support rod and a consumable electrode in vacuum arc melting systems.

In Lichtbogenschmelzanlagen werden oft Haltestangen benutzt, die von außen in den Vakuumraum. hermetisch, dicht eingeführt werden oder durch, eine solche Dichtung dauernd in den Vakuumraum hineinreichen und an die die Abschmelzelektrode angesetzt ist. Eine solche Anordnung hat vor allem den Vorteil, daß die Dichtung, durch die die Haltestange eingeführt ist, einwandfrei arbeitet, weil die Haltestange einen vorbestimmten und über die ganze Länge konstanten Querschnitt besitzt.In arc melting systems, support rods are often used that enter the vacuum chamber from the outside. be introduced hermetically, tightly or through such a seal continuously into the vacuum space and to which the consumable electrode is attached. The main advantage of such an arrangement is that that the seal through which the support rod is inserted works properly because the support rod has a predetermined and over the entire length has a constant cross-section.

Für die Verbindung zwischen Haltestange und Elelitrode sind verschiedene Haltevorrichtungen schon bekanntgeworden, die aber in vielen Fallen wegen, technischer Schwierigkeiten nicht benutzt werden können. Als besondere Schwierigkeit ist zu beachten, daß die Elektrode in diesen Halterungen auswechselbar sein muß, die sowohl das große Gewicht der Abschmelzelektrode tragen müssen als a,uch den Übergang von großen Strömen technisch einwandfrei bewirken. Zunächst wurden rein mechanische Klemmvorrichtungen benutzt, die bei den nie gleichartigen oberen Elektrodenenden nicht immer technisch einwandfrei arbeiteten. Darum ist man in letzter Zeit dazu übergegangen, diese Verbindung dadurch herzustellen, daß ein besonderer, aus kompaktem Material, insbesondere dem zu schmelzenden Metall, bestehender Stumpf durch Klemmen an der Haltestange befestigt und erst hieran die Elektrode angeschweißt wird. Dieses Anschweißen muß unter Vakuum erfolgen, damit einerseits eine feste Verbindung erzeugt wird und andererseits das hochschm.elzen.de Material der Elektrode nicht oxydiert.Various holding devices are already available for the connection between the handrail and Elelitrode became known, but in many cases they are not used due to technical difficulties can. It should be noted as a particular difficulty that the electrode in these holders can be exchanged must be, which have to bear both the great weight of the consumable electrode as well as the Effect the transition of large currents in a technically flawless manner. First there were purely mechanical clamping devices used, which are not always technically perfect with the never identical upper electrode ends worked. That is why there has recently been a move towards establishing this connection by using a special, compact material, in particular the metal to be melted, the existing stump attached to the holding rod by clamping and only then welded the electrode will. This welding must be done under vacuum, so that on the one hand a firm connection and on the other hand the hochschm.elzen.de material of the electrode does not oxidize.

Das Anschweißen geht in der Weise vor sich, daß die Elektrode in den Schmelztiegel gestellt und auf irgendieine Weise in ihrer Lage fixiert wird, dann die Elektrodenhaltestange mit dem Stumpf bis zur Berührung (oder fast bis zur Berührung) mit der Elektrode abgesenkt wird, und nunmehr ein Schweißstrom zwischen Elektrodenhaltestange und Tiegel eingeschaltet wird. Dieses Verfahren hat sich in vielen Fällen als relativ zuverlässig erwiesen, besitzt aber den großen Nachteil, daß die Elektrode praktisch nur an den Rändern angeschweißt wird, die Verbindung, insbesondere bei schweren Elelctroden, nicht immer zuverlässig ist.The welding is done in such a way that the electrode is placed in the crucible and on is fixed in place in some way, then the electrode holder rod with the stump until it is in contact (or almost to the point of contact) with the electrode is lowered, and now a welding current is switched on between the electrode holding rod and the crucible. This procedure has been used in many Cases proven to be relatively reliable, but has the major disadvantage that the electrode is practically only is welded at the edges, the connection, especially with heavy electrodes, not always is reliable.

Die voirliegende Erfindung weist einen überraschend einfachen Weg zur Abstellung dieses Nachteiles. Es wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß eine an sich für die Konzentrierung von Lichtbögen bekannte Magnetspule am oberen Ofenteil und Vakuumlichtbogenofen
mit AbschmelzelektrodeThe present invention has a surprisingly simple way of eliminating this disadvantage. It is proposed according to the invention that a magnet coil known per se for concentrating arcs on the upper part of the furnace and the vacuum arc furnace
with consumable electrode

Anmelder:.
W. C. Heraeus
Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
Hanau/M., Heraeusstr. 12/14Applicant :.
WC Heraeus
Company with limited liability,
Hanau / M., Heraeusstr. 12/14

Dipl.-Phys. Helmut Gruber und Helmut Scheidig, Hanau/M., sind als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Helmut Gruber and Helmut Scheidig, Hanau / M., have been named as inventors

in ihrer Höhenlage verstellbar für die Konzentrierung des Anschweißbogens zwischen dem an. der Elektrodenhaltestange unten gehaltenen Stumpf und der Elektrode angeordnet ist.adjustable in height for the concentration of the weld-on elbow between the. the Electrode holding rod held down stump and the electrode is arranged.

Die Erfindung wird durch die Figuren erläutert, die sich nur in der Anordnung-einer solchen Magnetspule unterscheiden.The invention is illustrated by the figures, which only appear in the arrangement of such a magnet coil differentiate.

In Fig. 1 ist der Lichtbogenofen in der üblichen Weise gebaut. Er besteht aus dem Ofenteil 1, in den die Vakuumleitung 2 mündet. Diese Vakuumleitung 2 führt zu einem Pumpenaggregat 3, das die Evakuierung und Messung des Vakuums im Ofen gestattet. Der obere Ofenteil 1 ist unter Zwischenlegung einer Isolation 4 an den Schmelztiegel 5 angesetzt. Der Schmelztiegel besitzt eine Wasserkühlung und eine in bekannter Weise um diese Wasserkühlung herumgelegte Magnetspule 7, die während des Schmelzens mit einem Gleichstrom versorgt wird und die Konzentrierung des Lichtbogens während des Schmelzvorganges besorgt. Durch den oberen Ofenteil 1 wird die Elektrodenhaltestange 8 mittels einer Dichtung 9 hindurchgeführt. An ihrem unteren Ende befindet sich der Stumpf 10, vorzugsweise aus demselben Metall wie das der hier anzuschweißenden Abschmelzelektrode 11.In Fig. 1 the arc furnace is built in the usual way. It consists of the furnace part 1, in the the vacuum line 2 opens. This vacuum line 2 leads to a pump unit 3, which does the evacuation and measurement of the vacuum in the furnace. The upper part of the furnace 1 is with the interposition of a Insulation 4 attached to the crucible 5. The crucible has a water cooling and a in a known manner around this water cooling magnet coil 7, which during the melting is supplied with a direct current and the concentration of the arc during the melting process concerned. The electrode holding rod 8 is secured through the upper furnace part 1 by means of a seal 9 passed through. The stump 10 is located at its lower end, preferably from the same Metal like that of the consumable electrode 11 to be welded on here.

Entsprechend dem obigen Vorschlag wird nun am oberen Ofenteil 1 noch eine weitere Magnetspule 12 vorgesehen, die durch eine einfache HebeeinrichtungIn accordance with the above proposal, a further magnetic coil 12 is now placed on the upper furnace part 1 provided by a simple lifting device

13 in ihrer Höhe verstellt werden kann.13 can be adjusted in height.

Die Einrichtung arbeitet nun. folgendermaßen: Die Elektrode 11 wird außerhalb des Vakuums in den Tiegel 5 eingesetzt und durah eingelegte MetallspäneThe facility is now working. as follows: The electrode 11 is outside of the vacuum in the Crucible 5 inserted and metal chips inserted through it

14 in ihrer Lage fixiert. An Stelle dieser Packung 14 können auch natürlich irgendwelche besonderen Ein-14 fixed in place. Instead of this pack 14, any special

909 508/371909 508/371

Claims

directions be provided that fix the electrode in place.

After this electrode 11 has been inserted into the crucible 5 and fixed there, the crucible with the interposition of the insulation layer 4. the furnace part 1 attached from below and the electrodes, holding rod 8 so far down, that the stump 10 the electrode 11 just in some points touched. The solenoid coil 12 is now so far in its position by the lifting device 13 moved that they are just the point of contact between the lower edge of the stump 10 and the Electrode includes. You will then be with one; Direct current fed and now the welding current between the crucible 5 and the electrode holding rod 8 switched on.

The advantage achieved by this movable solenoid 12 is that the electrode does not is only welded to the stump at the edges, but that the weld too essential parts of the contact surface are covered and thus a much more intimate and operationally reliable connection the electrode creates.

In an arrangement according to FIG. 1, in which the magnetic coil 12 comprises the upper furnace part 1, this is the case proved to be very useful. Make the upper part of the furnace out of a material that is not ferromagnetic preferably made of stainless steel.

In Fig. 2 an arrangement is shown in which the magnetic coil does not encompass the outer furnace part 1 on the outside, but is arranged within. Here the displaceable solenoid 15 has a smaller one Cross-section is also not shielded by the jacket of the furnace part 1 from the arc, so that the Currents that are necessary to generate the same magnetic field strength are much smaller. The supply lines to the solenoid 15 are through hermetic feedthroughs 16 in the vacuum space introduced. In addition, it has proven to be very useful to provide a viewing window 17 that the to observe the relative position of the coil 15 to the welding point between the stump 10 and the electrode 11 allowed. Since the coil 15 is directly exposed to the radiation from the welding arc that is produced is, it has proven to be very useful to water this coil in a known manner cool. The water cooling also has the advantage that the electricity heat is easily dissipated, that therefore 'the cross-section of the copper used

ίο does not have to be calculated for the maximum current. Once the welding has taken place, the coil 15 is pulled up so that it no longer interferes, then the electrode holding rod 8 and thus also the welded-on consumable electrode 11. raised and the actual melting process now started at the bottom of the crucible. In this case, ^- the chips 14 used for fixing the electrode is initially melted and then the crucible 5 filled with the consumable electrode 11 from the .Metal.

A device according to the invention has proven itself extremely well in prolonged operation, because the electrodes 11 are with the stump 10 and thus also the holding rod 8 over almost their entire cross-section connected, so that neither difficulties due to the large weight of the electrode 11 nor occur because of the relatively large currents for the arc. These 'currents become without essential contact resistance passed on through the welding point.

Claim:

Vacuum arc furnace with a consumable electrode attached inside the evacuated furnace an electrode holding rod "is welded on, characterized in that one per se for the Concentration of arcs known magnetic coil (12) on the upper part of the furnace (1) and in it Height adjustable for concentrating the weld-on arch between the one on the electrode holder rod is arranged below the stump (10) and the electrode (11).

1 sheet of drawings