Schmelzkokille für hochschmelzende Metalle und Legierungen, insbesondere
für Elektronenstrahl-und Lichtbogenöfen Die Erfindung betrifft eine Schmelzkokille,
die auf Grund ihrer Konstruktion eine besonders große Lebensdauer aufweist und insbesondere
zur Verwendung hochschmelzender Metalle und Legierungen in Elektronenstrahl- und
Lichtbogenöfen vorgesehen ist.Melting mold for refractory metals and alloys, in particular
for electron beam and arc furnaces The invention relates to a mold,
which, due to its construction, has a particularly long service life and in particular
for the use of refractory metals and alloys in electron beam and
Arc furnaces is provided.
Es ist bekannt, daß beim tiegellosen Schmelzen, d. h. beim Schmelzen
direkt in wassergekühlte Kupferkokillen, von Metallen und Legierungen mit hohem
Schmelzpunkt, z. B. Molybdän und Wolfram, infolge der hohen thermischen Belastung
Anschmelzungen und Durchbrüche dieser Kokillen eintreten.It is known that in crucible-free melting, i. H. when melting
directly into water-cooled copper molds, from metals and alloys with high
Melting point, e.g. B. molybdenum and tungsten, due to the high thermal load
Meltings and breakthroughs in these molds occur.
Es ist weiterhin bekannt, daß es mit Hilfe von dünnwandigen Kokillen
zwar möglich ist, gegenüber starkwandigen eine größere Wärmemenge abzuführen, aber
sofern die Kühlwirkung nicht voll ausreicht, sind Durchbrüche und damit Explosionen
durch Wassereintritt die Folge. Bei starkwandigen Kokillen ruft die nicht ausreichende
Kühlung meist nur Anschmelzungen an der Innenwandung der Kokille hervor, ohne zu
Durchbrüchen zu führen, so daß mit geringen Verunreinigungen durch das geschmolzene
Kupfer gerechnet werden muß. Außerdem muß in diesem Fall dann die Kokille aufgeschnitten
oder vom Block abgedreht werden und ist für weitere Schmelzen nicht mehr verwendbar.
So wird z. B. beim Schmelzen von Wolfram in Lichtbogenöfen von dünnwandigen Kokillen
abgesehen und statt dessen eine starkwandige Kokille benutzt.It is also known that it is done with the help of thin-walled molds
it is possible to dissipate a larger amount of heat compared to thick-walled ones, but
if the cooling effect is not fully sufficient, there are breakthroughs and thus explosions
the consequence of water penetration. In the case of thick-walled molds, this does not call out sufficient
Cooling mostly only melts on the inner wall of the mold, without
To lead breakthroughs, so that with little contamination by the melted
Copper must be expected. In addition, the mold must then be cut open in this case
or turned off the block and can no longer be used for further melts.
So z. B. when melting tungsten in arc furnaces of thin-walled molds
apart and instead used a thick-walled mold.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmelzkokille zu schaffen,
die für hochschmelzende Metalle und Legierungen, insbesondere in Elektronenstrahl-
und Lichtbogenöfen, Verwendung findet und einem geringen Verschleiß unterliegt.The invention is based on the object of creating a melt mold,
those for refractory metals and alloys, especially in electron beam
and arc furnaces, is used and is subject to low wear.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch Vergrößerung
der Oberfläche der wassergekühlten Kokillenaußenwand eine verstärkte Kühlwirkung
erzielt wird. Um dies zu erreichen, werden an dünnwandigen Kokillen Kühlrippen bzw.
an dickwandigen tiefe Axialnuten außen angebracht, so daß hiermit eine Kombination
der Vorzüge der beiden Kokillenarten geschaffen ist.According to the invention, the object is achieved in that by enlarging
the surface of the water-cooled mold outer wall has an increased cooling effect
is achieved. To achieve this, cooling fins or
attached to thick-walled, deep axial grooves on the outside, so that this is a combination
the merits of the two types of mold is created.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
In der Zeichnung zeigt F i g. 1 die Vorderansicht der Kokille im Schnitt, F i g.
2 die Draufsicht nach Schnitt A-A der F i g. 1. Der Elektronenstrahler 1 ist über
dem Rezipienten 2 angebracht. Innerhalb des Rezipienten befindet sich die Schmelzkokille
3 auf einem Sockel 4. Der Elektronenstrahl s wirkt auf den im rechten Winkel hierzu
angeordneten Abschmelzstab 6 und auf die Oberfläche des in der Schmelzkokille befindlichen
Schmelzbades. Die Schmelzkokille 3 besteht aus einem Flansch 7 und einem unteren
zylindrischen Teil B. Die Außenwandung des zylindrischen Teiles 8 ist mit Kühlrippen
11 bzw. Axialnuten 9 und mit einem Wasserleitblech 10 versehen. Hierbei betragen
die effektiven Wanddicken der Kokille und des Flansches nur 3 bis 4 mm.The invention is explained below using an exemplary embodiment.
In the drawing, F i g. 1 shows the front view of the mold in section, FIG.
2 the top view according to section A-A of FIG. 1. The electron gun 1 is over
attached to the recipient 2. The mold is located inside the recipient
3 on a base 4. The electron beam s acts on the at right angles to it
arranged melting rod 6 and on the surface of the located in the melting mold
Melt pool. The mold 3 consists of a flange 7 and a lower one
cylindrical part B. The outer wall of the cylindrical part 8 is provided with cooling fins
11 or axial grooves 9 and provided with a water guide plate 10. Here amount
the effective wall thicknesses of the mold and the flange are only 3 to 4 mm.
Durch die Vergrößerung der Kühlfläche ist es möglich, Kokillenschmelzen
von Wolfram vorzunehmen, ohne daß eine Beschädigung der Schmelzkokille eintritt,
da eine ausreichende Wärmemenge abgeführt werden kann. Da somit die Ausschußschmelzen
an Lichtbogenöfen gesenkt werden können und das Kokillenschmelzen von Wolfram im
Eelektronenstrahlofen nunmehr möglich ist, trägt eine solche Schmelzkokille zur
Verbesserung der Schmelztechnologie, insbesondere für hochschmelzende Metalle und
Legierungen, bei. Sie kann außerdem für weitere Schmelzen wieder verwendet werden
und stellt keine Unfallgefahr mehr dar.By increasing the cooling surface, it is possible to melt the mold
of tungsten without damaging the mold,
because a sufficient amount of heat can be dissipated. Since the reject melts
on arc furnaces can be lowered and the mold melting of tungsten in the
Eelectron beam furnace is now possible, contributes to such a melting mold
Improvement of melting technology, especially for refractory metals and
Alloys, at. It can also be reused for further melts
and is no longer a risk of accident.