DE2226591A1

DE2226591A1 - Method and device for refining metals, especially steel

Info

Publication number: DE2226591A1
Application number: DE19722226591
Authority: DE
Inventors: Geoffrey; Longbottom David Melvin; Sheffield Yorkshire Hoyle (Großbritannien)
Original assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Current assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Priority date: 1971-06-08
Filing date: 1972-05-31
Publication date: 1972-12-28
Also published as: AT334553B; GB1338303A; ATA489672A; US3788381A; SE379782B

Description

THE BRITISH IRON AND STEEL RESEARCH ASSOCIATION, 24 Buckingham Gate, London S. W. 1, EnglandTHE BRITISH IRON AND STEEL RESEARCH ASSOCIATION, 24 Buckingham Gate, London SW 1, England

Verfahren und Vorrichtung zum Feinen von Metallen, insbes. Stahl Method and device for refining metals, especially steel

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum "Ff-;inen von Metallen, insbes. Stahl. The invention relates to a device and a method for "Ff-;inen" of metals, especially steel.

Tn a Elektroschlackefeinen stellt ein Beispiel eines derartigen Verfahrens dar. Beim Verfahren des Elektroschlackefeinens wird eine elektrisch leibende Schlacke in einer Kokille in einem geschmolzensn Zustand und bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des zu.feinenden Metalles gehalten. Ungefeintes Metall wird in die Kokille eingebracht und wird, während es.in •Tropfenform durch ein aus der geschmolzenen Schlacke bestehendes Bad hindurchgelangt, gefeint, wobei sich die gefeinten Tropfen sammeln und verbinden, um eine Schmelze unterhalb des Schlackenbades zu bilden. Die Kokillenwandung wird durch Zirkulation eines Kühlmittels, normalerweise Wasser, gekühlt, und . ein erstarrter Block wird unterhalb der aus -geschmolzenem Metall bestehenden Schmelze aufgebaut.Tn a Electroslag Fine is an example of such Process. In the process of electroslag refining, an electrically remaining slag is melted in a mold in a mold State and kept at a temperature above the melting point of the metal to be refined. Unrepentant Metal is introduced into the mold and, while it is in • Drop shape due to one consisting of the melted slag Bad got through, refined, whereby the refined Collect drops and combine to form a melt below the slag bath. The mold wall is made by circulation a coolant, usually water, cooled, and. A solidified block is made from beneath the molten metal existing melt.

Bisher wird das zu feinende Metall in die Kokille in Form einer selbatverzehrenden Elektrode eingeführt, und die Schlacke wird im geschmolzenen Zustand gehalten, indem durch sie ein elektrischer Strom von der Elektrode geleitet wird. Alternativ dazu i3t es bekannt, das Metall von oben in Pulverform oder in geschmolzenem Zustand durch eine hohle Elektrode oder von einemSo far, the metal to be refined is in the mold in the form of a The self-consuming electrode is introduced, and the slag is held in the molten state by passing an electric current through them from the electrode. Alternatively i3t known the metal from above in powder form or in molten form State by a hollow electrode or by one

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Behälter her in das Schlackenbad zu gießen. In beiden bekannten fällen jedoch verhindert dag Vorhandensein einer Elektrode, um die Schlacke bei der erforderlichen Temperatur zu halten, den freien Zugang zu der Oberfläche des Schlackenbades.Pour the container into the slag bath. In both known cases, however, the presence of an electrode prevents to keep the slag at the required temperature, the free access to the surface of the slag bath.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden.The invention is based on the object of avoiding this disadvantage.

Diese Aufgabe wird nach einem Gesichtspunkt der Erfindung bei einem Verfahren zum Feinen von Metall, bei dem das in ein Gefäß eingeführte Metall gefeint wird, während es in Tropfenform durch ein aus geschmolzener Schlacke bestehendes Bad hindurchgelangt, dadurch gelöst, daß das Metall in geschmolzenem Zustand und in gesteuerter Menge durch eine oder mehrere Öffnungen in das Gefäß eingeführt wird, welche in demjenigen. Teil der Gefäßwandung ausgebildet sind, der das Schlackenbad umgibt.This object is achieved according to one aspect of the invention a method of refining metal in which the metal introduced into a vessel is refined as it passes through in the form of drops a bath consisting of molten slag passed through, dissolved by the metal in a molten state and in controlled amount is introduced through one or more openings in the vessel, which in the one. Part of the vessel wall are formed surrounding the slag bath.

Nach einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Elektroschlackefeinen geschaffen, bei dem in eine Kokille eingeführtes Metall gefeint wird, während es in Tropfenform durch ein aus geschmolzener Schlacke bestehendes Bad hindurchgelangt und sich unterhalb des Schlackenbades in einer Schmelze sammelt, welche zum Bilden eines Blockes erstarrt, bei dem das geschmolzene Metall in die Kokille in geschmolzenem Zustand und mit gesteuerter Menge durch eine oder mehrere Öffnungen eingeleitet wird, welche in demjenigen Teil des Gefäßes, d. h. der Kokille, ausgebildet sind, welcher das Schlackenbad umgibt.According to another aspect of the invention, there is provided a method of refining electroslag in which a mold introduced metal is refined as it passes in teardrop form through a bath made of molten slag and collects below the slag bath in a melt which solidifies to form a block in which the Molten metal is introduced into the mold in a molten state and with a controlled amount through one or more openings which is in that part of the vessel, d. H. the mold, which surrounds the slag bath.

Das geschmolzene Metall kann zu der Öffnung (den Öffnungen) durch eine Leitung (mehrere Leitungen) gefördert werden, welche oder von denen jede an ihrem von dem Gefäß entfernt liegenden Ende mit einem Aufnahmegefäß für das geschmolzene Metall verbunden ist. Die oder jede der Leitungen kann einen wassergekühlten, nach oben geneigten Abschnitt an demjenigen Ende aufweisen, welches mit dem Gefäß in Verbindung steht.The molten metal can be conveyed to the opening (s) through a conduit (s), which or each of which is connected at its end remote from the vessel to a receptacle for the molten metal is. The or each of the conduits may have a water-cooled, upwardly sloping portion at the end which is in communication with the vessel.

Eine Spule, deren Wicklungen an eine Wechselstromquelle ange-A coil whose windings are connected to an alternating current

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schlossen sind, kann um eine oder mehrere der !Leitungen montiert sein, um durch diese einen Stromfluß zu induzieren, um das geschmolzene Metall in den Leitungen zu erhitzen und/oder zu bewirken, daß das geschmolzene Metall in den Leitungen aufgrund des Pinch-Effekts durch die Leitungen fließt.closed, can be mounted around one or more of the! lines be in order to induce a current flow through them in order to heat and / or cause the molten metal in the lines, that the molten metal in the lines flows through the lines due to the pinch effect.

Die Menge und Geschwindigkeit, in der das geschmolzene Metall in die Kokille eindringt, kann durch Steuerung des oberhalb der Schlacke in dem Gefäß un"d oberhalb des geschmolzenen Metalles in dem Aufnahmegefäß herrschenden Druckes gesteuert werden. Alternativ kann die Zufuhrmenge an geschmolzenem Metall zu dem Gefäß dadurch gesteuert werden, daß eine durch das geschmolzene Metall gebildete statische Drucksäule in dem Aufnahmegefäß aufrechterhalten wird, welche oberhalb der Untergrenze der oder jeder der in der Gefäßwandung ausgebildeten Öffnungen liegt. Zum Entgasen des in dem Aufnahmegefäß enthaltenen Metalles kann der Raum in dem Aufnahmegefäß evakuiert werden, ehe das geschmolzene Metall von dem Aufnahmegefäß auslaufen gelassen wird.The amount and speed at which the molten metal penetrates the mold can be controlled by controlling the above Slag in the vessel and the pressure prevailing above the molten metal in the receiving vessel can be controlled. Alternatively the supply amount of molten metal to the vessel can be controlled by passing a through the molten Metal-formed static pressure column is maintained in the receiving vessel, which is above the lower limit of the or each the openings formed in the vessel wall lies. To degas the metal contained in the receptacle, the Space in the receptacle to be evacuated before the melted Metal is allowed to leak from the receptacle.

Das Gefäß kann durch eine offenendige Kokille gebildet sein, die einen umgekehrt glockenförmigen oder kegelförmigen Teil aufweist, der an ihrem Oberrand befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet ist, wobei in diesem Teil eine oder mehrere öffnungen zum Einleiten des geschmolzenen Metalles an einer derartigen Stelle oder Stellen ausgebildet sind, so daß das geschmolzene Metall in die aus gefeintem geschmolzenem Metall bestehende Schmelze an Orten eintritt, die von der Kokillenwandung entfernt liegen.The vessel can be formed by an open-ended mold which has an inverted bell-shaped or conical part has, which is attached to its upper edge or formed in one piece with this, one or more in this part Openings for introducing the molten metal are formed at such a location or locations, so that the molten metal Metal enters the melt consisting of refined molten metal at locations that are from the mold wall be distant.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden skizzenhaften Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:In the following, the invention will be explained with reference to the accompanying sketchy Drawings explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine Schnittansicht■einer Vorrichtung zum Elektroschlakkefeinen nach der vorliegenden Erfindung;1 shows a sectional view of an apparatus for fine-tuning electric shock according to the present invention;

2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 veranschaulichte Vorrichtung; Figure 2 is a plan view of the device illustrated in Figure 1;

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Fig. 3 eine Schnittansicht der in Fig. 1 veranschaulichten Vorrichtung während des Betriebes;FIG. 3 is a sectional view of the device illustrated in FIG. 1 during operation;

Fig. 4 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zum Elektroschlackefeinen nach der vorliegenden Erfindung;Fig. 4 is a plan view of another embodiment of a Electroslag refining apparatus according to the present invention;

Fig. 5 und 6 Schnittansichten weiterer erfindungsgemäßer Vorrichtungen zum Elektroschlackefeinen;5 and 6 are sectional views of further devices according to the invention for electroslag refining;

Fig. 7 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Kokille, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist; 7 shows a plan view of a device according to the invention with a mold which has a rectangular cross section;

Fig. 8 und 9 eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht weiterer Vorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung zum Elektroschlackefeinen; undFigures 8 and 9 are a plan view and a sectional view of others, respectively Devices according to the present invention for refining electroslag; and

Fig. 10 eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform zum Elektroschlackefeinen. Fig. 10 is a sectional view of a modified embodiment for electroslag refining.

In sämtlichen Figuren der Zeichnungen tragen gleiche Teile die gleichen Bezugszahlen.In all figures of the drawings, the same parts have the same reference numbers.

Die in den Fig. 1 und 2 veranschaulichte Vorrichtung zum Elektroschlackefeinen von Metall weist eine offenendige Kokille 1 auf, die auf einer gekühlten Grundplatte 2 von dieser isoliert montiert ist. Die Grundplatte 2 weist einen Mittelabschnitt 2 a auf, von dem ein T-förmiger Schlüssel 3 vorsteht. Der Abschnitt 2 a ist in die Kokille 1 nach oben und nach unten mittels eines Kolbens 4 bewegbar. An diametral gegenüberliegenden Stellen in der Wandung der Kokille 1 sind Öffnungen 5, 6 ausgebildet, die mit feuerfest ausgekleideten Leitungen 7 bzw. 8 in Verbindung stehen. Die Leitungen 7, 8 weisen nach oben geneigte, wassergekühlte Abschnitte 7 a bzw. 8 a an ihren an den Öffnungen 5, 6 anliegenden Enden auf, die vorzugsweise aus Kupfer bestehen. Blenden oder Drosselstellen 7 b bzw. 8 b sind in den The electroslag refining apparatus illustrated in Figs of metal has an open-ended mold 1, which insulates on a cooled base plate 2 therefrom is mounted. The base plate 2 has a central portion 2a, from which a T-shaped key 3 protrudes. The section 2a can be moved up and down in the mold 1 by means of a piston 4. At diametrically opposite Points in the wall of the mold 1 are openings 5, 6, which are lined with refractory lines 7 and 8 in Connected. The lines 7, 8 have upwardly inclined, water-cooled sections 7 a and 8 a at their at the openings 5, 6 abutting ends, which are preferably made of copper. Orifices or throttles 7 b and 8 b are in the

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Leitungen 7 bzw. 8 ausgebildet. Die Öffnungen 5, 6 sind derart angeordnet, daß beim Betrieb sie in demjenigen Bereich, der Kokillenwandung liegen, welche das Schlackenbad umgibt. Das obere und untere Niveau des Schlackenbades sind durch die gestrichelten Linien A-A und B-B angedeutet. An ihren von den Öffnungen 5, 6 entfernt liegenden Enden stehen die Leitungen 7, 8 mit einem Aufnähmege faß 9 für geschmolzenes Metall in Verbindung. Eine Spule 10, deren Windungen 11 an eine Wechselstromquelle angeschlossen sind, isfc um die Leitung 7 herum montiert. Die Windungen 11 bilden einen Primärkreis, und das Metall in den Leitungen 7» 8 und in dem Gefäß g bildet einen Sekundärkreis, Die Leitungen bestehen aus einem Material, beispielsweise Kupfer oder rostfreiem Stahl, welches die magnetische Kopplung der Spule und des Metalles nicht behindert.Lines 7 and 8 are formed. The openings 5, 6 are arranged in such a way that, during operation, they are in that area, the mold wall lying, which surrounds the slag bath. The upper and lower levels of the slag bath are indicated by the dashed lines Lines A-A and B-B indicated. At their ends remote from the openings 5, 6, the lines 7, 8 are with a Aufnähmege barrel 9 for molten metal in connection. A coil 10, the windings 11 of which are connected to an alternating current source are, isfc mounted around the line 7 around. The turns 11 form a primary circuit, and the metal in the lines 7 »8 and in the vessel g forms a secondary circuit. The lines are made of a material such as copper or stainless steel, which does not interfere with the magnetic coupling of the coil and the metal.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben. Beim Anlaufenlassen wird der Grundplattenabschnitt 2 a derart angehoben, daß seine Oberfläche in einer Entfernung unterhalb der unteren Begrenzungen der öffnungen 5, 6 liegt, die gleich der erforderlichen Tiefe des Sciilackenbades ist. Geschmolzene Schlacke wird in die Kokille bis auf ein Niveau eingefüllt, welches gerade unterhalb der Öffnungen 5» 6 liegt. Zu feinendes, geschmolzenes Metall wird in das Gefäß 9 eingeführt, und das Metall fließt durch die Leitungen 7, 8 und in die Kokille 1 durch die Öffnungen 5, 6. Das in die Kokille 1 eintretende Metall gelangt durch das Schlackenbad und sammelt sich als Schmelze gefeinten Metalles auf der oben liegenden Fläche des Grundplattenabschnittes 2 a, wo es um den Schlüssel 3 herum erstarrt. Wenn das Schlackenbad durch das geschmolzene Metall in die durch die gestrichelten Linien A-A und B-B von Fig. 1 angedeutete Lage verdrängt wurde, wird die statische Drucksäule des Metalles in dem Gefäß 9 derart gesteuert, daß die Drücke in den nach oben geneigten Abschnitten 7 a, 8 a der Leitungen 7, 8 unmittelbar unterhalb der unteren Begrenzungen der Öffnungen 5 bzw. 6 liegen. Das Metall in dem Gefäß 9 und den Leitungen-7, 8 und die Schlacke in der Kokille 1-werden mittels einer elektrischen Widerstandsheizung bei einer bestimmten Temperatur gehalten,The operation of the device will now be described. When starting the base plate section 2 a is such raised so that its surface is at a distance below the lower limits of the openings 5, 6, the same the required depth of the neck bath. Melted Slag is poured into the mold up to a level which is just below the openings 5 »6. To be refined molten metal is introduced into the vessel 9, and the metal flows through the lines 7, 8 and into the mold 1 through the openings 5, 6. The metal entering the mold 1 passes through the slag bath and collects as a melt of fine metal on the upper surface of the base plate section 2a, where it solidifies around key 3. When the slag bath through the molten metal into the through the dashed lines A-A and B-B of Fig. 1 indicated position was displaced, the static pressure column of the metal in the vessel 9 is controlled so that the pressures in the after above inclined sections 7 a, 8 a of the lines 7, 8 immediately below the lower boundaries of the openings 5 and 6, respectively lie. The metal in the vessel 9 and lines-7, 8 and the slag in the mold 1-are by means of an electrical Resistance heating kept at a certain temperature,

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indem durch diese ein durch die 7/indungen 11 der Spule 10 induzierter elektrischer Strom gleitet wird. Der Widerstand des Metalls ist durch die Länge und den Querschnittsbereich der Leitungen 7, 8 bestimmt. Eine zusätzliche Beheizung des geschmolzenen Metalle in dem Gefäß 9 kann erforderlich sein, und diese Beheizung kann mittels üblicher Einrichtungen, beispielsweise lichtbogenheizung oder Induktionsheizung, erfolgen. Das geschmolzene Metall wird in einer gesteuerten Menge von den Leitungen 7, 8 durch die Öffnungen 5, 6 und in das Schlackenbad mittels des Pinch-Effektes fließen gelassen. Der Pinch-Effekt kann dadurch gesteuert werden, daß in den Stromfluß zu den Windungen 11 Impulse geleitet werden, welche bewirken, daß der durch das Metall in den Leitungen l_f 8 fließende Strom sich, bei einer Frequenz und mit einer Intensität ändert, welche proportional zu dem. durch die Wicklungen 11 fließenden Strom sind. Aufgrund der verringerten Leitungsfläche an den beiden Querschnitts Verringerungen oder Drosseln 7 b, 8 b ist die Stromdichte in dem Metall innerhalb der Drosseln 7b, 8 b an einem Maximum. Aufgrund der geringeren Massenträgheit des Metalles stromabwärts jeder der Drosseln im Vergleich zu der Massenträgheit des in dem Gefäß 9 befindlichen Metalles werden kleine Mengen geschmolzenen Metalls in die Kokille 1 durch die Öffnungen 5» 6 aufgrund des Pinch-Effektes bei einer Frequenz eingespritzt, die der Frequenz proportional ist, in der die Impulse den Primärwicklungen zugeleitet werden. Die eingeführte Metallmenge ist somit proportional der Intensität des Stromes.in that an electric current induced by the 7 / indungen 11 of the coil 10 is passed through them. The resistance of the metal is determined by the length and the cross-sectional area of the lines 7, 8. Additional heating of the molten metal in the vessel 9 may be necessary, and this heating can take place by means of conventional devices, for example arc heating or induction heating. The molten metal is allowed to flow in a controlled amount from the lines 7, 8 through the openings 5, 6 and into the slag bath by means of the pinch effect. The pinch effect can be controlled by introducing pulses into the current flow to the windings 11 which cause the current flowing through the metal in the lines l _f 8 to change at a frequency and with an intensity which is proportional in addition. through the windings 11 are current flowing. Due to the reduced conduction area at the two cross-section reductions or chokes 7 b, 8 b, the current density in the metal within the chokes 7 b, 8 b is at a maximum. Due to the lower inertia of the metal downstream of each of the chokes compared to the inertia of the metal located in the vessel 9, small amounts of molten metal are injected into the mold 1 through the openings 5 »6 due to the pinch effect at a frequency that corresponds to the frequency is proportional in which the pulses are fed to the primary windings. The amount of metal introduced is thus proportional to the intensity of the current.

Alternativ dazu kann durch zweckdienliche Anordnung der Leitungen 7, 8 bewirkt werden, daß das geschmolzene Metall in einer gesteuerten Menge durch die Öffnungen 5, 6 aufgrund des Motor-Effektes fließt. Beispielsweise können die Leitungen 7, 8 im Bereich des Gefäßes 9 in Form einer V-förmigen Verbindung konvergieren, oder es können die Leitungen 7, 8 über zumindest einen Teil ihrer Längenerstreckung nebeneinander liegen. Wie bei der oben beschriebenen Anordnung feewirken in dem Metall in den Leitungen 7, 8 induzierte elektrische Impulse, daß daa Metall in die Kokille eingespritzt wird.Alternatively, by appropriate arrangement of the lines 7, 8 can be effected that the molten metal in a controlled amount flows through the openings 5, 6 due to the motor effect. For example, the lines 7, 8 in Area of the vessel 9 converge in the form of a V-shaped connection, or the lines 7, 8 can at least part of their length are next to each other. As with the arrangement described above, feet act in the metal in the lines 7, 8 induced electrical impulses that the metal is injected into the mold.

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Die Leitungen 7, 8 sind von einem derartigen Durchmesser und in einer derartigen Länge ausgebildet, daß im Betrieb der Vorrichtung ein ausreichender Strom induziert wird, um durch das in den Leitungen enthaltene Metall zu fließen und um das Metall bei einer vorbestimmten Temperatur zu halten.The lines 7, 8 are of such a diameter and in formed of such a length that in operation of the device sufficient current is induced to flow through the metal contained in the leads and around the metal to hold at a predetermined temperature.

Wenn ein Block der erforderlichen Höhe geformt ist, wird der Strom zu den Wicklungen 11 der.Spule 10 abgeschaltet und das Metall in"den Leitungen 7» 8 erstarren gelassen. Zu Beginn der nächsten Schmelze kann das erstarrte Metall in den Leitungen 7, 8 durch den durch die Wicklungen 11 induzierten Strom wieder geschmolzen werden. Der Strom zu den Wicklungen kann anfänglich vergrößert werden, um das Schmelzen des erstarrten Metalles zu erleichtern.When a block of the required height is formed, the current to the windings 11 of the coil 10 is switched off and the Metal in "the lines 7» 8 solidified. At the beginning of the The solidified metal in the lines 7, 8 are melted again by the current induced by the windings 11. The current to the windings can initially be enlarged to facilitate the melting of the solidified metal.

Die Zuführungsmenge an geschmolzenem Metall zu der Kokille 1 kann gesteuert werden, indem kontinuierlich geschmolzenes Metall dem Gefäß 9 zugeführt wird, um eine Druckhöhe zu erzeugen, welche oberhalb der unteren Begrenzungen der Öffnungen 5, 6 liegt, oder indem ein bestimmter Druck in dem Raum oberhalb des geschmolzenen Metalles in dem Gefäß 9 erzeugt wird.The supply amount of molten metal to the mold 1 can be controlled by continuously molten metal is fed to the vessel 9 in order to generate a pressure head which is above the lower limits of the openings 5, 6 or by generating a certain pressure in the space above the molten metal in the vessel 9.

Beim Fortschreiten des Peinens erstarrt das unterhalb der Schlacke gebildete Schmelzbad, um einen Block aus gefeintem Metall zu bilden, und der Grundplattenabschnitt 2 a wird durch den Kolben 4 derart abgesenkt, daß das Schlackenbad im wesentlichen in der durch die gestrichelten Linien A-A und B-B angedeuteten Lage gehalten wird.As the torment progresses, that freezes beneath the Slag formed molten pool to form a block of fine metal, and the base plate section 2 a is through the piston 4 lowered so that the slag bath substantially is held in the position indicated by the dashed lines A-A and B-B.

In Pig. 3 ist ein Block 12 durch den Grundplattenabschnitt 2 a abgestützt veranschaulicht, welcher mittels des Kolbens 4 in eine Lage unterhalb der Grundplatte 2 abgesenkt wurde. Das Schlackenbad und die aus geschmolzenem Metall bestehende Schmelze sind mit 13 bzw. 14 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform wird zusätzliche Wärme dem Schlackenbad 13 mittels eines elektrischen Stromes zugeführt, der von einer gekühlten Kupferfilektrode 15 zu dem gebildeten Block geleitet wird.In Pig. 3 is a block 12 through the base plate section 2a illustrated supported by the piston 4 in a layer below the base plate 2 was lowered. The slag bath and that made of molten metal Melts are denoted by 13 and 14, respectively. In this embodiment, additional heat is added to the slag bath 13 by means of a electric current supplied by a cooled copper filelectrode 15 is directed to the block formed.

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Alternative Einrichtungen, um Wärme dem Schlackenbad zuzuführen, können'verwendet werden, beispielsweise ein oder mehrere Plasmabrenner oder ein von einer Elektrode auf die Oberfläche des Schlackenbades gezogener Lichtbogen.Alternative devices for supplying heat to the slag bath can be used, for example one or more plasma torches or an arc drawn onto the surface of the slag bath by an electrode.

In Pig. 4 wird das geschmolzene Metall von dem Gefäß 9 durch drei feuerfest ausgekleidete Leitungen 7, 8, 16 gefördert, welche mit drei im gleichen Abstand angeordneten Öffnungen 5, 6, 17 in der Wandung der Kokille in Verbindung stehen. Bei dieser Ausführungsform weist die Spule 10 drei Wicklungen 11 a, 11 b und 11c auf, von denen je eine an eine Phase einer dreiphasigen Elektrizitätsq_uelle angeschlossen ist.In Pig. 4, the molten metal is conveyed from the vessel 9 through three refractory-lined pipes 7, 8, 16, which are in communication with three equally spaced openings 5, 6, 17 in the wall of the mold. In this embodiment the coil 10 has three windings 11 a, 11 b and 11c, one of which is connected to a phase of a three-phase Electricity source is connected.

Es ist offensichtlich, daß in Abhängigkeit von Form und Größe des zu erzeugenden Blockes mehr als drei Leitungen und entsprechend zugeordnete Öffnungen vorgesehen sein können.It is obvious that depending on the shape and size of the block to be generated, more than three lines and correspondingly assigned openings can be provided.

In Pig. 4 ist das obere offene Ende der Kokille durch eine Platte 18 verschlossen, und die Zufuhrungsmenge an geschmolzenem Metall zu der Kokille 1 wird durch Ausgleich der Drücke gesteuert, die in dem Gefäß 9 und in der Gießform 1 herrschen. Leitungen 19» 20 sind vorgesehen, um ein inertes Gas, beispielsweise Argon oder Stickstoff, in die Räume oberhalb der geschmolzenen Flüssigkeit in der Kokille 1 bzw. dem Gefäß 9 einzuleiten, um so das erforderliche Druckdifferential zu erzeugen, das dazu dient, eine Strömung des Metalles von dem Gefäß 9 zu der Kokille 1 hervorzurufen. Alternativ dazu kann ein reaktionsfähiges Gas, beispielsweise ein Oxyd von Schwefel oder Kohlenstoff, oberhalb der Schlacke in der Kokille 1 verwendet werden. Druck-' anzeiger 21, 22 sind vorgesehen, um die Drücke in der Kokille 1 und dem Gefäß 9 anzuzeigen. Bei dieser Ausfuhrungsform wird das Schlackenbad mittels nicht selbstverzehrender Elektroden 23 erhitzt, die in den Abschnitt der Kokillenwandung eingesetzt sind, welcher das Schlackenbad umgibt.In Pig. 4, the upper open end of the mold is closed by a plate 18, and the supply amount of molten Metal to the mold 1 is controlled by equalizing the pressures that prevail in the vessel 9 and in the mold 1. Lines 19 »20 are provided to an inert gas, for example Introduce argon or nitrogen into the spaces above the molten liquid in mold 1 or vessel 9, so as to generate the required pressure differential which serves to cause a flow of the metal from the vessel 9 to the mold 1 to cause. Alternatively, a reactive gas, for example an oxide of sulfur or carbon, be used above the slag in the mold 1. Pressure indicators 21, 22 are provided to show the pressures in the mold 1 and the vessel 9. In this embodiment, the Slag bath heated by means of non-self-consuming electrodes 23, which are inserted into the section of the mold wall which surrounds the slag bath.

In Fig. 6 ist eine Vorrichtung veranschaulicht, mittels derer das geschmolzene Metall in dem Gefäß 9 vor dem Feinen in derIn Fig. 6 a device is illustrated by means of which the molten metal in the vessel 9 before refining in the

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Kokille 1 entgaub wird. Bei dieser Ausführungeform sbehb da a
Gefäß y über oine leibaru; 2\- mit einer Vakuumpumpe 26 in Verbindung, '.'/ährend decs 3ntgaeens isb die Verbindung zwischen dem
Gefäß und ien Leitungen 7, Ü durch Venbile 27 (von denen lediglich einea dargesbellt int) unterbrochen, welche in den AusbVLbbaöffnungen dfta Gefäße 9 angeordnet sind. Nach Abschließen dea Entgasungsvorganger-i werden die Ventile 27 geöffnet', und die Zufiih range menge an geschmolzenem Me ball zu den öffnungen 5, 6
wird durch stetiges Vergrößern dee in dem Gefäß 9 herrschenden
Druckes gesteuert.Mold 1 is degassed. In this embodiment sbehb da a
Vessel y over oine leibaru; 2 \ - with a vacuum pump 26 in connection, '.' / During decs 3ntgaeens isb the connection between the
Vessel and lines 7, U are interrupted by valves 27 (of which only one is shown int), which are arranged in the vessels 9 from bV Lbbaöffnungen dfta. After the degassing process has been completed, the valves 27 are opened and the amount of molten Me ball supplied to the openings 5, 6
becomes dee prevailing in the vessel 9 through constant enlargement
Pressure controlled.

Die in Pig. 7 veranschaulichte Vorrichtung weist eine Kokille rechteckigen Querschnittes zur Herstellung von brammeηformigen
Blöcken auf. Bei dieser Ausbildungsform sind die Öffnungen 5, 6 in den kleineren Seiten der Kokillenwandung ausgebildet. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausfuhrungsformen können mehr als zwei
derartige öffnungen vorgesehen sein.The one in Pig. 7 illustrated device has a mold of rectangular cross-section for the production of brammeηformigen
Blocks up. In this embodiment, the openings 5, 6 are formed in the smaller sides of the mold wall. As with the embodiments described above, more than two
such openings can be provided.

In den T?ig. 8 und 9 ist eine .ringförmige, sich um den oberen
Umfang der Kokille 1 oberhalb äa/a Niveaus des flüssigen Metalls in der Kokille erstreckende Rinne 32 vorgesehen. Eine oder mehrere nicht selbstverzehrende Elektroden 33, die an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind, ersbrecken sich in das in der
Rinne oder dem Trog 32 enthaltene Schlackenbad. Der Rückstromweg von den Elektroden kann über den Block 12 oder den Grundplattenabschriitt 2 a vorgesehen sein. Verunreinigungen, die aus dem zu feinenden Metall mittels der Elektrolyse entfernt werden können, sammeln sich an den Elektroden 33 und verlassen den
Trog entweder gasförmig oder sammeln sich in dem Trog, wie dies durch die Bezugsziffer 29 angedeutet ist. Der Trog oder die Rinne 32 kann durch eine oder mehrere Taschen ersetzt sein, in die sieh je eine an eine Gleichstromquelle angeschlossene Elektrode erstreckt.In the day. 8 and 9 is a ring-shaped one around the top
Periphery of the mold 1 above ea / a level of the liquid metal in the mold extending groove 32 is provided. One or more non-consumable electrodes 33, which are connected to a direct current source, extend into the in the
Channel or the trough 32 contained slag bath. The return flow path from the electrodes can be provided via the block 12 or the base plate section 2a. Impurities that can be removed from the metal to be fine by means of electrolysis collect on the electrodes 33 and leave the
Trough either in gaseous form or collect in the trough, as indicated by reference number 29. The trough or the channel 32 can be replaced by one or more pockets, into each of which an electrode connected to a direct current source extends.

In Fig. 10 weist die Kokille 1 einen abnehmbaren Bauteil 40 von umgekehrt glockenförmiger oder kegelförmiger Gestalt auf, welcher auf dem oberen Rand der Kokille 1 montiert ist. Der Bau-In Fig. 10, the mold 1 has a removable component 40 of inverted bell-shaped or conical shape, which is mounted on the upper edge of the mold 1. The construction-

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teil 40, der wassergekühlt ist und aus Kupfer bestehen kann, weist einen oberen Abschnitt 41 verringerten Querschnittes auf, in dem Öffnungen 42, 43 ausgebildet sind. In gleicher Weise wie die Öffnungen 5, 6 bei der Aus führungsform gemäß Fig. 1 über Leitungen 7, 8 mit dem Gefäß 9 in Verbindung stehen, sind die Öffnungen 42, 43 über Leitungen 7, 8 mit einem Aufnahmegefäß für das geschmolzene Metall verbunden. Der Abschnitt 41 gewährleistet, daß das geschmolzene Metall, welches durch die Öffnungen 42, 43 eintritt, in die Metallschmelze an einem Ort gelangt, welcher von der Kokillenwandung entfernt liegt, wobei gleichzeitig die verringerte Flächenausdehnung der Oberfläche des Schlackenbades Wärmeverluste verringert. Das oben liegende, offene Ende des Bauteiles 40 kann abgedeckt sein.part 40, which is water-cooled and can be made of copper, has an upper portion 41 of reduced cross-section, in which openings 42, 43 are formed. In the same way as the openings 5, 6 in the imple mentation form shown in FIG Lines 7, 8 are in connection with the vessel 9, the openings 42, 43 are via lines 7, 8 with a receiving vessel connected for the molten metal. Section 41 ensures that the molten metal entering through the openings 42, 43 enters the molten metal in one place, which is located away from the mold wall, while at the same time the reduced area of the surface of the Slag bath reduced heat losses. The open end of the component 40 located at the top can be covered.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Bauteil 40 einstückig mit der Kokille 1 ausgebildet.In an alternative embodiment, the component 40 is in one piece formed with the mold 1.

Die Vorteile des zuvor beschriebenen Verfahrens zum Feinen von Metall, bei dem ein freier Zugang zu der Oberfläche des Schlackenbades .möglich ist, sind folgende:The advantages of the above-described method for refining metal, in which free access to the surface of the Slag bath. Is possible, are the following:

1. Temperaturmessungen des Schlackenbades und der aus geschmolzenem Metall bestehenden Schmelze können leicht durchgeführt werden und gleichfalls können leicht Schlacken- und Metallproben genommen werden;1. Temperature measurements of the slag bath and that of the molten one Metal existing smelting can easily be carried out and likewise slag and metal samples can easily be made be taken;

2. metallische Bestandteile, wie beispielsweise Mangan, Chrom, Nickel oder Aluminium, die erforderlich sind, um die chemische Zusammensetzung des Metalles einzustellen oder um unerwünschte Reaktionen zu verhindern, können während des Peinena dem Schlackenbad zugegeben werden;2. Metallic components, such as manganese, chromium, nickel or aluminum, which are required for the chemical Adjusting the composition of the metal or to prevent undesirable reactions can be done during the Peinena added to the slag bath;

3. eine zusätzliche Erhitzung der Schlacke, beispielsweise mittels nicht selbstverzehrender Elektroden, kann, wann immer erforderlich, erfolgen; und3. an additional heating of the slag, for example by means of non-consumable electrodes, can be done whenever necessary; and

4. es können von oben Dorne in die Kokille hineingehängt wer-4. mandrels can be hung into the mold from above

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den, um rohrförmige Blöcke zu erzeugen oder um beispielsweise Walzen zu verkleiden.to produce tubular blocks or for example Dressing up rollers.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind darin zu sehen, daß eine Verunreinigung des geschmolzenen Metalles durch aus der Atmosphäre stammende Stoffe verhindert wird, da das Metall in das Schlackenbad unter dessen Oberfläche eintritt. Weiterhin im Vergleich mit üblichen Vorrichtungen zum Elektroschlackefeinen ist die erfindungsgemaße Vorrichtung erheblich vereinfacht, da hier keine schweren und komplizierten Anlagen zum Anheben der Elektroden erforderlich sind, und es weiterhin nicht nötig ist, das zu feinende Metall in eine Elektrode umzuformen, ehe das Verfahren zum Feinen durchführbar ist.Further advantages of the present invention can be seen in that contamination of the molten metal by substances originating from the atmosphere is prevented because the metal enters the slag bath below its surface. Farther In comparison with conventional devices for refining electroslag, the device according to the invention is considerably simplified, since no heavy and complicated systems for lifting the electrodes are required here, and it is still not necessary is to transform the metal to be refined into an electrode before the process for refining can be carried out.

Das Verfahren ist insbes. zum Feinen von Stahl geeignet.The process is particularly suitable for refining steel.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung,All of those mentioned in the description and in the drawings recognizable technical details are important for the invention,

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Claims

Patent claims, especially steel

1. Method of refining metals ^ in which one is put into a vessel

introduced metal is fined while it is in teardrop shape traverses a bath consisting of molten slag, characterized in that the metal is in a molten state and is introduced in a controlled amount into the vessel (1) through one or more openings (5) which are in that part of the vessel wall are formed which surrounds the slag bath (13).

2. Procedure according to. Claim 1, characterized in that the vessel is a mold (1) and that the molten metal to the or each of the openings (5) is conveyed through lines (7) which connect the mold to a receptacle (9) for molten metal connect.

3. The method according to claim 2, characterized in that two or more openings (5 »6) are provided in the mold wall are, and that each opening is connected to the receptacle (9) by means of a line (7) which one upwards inclined section (7a) at its in the area of the opening has lying end.

4. The method according to claim 3> characterized in that the upwardly inclined line section (7 a) is water-cooled.

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that a mold is used with a circular cross-section which has openings arranged at regular intervals around the circumference of the mold.

6. The method according to claim 3 or 4, characterized in that a mold (30) of rectangular cross-section is used in which the openings are formed in the smaller sides of the mold.

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7. The method according to one or more of claims 3 to 6, characterized in that a coil (10) with a an alternating current source connected winding (11), the at least one of the lines (7) is mounted surrounding, is used to flow an electrical current through the in the lines and in the Aufnähmegehäß (9) contained metal and to induce by the slag bath.

8. The method according to claim 7 »characterized in that a or several coils, mounted around a number of lines (7 »8, 16), are used, the windings (11 a, 11 b, 11 c) the coil or coils are each connected to one phase of a multiphase alternating current.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that that a flow orifice or throttle (7b) in each of the Lines formed is used, and that daa melted Metal is introduced into the mold by means of the pinch effect in an amount which is determined by the intensity of that directed to the windings of the or aeder of the coils Current is determined.

10. The method according to one or more of claims 2 to 9 » characterized in that the metal contained in the receptacle is electrically heated *

11. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that an electric current is passed through the slag contained in the vessel between electrodes (23), which are arranged in that part of the vessel wall that surrounds the slag bath.

12. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a direct current is fed to the slag bath by means of at least one electrode (15) which is immersed with its lower end in the slag bath.

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13 · Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the slag bath is provided in a trough or channel (32) which is the upper end of the vessel is arranged surrounding it.

14. The method according to claim 13 in connection with claim 12, characterized in that the or each electrode (15) is immersed in the slag bath contained in the channel (32).

15. The method according to claim 2 or 3 »characterized in that the amount in which the molten metal in the mold is passed, is controlled by the fact that the above the slag in the mold and above the metal in the pressures prevailing in the receptacle can be controlled.

16. The method according to claim 2 or 3 »characterized in that that the amount in which the molten metal is fed into the mold is controlled by the fact that the pressure level of the metal in the receptacle in relation to the level of the lower limit of the or each of the Mold wall formed openings is controlled.

17. The method according to one or more of claims 2 to 14, characterized in that for degassing the contained therein Metal the space in the receptacle is evacuated before the molten metal is evacuated from the receptacle is allowed to flow.

18. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a mold is used, the upper section of which has a removable component (40) with an upper section (41) of reduced cross-section, the or each of the openings (42, 43) in the upper portion of the component is formed, whereby the entering into the mold through the or each of the openings molten metal into the bottom of the slag

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bath formed molten metal in one place or places occurs, which are remote from the eokillenwandung.

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