[发明专利]用于将金属在电炉中重熔的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将金属在电炉中重熔的方法，在这种方法中，材料电极通过构造熔渣池来熔化，并且材料电极的已熔化的金属在坩埚装置中由于冷却而凝固成锭块状，使得通过先前的凝固过程由锭块基部起形成锭块增长，其中，为了影响冷却过程而进行锭块基部的加热。此外，本发明涉及一种用于在将金属在电炉中重熔时加热锭块基部的设备。

背景技术

在电熔渣重熔方法中，为了制造材料锭块而将材料电极重熔，其中，材料锭块充当用于制造高原料质量的构件的半成品，例如用于在发电厂中使用的必须确保最高构件可靠性的锻件。鉴于在此使用的系统及方法，在所谓滑动坩埚系统或锭块牵拉系统之间加以区分，在这些系统中，坩埚装置设有独立地或与坩埚壁共同移动的坩埚底部，以便将锭块在一定程度上作为连续的厚块来制造，在所述坩埚装置中凝固通过电极熔解产生的锭块。在所谓的固定坩埚方法中实现将材料电极重熔成以其纵向尺寸确定的锭块，其中，在此使用的坩埚装置设有固定的坩埚底部。

为了能尤其在由锭块下端部形成的锭块基部的区域中控制冷却过程的对于锭块的原料质量而言重要的走向，公知如下，即，可加热地构成在固定坩埚系统中使用的坩埚装置的坩埚底部。在这种情况下，进行坩埚底部的底板的非直接的回火，该底板与锭块接触。在此，为了回火而使用载热介质，例如水或油。

相应地，锭块体的回火在坩埚中非直接地进行，因为首先载热介质必须通过合适的能量载体加热到期望的温度，并且进行通过坩埚底部的底板到锭块基部的热传递。由此，公知的加热方式证实为相对缓慢的，从而使得在锭块基部回火时尤其几乎不可能实现期望的温度特征曲线。尤其也确定锭块基部在锭块基部表面的区域中的收缩，从而使得锭块基部经常不处于锭块基部表面与底板直接接触的全部区域中。

此外，产生的特别的问题是，出于良好热传递的目的，底板由铜或铜合金构成，从而使得底板的温度由于材料而限制在大约200℃。因此，作为结果假定的是，一方面借助于常规的锭块基部加热，仅小的温度梯度是可能的，且另一方面锭块基部的仅相对较小的温度升高也是可能的。

发明内容

因此，本发明基于以下任务，即，提出一种用于锭块基部加热的方法和设备，该方法及该设备不仅实现了升高的温度梯度，而且实现了锭块基部的最大可能的加热的升高。

为了解决该任务，依据本发明的方法具有权利要求1的特征。有利的实施方案是从属权利要求的主题。

在依据本发明的用于将金属在电炉中重熔的方法中，为了影响凝固过程而通过用能量直接加载锭块基部来进行锭块基部的加热，在该方法中，材料电极为了构造熔渣池而熔化，并且已熔化的金属在坩埚装置中由于冷却而凝固成锭块状，使得通过先前的凝固进程由锭块基部起形成锭块增长。

这种直接的能量加载一方面实现了在加热锭块基部时梯度的升高，且另一方面实现了最大可能的锭块基部温度的升高。

由上述显而易见的是，借助于依据本发明的方法获得了在锭块增长期间影响凝固进程的基本上有效的可行方案。尤其是考虑到由于凝固前沿的移动使得与锭块基部的距离增大而进行凝固进程时。由此，通过在锭块基部区域中的温度水平或温度特征曲线的变化，也可以在锭块凝固时以距锭块基部更远的距离来影响结构的形成。由此可能的是，通过锭块基部的直接加热同样在以下部位处影响锭块结构，这些部位处于与本来的锭块基部相对更远的距离内。在这方面显示出了依据本发明的方法的重要意义。

此外，本发明实现了对在锭块基部区域中的最小表面温度及负温度梯度的限制，以便抵抗在冷却时在锭块表面中的不期望的裂纹形成。

尤其在进行锭块基部的端面的直接加载时，本发明同样可有利地使用在固定坩埚系统中，如滑动坩埚系统或锭块牵拉系统。

依据本发明的方法的特别有利的变形方案在于，为了加热借助于燃烧装置加载锭块基部，该燃烧装置例如使用气体或者油作为能量载体。这样的燃烧装置的特别的优点在于，一方面可非常精确地调整燃烧温度，且另一方面燃烧温度的温度变化可在最短的时间内通过能量载体的输送的简单调节或通过用于调节燃烧装置的相对锭块基部的间距的间距调节来快速地执行。

当依据锭块基部的可替代的变形方案以电能加载时获得特别的优点，即，相应的加热装置可非常紧凑地构成，进而在需要时同样轻松地集成到坩埚底部中。例如，可使用能电感式加热的、接触在锭块基部的端面上的接触板。

此外同样存在以下可能性，即，用载热流加载对锭块基部，使得例如已加热的流体流，即例如空气或水，直接指向锭块基部。