Способ получения слитков и отливок электрошлаковым переплавом

 

Использование: получение слитков или отливок электрошлаковым переплавом. Сущность изобретения: в неподвижном кристаллизаторе переплавляют неподвижный расходуемый электрод, в котором выполнено осевое отверстие и установлен в нем трубчатый плавящийся элемент. Через осевое отверстие в электроде в процессе переплава подают присадочный материал в виде проволоки или жидкого металла в количестве не более 0,7 6пл„ где Gnn. - производительность плавки, т/ч. К проволокам может быть подведен электрический ток величиной, необходимой для нагрева их до температуры, обеспечивающей сплавление с жидким металлом . Через осевую полость электрода вводят проволочные холодильники в количестве не более 0,4 СПл. со скоростью подачи не более 0,2 h + 0,07 D/d, где d - диаметр холодильника, см, D - диаметр слитка, см: . h - глубина шлаковой ванны, см. Трубчатый элемент или его внутренняя поверхность выполнены из неэлектропроводного плавящегося материала, например шлзкообразующего материала. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s С 22 В 9/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4932227/02 (22) 22.01.91 (46) 23.08.93. Бюл. ¹ 31 (76) Л.П.Ерегин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 168743, кл. В 22 О 23/07, 1963.

Латаш Ю.В. и др. Электрошлаковый переплав. — M.: 1970, с.196 — 198. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ И ОТ ЛИВОК ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ flEPEtlflAВОМ (57) Использование: получение слитков или отливок электрошлаковым переплавом.

Сущность изобретения: в неподвижном кристаллизаторе переплавляют неподвижный расходуемый электрод, в котором выполнено осевое отверстие и установлен в нем трубчатый плавящийся элемент. Через осе 1

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при получении слитков и отливок неограниченных размеров электрошлаковым переплавом, Цель изобретения — повышение качества металла.

На фиг.1 представлена схема осуществления способа; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.1, B кристаллизатор 1, внутренняя часть которого выполнена по форме и размерам требуемых слитков или отливок, устанавливают,неподвижно электрод 2, имеющий также форму слитка или отливки, íî с размерами. обеспечивающими необходимый зазор между поверхностью электрода 2 и кристаллизатором 1, В электроде 2 по вертикальной оси предусмотрено отверстие 3, в которое устанав„„ЯЦ„„1836464 АЗ вое отверстие в электроде в процессе переплава подают присэдочный материал в виде проволоки или жидкого металла в количестве не более 0,7 блл., где 6„— производительность плавки, т/ч. К проволокам может быть подведен электрический ток величиной, необходимой для нагрева их до температуры, обеспечивающей сплавление с жидким металлом. Через осевую полость электрода вводят проволочные холодильники в количестве не более 0,4 G . со скоростью подачи не более 0,2 h + 0,07 D/d, где d — диаметр холодильника, см, 0 — диаметр слитка, см:

h — глубина шлаковой ванны. см, Трубчатый элемент или его внутренняя поверхность выполнены из неэлектропроводного плавящегося материала, например шлакообразующего материала. 3 з.п, ф-лы, 2 ил. ливают плавящийся трубчатый элемент 4, электрически изолированный от электрода

2. После заливки шлака в кристаллизатор 1 через шлаковый канал 5 и начала плавления электрода 2 через трубчатый элемент 4 в шлаковую ванну подают присадочный материал, например, в виде стальных проволок

6 или жидкого металла. К стальным проволокам 6 через токоподводящие мундштуки 7 подается ток величиной, обеспечивающей их нагрев как в промежутке между мундштуком и ванной, так и в шлаковой ванне до требуемой темп ратуры, например, до температуры солиДуса материала проволок, Скорость подачи проволок или истечения жидкого металла устанавливают в зависимости от заданной производительности плавки. Повышение качества слитков или

10 отливок, имеющих крупные поперечные сечения, достигается путем подачи в центральную часть жидкой металлической

Ванны "холодных" проволок f8p83 трубки 8.

Отбор тепла из центральной части жидкой

Ванны холодными проволоками уменьшает глубину металлической ванны и улучшает процесс крис-аллизации металла.

Тепловой баланс плавки можно изменять за счет дозирования электроэнергии, подаваемой к стальным проволокам, поступаюшим через трубча-,ый элемент 3, а также за счет скорости подачи проволо« вЂ” холодильников, их диаметра и кол((честна. Г1ри этом в зависимости 0Т тоебований lo>KHo осуществлять отбор тепла из цен>ральной

ЧаСТИ Ран(-1Ы С ПОЛНЫM РВСПЛЯВ!18Н(18М ПРИсадочного материала или (асти(нь(м Вг(лавлением в жид«у(о метаплическук> ванну нерасплавленных проволок.

По мере сокращения в процессе переплава расстояния между токоподводящим. мундштуком 7 и шлаконсй ванной происходит уменьшение электрического сопротивления и соответственно увеличение тока, Для поддержания постоянных значений электрической мощности необходимо по мере увеличения гока соответственно сних<ать на и ря>ке н ие.

Количество присадочного материала В виде проволок ипи жидкого металла. подаваемого через центральное отверстие HRправля(ошеГО канала, Должно быть Н8 более

0,7 мапл Гд86пл Общая прОизВОдительность эле«трошлаковой плавки, т/ч, Условие при,(отором (o lf(I(f8cTBO вводимого материала больше 0,7 от общей производительности плавки соо Гвегствует повышенным зазорам мех,(1у электродом и кристалл и заTOpoM или oTHoc (iTBP (>Ho большому диаметру ОсРВОГО Отв8рстия В 3!I8« (poä8.

В первом случае B03II(I:ают предпосылки к

0 б р а 3 0 В а и и (О Г1 О в 8 р х н 0 с т н ы х у 8 (p 8 K To B в слитке или отливке.

В обоих случаях снижается экономическая целесообразность Выполнения плавки указанным сг1особом.

Тепловая мощность, выделяемая в npoBoIioK8, Г10даваемой в жидкую Ванну пОД на" пря>кением, в основном выделяется на участке между токоподводящим мундштуком и шлаковой ванной, обеспечивая тем самым м(лнимальь108 тепловпожение в металлическую ванну, Поэтому с целью искл10чения прохо>кдения тока через трубчатый элемент при соприкосновении с ним проволок, находящихся под напряжением, сам злемен Г или 8ГО внутренняя поверхнОсть должны быть неэлектропроводны, НаприМ8р A0 (pb TBl в(1лакоооразу(ощей1 Об 4азкой, 20

"0

5(:, При этом направляющий канал не должен ухудшать свойств шлаковой ванны и металла при своем расплавлении, Количество металла холодильников, вводимых в жидкую ванну, должно быть не более 0,4 Опл, Где: G« — общая производительность плавки т/ч.

В случае если количество холодильников будет больше 0,4 от производительности главки, то возникнет опасность зашлакования ме аллической ванны и несплавпения холодильников с х<идким металлом. С целью исключения неоплавления холодильников с металлической ванной скорость подачи проволочных холодильников должна быть не более, „ см/с, 0,2 h + 0,07 D где d — диаметр пров(>дочных холодильни(. с ков, см; (> — диаметр слитка в см; ti — глубина шлаковой ванны, см, l.1i

У«азанный способ позволяет получать любые по размерам высококачественные слитки и отливки, в частности производить переплав отработанных валков прокатных станов с получением литых заготовок валков с минимальными припусками.

Способ обладает высокой экологической чистотой, благодаря воэможности полной изоляции плавильного пространства от воздушной средьь !

Cnocob реализуется следующим обра3ОМ.

Электрод, В данном случае отработанt( ный валок длиной 3 м, диаметром бочки 920 мм и шеек 460 мм, имеющий по центральной оси отверстия диаметром 80 мм, с предварительно приваренным удлинителем 9, устанавливают неподвижно и закрепляют в токоподводящих частях 10 установки электрошлакового переплава. В отверстие электрода — валка помещают изолировано от электрода трубчатый элемент и также за- крепляют неподвижно в зажимах 11 установки. В центральное отверстие направляющего канала 3 через токоподводящие мундштуки 7 заправляют четыре стальных проволоки диаметром (6 мм. Одиннадцать стальных проволок — холодильников диаметром по 6 мм заправляются в трубчать,е каналы 8, изолированнь(е (>тэлектрода и трубчатого элемента 4,,„,;

Устанавливают элементы кристаллизатора, состоящие из двух половин с разьемом по вертикальной оси, имеющие диаметр внутренних поверхностей: бочки — 1080 мм, шеек — 580 мм. Возможно использование неразьемных цилиндрических элементов кристаллизатора. В этом случае вначале становятся в последовательности элементы 32, 13, 34, 15, Элементы l6 и 17 насаживаются

1836464 на электрод 2 и устанавливается вместе с ним.

Скорость переплава принимается—

0,6 м/ч. Процесс плавления начинают заливкой шлака через отверстие 5 в кристаллизаторе и подачей напряжения на электрод 2, После снижения тока со стартовых значений до уровня нормального плавления электрода подают в проволоки через трубчатый элемент 4. Скорость подачи пооволок при плавлении шейки валка — 550 м/ч, напряжение 85 В. Это обеспечивает тепловой баланс необходимый для самоплавления проволок.

После стабилизации электрических параметров процесса переплава включается подача 2-проволочных холодильников диаметром 6 мм со скоростью 270 м/ч.

К концу плавления шейки напряжение на проволоках 6 снижают до 73 В, При подходе металлической ванны к большему диаметру кристаллизатора для поддержания необходимой глубины шлаковой ванны производится долив шлака, По мере возрастания тока на электроде, означающего начало плавления бочки, увеличивают количество подаваемых проволок до 4-х и повышают скорость их подачи до 611 м/ч, а напряжение на токоподводящих мундштуках поднимается до 76 B. Количество проволочных холодильников увеличивается до 11.

К концу плавления бочки напряжение снижается до 62 В. При подходе металлической ванны к верхней части кристаллизатора с меньшим диаметром скорость подачи проволок через центральный канал снижается до 550 м/час, а количество проволок — холодильников до 2-х. Напряжение устанавливают на проволоках 58 В и постепенно снижают к концу плавки до 43 В. При этом избытки шлака сливают через верхний шлаковый канал 5. После окончания переплава и снятия кристаллизаторов выплавленную заготовку валка передают на термообработ-, ку.

5 Формула изобретения

1. Способ получения слитков или отливок электрошла <овым переплавом, включающий переплав неподвижного расходуемого электрода в стационарном

10 кристаллизаторе, конфигурация которого соответствует конфигурации .электрода, отличающийся тем. что, с целью повышения качества металла, переплавляют расходуемый электрод с осевой поло15 стью, в которой размещен плавящийся трубчатый элемент, через который подают в шлаковую ванну присадочный материал в виде проволок или жидкого металла в количестве не более 0,7 Слд, где G n — произво20 дительность плавки, T/÷.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что к проволокам, подаваемым через трубчатый элемент в электроде, подводят электрический ток величиной, необходимой

25 для нагрева t,x до температуры. обеспечивающей их сплавление с жидким металлом слитка.

3, Способ поп.1,отличающийся тем, что через осевую полость электрода

30 вводят проволочные холодильники в количестве не более 0.4 Олд со скоростью подачи

0,2 h +007 D не более см/с, где d — диао метр холодильника, см; 0 — диаметр слитка, 35 см; h — глубина шлаковой ванны, см.

4. Способпоп.1,отличающийся тем, что в случае подачи проволок под напряжением трубчатый элемент или его внутренняя поверхность выполнены из

40 неэлектропроводного плавящегося материала, t836464

1836464

Составитель Т. Морозова

Техред M,Ûoðãeíòàï Корректор,Л. Ливринц. Редактор Е. Полионова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3010 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5