Электрическая шлаковая печь для переплава

Изобретение относится к области специальной металлургии и может быть использовано при выплавке стали, сплавов и чистых металлов в электрических шлаковых печах. Печь содержит медный водоохлаждаемый кристаллизатор с жидкой ванной, механизм перемещения переплавляемого электрода, механизм вытягивания наплавляемого слитка и снабжена одним или несколькими лазерами, используемыми для расплавления торца электрода и разогрева жидкого шлака. Изобретение позволяет улучшить качество получаемой стали и снизить капитальные затраты на оборудование. 1 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при выплавке стали, сплавов и чистых металлов в электрических печах.

Наиболее близкой по технической сути к предлагаемому изобретению является электрическая печь для электрошлакового переплава в медный водоохлаждаемый кристаллизатор расходуемого электрода, торцом погруженного в жидкий шлак (Кудрин В.А. Теория и технология производства стали: Учебник для вузов. - М.: Мир, ООО «Издательство ACT», 2003. - с.337).

Недостатки прототипа состоят в следующем. Протекание процесса электрошлакового переплава является нестабильным из-за положения торца электрода в шлаке. Если электрод заглублен недостаточно, возникают дуги и микродуги между электродом и шлаком, что приводит к увеличению окисленности металла и количества неметаллических включений. Если электрод сильно заглублен в шлак, то дуги и микродуги возникают между электродом и металлической ванной, что приводит к браку по макроструктуре получаемого слитка. Печи переменного тока имеют мощный трансформатор, а печи постоянного тока дополнительно оборудованы выпрямителями, увеличивающими капитальные затраты на оборудование.

Таким образом, недостатками прототипа являются недостаточное качество выплавляемого металла и высокие капитальные затраты на оборудование.

Задачей изобретения является улучшение качества выплавляемого металла и уменьшение капитальных затрат на оборудование.

Поставленный технический результат достигается тем, что предлагаемая электрическая шлаковая печь для переплава металлов имеет водоохлаждаемый медный кристаллизатор, механизм перемещения переплавляемого электрода, механизм вытягивания наплавляемого слитка, она снабжена одним или несколькими лазерами для расплавления торца электрода и разогрева жидкого шлака.

Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с прототипом, и изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически осуществимо в действующих электрических печах.

Предлагаемая печь имеет медный водоохлаждаемый кристаллизатор, механизм перемещения переплавляемого электрода, механизм вытягивания наплавляемого слитка и один или несколько оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров (Физическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1990, том 2, с.549).

Технологический процесс переплава начинается с засыпки шлака типа АНФ-6 в кристаллизатор, расплавления и нагрева его излучением оптического квантового генератора до температуры 1700-2000°С. После нагрева шлака начинают переплав электрода. При использовании одного лазера 1 (см. чертеж) его устанавливают над кристаллизатором 2 так, чтобы часть излучения лазера 3 попадала на торец переплавляемого электрода 4, а другая часть - на жидкий шлак 5, находящийся в кристаллизаторе, поддерживая температуру шлака в процессе переплава, равную 1700-2000°С. Металл с торца переплавляемого электрода каплями падает в жидкий шлак. Попадая в жидкий шлак, капли металла очищаются от серы и неметаллических включений, поскольку шлак обладает высокой обессеривающей способностью и хорошо абсорбирует оксидные включения, за счет чего улучшается качество металла. Пройдя через шлак, капли жидкого металла попадают в кристаллизатор, формируя наплавляемый слиток 6, который вытягивают из кристаллизатора механизмом 7. Электрод в зону плавления перемещают с помощью механизма 8. При использовании еще одного лазера 9 генерируемое им излучение 10 направляют на торец переплавляемого электрода или на ванну жидкого шлака. В случае применения большего количества лазеров генерируемое ими излучение направляют или на торец переплавляемого электрода, или на ванну жидкого шлака, или на то и другое одновременно.

В предлагаемой установке осуществляют переплав металла для изготовления деталей самого ответственного назначения, например подшипниковые стали типа ШХ15, предназначенные для изготовления подшипников, срок службы которых и надежность после переплава увеличивается в несколько раз, стали для изготовления роторов турбин электростанций и приводных валов судов и кораблей, стали типа 60Ф2А для изготовления рессор и пружин.

Электрическая шлаковая печь для переплава металлов, содержащая медный водоохлаждаемый кристаллизатор с жидким шлаком, переплавляемый электрод с механизмом перемещения, механизм вытягивания наплавляемого слитка, отличающаяся тем, что она снабжена одним или несколькими лазерами, используемыми для расплавления торца электрода и разогрева жидкого шлака.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и предназначено для получения ферротитана высокого качества из титановой и стальной стружки. .

Изобретение относится к электрошлаковому переплаву и может быть использовано в регуляторах режимов электрошлаковых печей. .

Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, в частности к конструкции расходуемого электрода, используемого при электрошлаковом переплаве титаносодержащей шихты.

Изобретение относится к области электрометаллургии, в частности к специальным процессам электроплавки, и предназначено для получения качественной кристаллической структуры методом электрошлакового переплава (ЭШП).

Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, в частности к электрошлаковому переплаву составленного по высоте по крайней мере из трех разнородных частей расходуемого электрода, предусматривающему его вращение вокруг своей оси с линейной скоростью, обеспечивающей максимальную производительность процесса.
Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может быть использовано на предприятиях, изготавливающих и/или использующих технологическую оснастку для горячей обработки металла давлением.
Изобретение относится к специальной металлургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве высоколегированных сталей, имеющих температуру плавления меньше температуры плавления флюса.

Изобретение относится к области электрометаллургии, в частности к получению расходуемых электродов для электрошлакового переплава. .

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к получению расходуемых электродов для электрошлакового переплава. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к устройству и способу, используемым при рафинировании и разливке слитков и заготовок большого диаметра из металлов и металлических сплавов, склонных к сегрегации во время разливки, а также к заготовкам и изделиям, полученным с использованием способа и/или устройства.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при выплавке стали, сплавов и чистых металлов в электрических вакуумных шлаковых печах

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при получении высококачественных легированных сталей и сплавов при электрошлаковом переплаве

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при производстве полых слитков методом ЭШП, в том числе сложнолегированных, не содержащих титан сталей
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве
Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при обработке шлаковой и металлической ванн при электрошлаковом переплаве

Изобретение относится к конструкции неплавящегося электрода для электрошлаковой наплавки или электрошлакового переплава

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии, а именно к системам электрошлакового переплава с холодным металлоприемником (ЭШПХМ) для рафинирования и производства требуемых металлов, таких как титан, алюминий, никель или их сплавов

Изобретение относится к металлургии, в частности, для получения слитков ферротитана, которые могут быть использованы для изготовления конструкционных марок легированных сталей и слитков из них
Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при производстве полых слитков методом ЭШП нержавеющих титансодержащих марок стали
Наверх