Способ управления формированием слитка в переплавной установке

Союз Советских Социалистических РеспубликОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 1:"ЛЬСТВУ(51) М. Кл, С 21 С 5/56 исоединением заявкиГвсудврствеииый иамитвВаввтв Министрав СССРаа делам изааретеничи атирытий(23) Приоритет публиновано 15.03.78 Бюллетень1 Дата опубликования описания 15.03. 7(71) Заяви центральный орден инудового Красного Знамени нвут черной металлургии им. И,о-исследовательский Бардина 4 Сп УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ СЛИТКЕРЕПЛА ИНОЙ УСТАНОВКЕ овне Давление газа в зазор тоянным за все времв с момента образова ования слитя усвдочного ра 2.Недостатком известных способов является неоднородность кристаллической структуры по высоте слитка, твк как нижняя частьслитка охлаждается более интенсивно засчет увеличения теппопередачи от слитка ккристаплиэатору через зазор, заполненныйгелием, и за счет охлаждающего действияподдона, Кроме того, поскольку гвз подается в печь в .течение всей плавки, его расходсравнительно велик и равен 0,4-0,6 м 3/чнв каждую тонну слитков,Цель изобретения - повышение однородности кристаллической структуры слитка иуменьшение расхода охлаждающего газа,Это достигается тем, что охлаждающий гвэподают в зазор между слитком и криствлпизатором после наппввления части слиткавысотой 0,5-1,5 его диаметра, причем втечение 3-30 мин давление охлаждающегогаза плавно увеличивают до рабочего значения,Изобретение относится к специальнойэлектрометаллургии, а именно к производству слитков в переплавньтх установках, например в вакуумных дуговых, электрошлаковых, электронно-лучевых, плвзме 1 тно-дуговых печах,Известен способ управления процессомохлаждения металла при вакуумном дуговомпереплаве, при котором для улучшения качества слитка и повышения производительности плавильных печей увеличивают интенсивность охлаждения слитка путем подачи газа, обладающего высокой теплопроводностью, например гелия, в усвдочный зазормежду слитком и стенкой водоохлаждаемогокристаллизаторв, Давление охлаждающегогаза поддерживают в интервале 10-80 ммрт, ст. 11.Известен также способ изготовления металлических слитков, включающий подачуохлаждающего газа в зазор между слитком и водоохпаждаемым кристаплизвтороми поддержание давления в зазоре на такомуровне, чтобы гаэ не прорывал слой расплавленного металла в кристаллиэаторе,(53) УДК 669,187,012507723 БНИИПИ Заказ 2287/21 Тираж 716 Подписное Филиал ППП .Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 В предложенном способе сочетание приемов; подача охлаждаюшего газа в зазор после наплавления некией части слитка высотой О;5-1,5 его диаметра (высота, на которую распространяетс я охлаждающее5 действие поддона) иплавное повЪ 1 шение давления в зазоре до рабочего значения в течение 3-30 мин, сЬздвет более равномер,ное охлаждение слитка по мере его формирования и кристаллизвторе и, как следствие,1 О повышение однородности кристаллической структуры слитков.Результаты промышленного опробования предлагаемого способа показывают, что наилучшие условия охлаждения слитке, нв пример, в вакуумной дуговой печи достиг ются прн давлении гелия в зазоре не менее 100-120 мм рт, ст, В кристаллизвторах с гладкой внутренней поверхностью давленче охлаждающего газа в зазоре поддержи вают на уровне не более 80 мм рт, ст, При большем давлении газ проходит в ванну жидкого металла, вызывая ее "кипение" и нарушение стабильности технологического режима переплава.Повышение давления охлаждающего газа в зазоре между слитком и стенкой кристаллизвтора до 80-140 мм рт. ст, наблюдается при применении криствллизаторав, имеющих поперечную нарезку нв внутренней ЭО поверхности, Поперечная нарезка выполняет роль своеобразного лабиринтового уплотнения, задерживающего газ в зазоре, и препятствует прохождению газа в ванну жидко го метагив. 35П р и м, е р 1. Проводят опытные плавки сплавов на никелевой основе в вакуумных дуговых печах ДСВ,2 и ДСВ,3 с кристаллизаторами диаметром 320 и 400 мм40 соответственно, Скорость наплавления слитков на 35-40% больше, чем подействующей технологии (3,7 кг/мин против2,9 кг/мин для слитков диаметром 400 мм и 3,3 кг/мин против 2,1 кг/мин для слитг, 35 ков диаметром 320 мм), Через 1,дч после начала плавки, чтс соответствует наплавлению слоя металла высотой 0,5-1,5 диаметра слитка, в зазор между слитком и кристаллизатором подают гелий, давление50 которого плавно увеличивают в течение 3 мин для слитков диаметром 400 мм до 10-80 мм рт, ст. в зависимости от марки сплава и силы тока дуги (скорости наплавленни слитка). Значительно большее время переходного процесса при вакуумном дугоьом переплаве сплавов на никелевой основ в кристаллизаторе диаметром 400 мм обусловлено;:г-обходимостью подавления ликввциоьых деф.топ вероятность образования которы уве 11 ичивается с увеличением диаметра слитка.В"с вь.плавленные слитки имеют плотную, однородную, бездефектную структуру. В контрольных слитках, выплавленных без охлаждения гелием, при той же скорости наплавления наблюдаются многочисленные дефекты типа Внеосевая ., ликвация".П р и ж е р 2. Проводят опытные плавки нв никелевои основе в печи ДСВ,2 с кристаллизвтором диаметром 320 мм, имеющим поперечную нарезку (глубиной 0,5-1 мм с шагом 1 мм) на внутренней поверхно 1:ти. Переплав осуществляют при повышенной силе тока дуги 4,5 и 5,0 кА против 3,6 кА по действуюшей технологии. Давление гелия в зазоре между слитком и кристаллизатороМ увеличивают в процессе плавки до 80- 100 мм рт. ст, при токе дуги 4,5 кА и до 140 мм рт, ст. при токе 5,0 кА.Все выплавленные слитки имеют бездефектную структуру значительно более плотную, чем слитки, выплавленные при меньшем давлении гелия (53 мм рт. ст.) в кристаллизаторах, не имеющих поперечной нарезки на внутренней поверхности,Формула изобретенияСпособ упоавления формированием слитка в переплавйой установке, включающий подачу охлаждающего газа в зазор между слитком и кристаллизатором, о т л и ч аю ш и й с я тем, что, с целью повышения однородности кристаллической структуры слитка и уменьшения расхода охлаждающего газа, охлаждающий газ подают в зазор меж. ду слитком и кристаллизатором после наплавления части слитка высотой 0,5-1,5 его диаметра, причем в течение 3-30 мин давление охлаждающего газа плавно увеличивают до рабочего значения.Источники информации, принятые во вни мание при акспертнзе:1. Патент США Ио 3353585, кл. 164- 124, 1965.2, Патент США М 3344840, кл. 164- 122, 1966,