Устройство для электрошлакового переплава

(н)5 С 22 19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТ 60/02(57) Изобэлектром 87.26(088. 8)а Японии27/02, 197т Великоб23/06, 197ОЙСТВО ДРЕПЛАВАретение отнеталлургии,ствам для электрошлакового переплава. Цель изобретения - снижение величины донной обрези слитка за счет снижения радиального теплоотвода. Устройство содержит принудительно охлаждаемые поддон 1 с кристаллизатором 5, шайбу 2, расположенную между поддоном и кристаллизатором, и теплоиэоляционную прокладку 3, расположенную между шайбой и кристаллизатором. Между поддоном и шайбой установлена дополнительная теплоиэоляционная прокладка 4, Оптимальное отношение наружного диаметра шайбы 2 к диаметру ее отверстия равно 3,5-4. Шайба может быть выполнена из меди, Изобретение позволяет в 1,5-2 раза снизить величину донной обрезки слитка. 1 э.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к специальнойэлектрометаллургии и предназначено дляиспользования в промышленных установках электрошлакового переплава.Известен способ старта процесса электрошлакового переплава, при котором в установленном на поддоне принудительноохлаждаемом кристэллизаторе по технологии холодного старта ведут процесс выплав,ки слитка с использованием на стартовойстадии стартового стержня малого сечения,облегчающего проведение с начала процесса в условиях дефицита тепловой энергии,Недостатком известной технологии иконструкции является повышенная величина донной обрезки металла выплавляемогослитка, обусловленная дефицитом тепловойэнергии, в частности, за счет радиальноготеплоотвода на принудительно охлаждае.мый кристаллизатор,Наиболее близким к предлагаемому является способ и устройство для полученияотливок, при котором в нижней части кристаллизатора через термоизоляционнуюпрокладку установлена графитовая шайба,нагреваемая на стартовой стадии процессатоками высокой частоты с помощью индуктора, При этом снижается интенсивностьтепловых потерь на радиальный теплоотвод, снижается дефицит тепловой энергии ивеличина донной обрезки металла выплавляемого слитка.Недостатком известногоспособа является невозможность нагрева шайбы до высоких температур во избежание приваркислитка к шайбе и, главным образом, существенное усложнение конструкции в связи сиспользованием индуктора и генератора токов высокой частоты,Целью изобретения является снижениевеличины донной обрезки металла выплавляемого слитка за счет снижения радиального теплоотвода.Указанная цель достигается тем, чтомедная шайба дополнительно теплоизолирована от поддона прокладкой, а отношение ее наружного диаметра к диаметруотверстия равно 3,5-4.Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным состоит в том,что нагрев элементов оснастки осуществляется не с помощью применения дополнительного сложного оборудования, а зэ счеттепловой энергии собственно процесса ранее теряемой радиальным теплоотводом; атеперь полезно используемой для нагреваспециальных элементов конструкции - медной шайбы, установленной между поддоном и кристаллизатором и отделенной отних теплоизоляционными прокладками,20 25 30 35 40 45 50 55 При этом наибольший достигаемый эффект на стартовой стадии процесса соответствует оптимальному отношению наружного диаметра шайбы и диаметру ее внутреннего отверстия, равному 3,5-4. На чертеже приведена схема устройства,Устройство для электрошлакового переплава состоит из установленных на поддоне 1 медной шайбы 2, теплоэлектроизолирующих асбестовых прокладок 3 и 4 кристаллизатора 5, Прокладка 3 установлена одна между поддоном 1 и шайбой 2, прокладка 4- между шайбой 2 и кристаллизатором 5. На верхней торцовой поверхности шайбы 2 со стороны рабочего пространства выполнен центрирующий бурт, а на нижней торцовой поверхности кристаллизатора 5 со стороны его рабочего пространства - центрирующая расточка, Центрирующий бурт расположен в центрирующей расточке. Рабочие поверхности прокладки 4, расположенной между поддоном 1 и шайбой 2, шайбы 2 и кристаллизатора 5 имеют общую образующую. В рабочем пространстве устройства концентрично ему располагаются расходуемый электрод б, слиток 7, Оплавляемый конец расходуемого электрода расположен в ванне расплавленного шлака 8, Расходуемый электрод электрически подключен к одному из полюсов источника 9 электропитания, к второму полюсу которого электрически подключен поддон 1. Медная шайба 2 имеет внешний диаметр Ф, диаметр внутреннего отверстия б и высоту , кристаллизэтор 5 и поддон 1 выполнены с принудительным охлаждением водой.Устройство работает следующим образом.Перед началом процесса выплавки слитка в рабочее пространство устройства нэ поддон 1 устанавлива от затравку, вводят оплавляемый конец расходуемого электрода б и устанавливают его с технологическим зазором нэд затравкой и включают источ- ник 9 электропитания. Стартовую стадию процесса начинают йли по технологии холодного старта с засыпкой в кристаллизатор гранулированного флюса, зажиганием электрической дуги между оплэвляемым концом расходуемого электрода б и затравкой и наведением ванн расплавленного металла и шлака оплавляемым концом расходуемого электрода, или по технологии жидкого старта с заливкой предварительно расплавленного шлака в рабочее пространство устройства, На стартовой стадии процесса выплавки слитка имеет место значительный дефицит тепловой энергии, во многом определяемый радиальным теплоотводом на ра1693102 Составитель В.КагерманьянТехред М.Моргентал Корректор В.Гирняк аРедактор Н.Рогулич Заказ 4054 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 бочие стенки устройства, Шайба 2. тепло- изолированная прокладками 3, 4 нагревается быстро. Радиальный теплоотвод, определяемый градиентом температур в направлении теплоотвода, снижается с повышением температуры металла шайбы 2, При этом снижается дефицит тепловой энергии, уменьшается величина донной обрези металла выплавляемого слитка. Максимальная температура нагрева шайбы 2 определяется соотношением диаметров 4 и б, Диаметр б является характеристикой источника нагрева шайбы 2. Основным источником нагрева при этом является охлаждаемая и кристаллиэующаяся часть металла выплавляемога слитка 7, масса и теплосодержание которой полностью зависят от диаметра б и высоты шайбы , Диаметр Ф определяется максимально допустимой температурой нагрева шайбы 2 и для меди больше б в 3,5 - 4 раза.При этом максимальная температура нагрева шайбы 2 составит 500 - 700 С, что допустимо для меди. Высота . шайбы 2 равна или соизмерима с величиной дон ной обрези металла выплавляемого слитка. После нагрева ванны расплавленного шлака 8 до требуемой технологической температуры и завершения стартовой стадии высота закристаллизовавшейся части слитка такова, чта фронт кристаллизации располагается выше шайбы 2 на уровне нижней части раф бочей поверхности кристаллизатора 5. В дальнейшем процесс выплавки слитка ведется в рабочем пространстве кристаллизатора и особенностей не имеет, Для снижения степени окисления на всю поверхность медной шайбы 2 нанесено защитное гальваническое покрытие, например хромовое,Расчет диаметра,ф ведется по известным формулам с учетом множества технологических особенностей проведения стартовой стадии процесса, в том числе: технологического варианта проведения старта (холодный старт, жидкий старт), скорость подачи расходуемого электрода на переплав, напряжения и силы тока источника электропитания, темпа подачи охлаждающей жидкости в рубашки охлаждения кри сталлизатора и поддона и т.п.Учитывается также тепловая энергия,выделяющаяся при охлаждении ванны расплавленного металла, кристаллизации и охлаждении металла слитка. С уменьшением 10 отношения диаметров аи б возрастает температура нагрева, шайбы 2 и достигаемый положительный эффект, но снижается срок службы гильзы 2 из-за ускоренного окалинообразования. При чрезмерном уменьшении 15 этого соотношения, например, до 1,5 - 2 воз-можно расплавление медной шайбы 2, При увеличении отношения диаметров и б достигаемый положительный эффект снижается, а при отношении, равном 6-8 и более 20 вначале сводится к нулю, а затем становитсяотрицательным. Оптимальное отношение равно 3,5 - 4Применение предлагаемого устройствапозволяет в 1;5 - 2 раза снизить величину 25 донной обрези металла выплавляемогослитка, повысить производительность процесса, облегчает проведение стартовой стадии процесса выплавки слитка по технологии холодного и жидкого старта.30 Формула изобретения1. Устройство для электрошлакового переплава, содержащее принудительно охлаждаемые поддон с кристаллизатором, шайбу, расположенную между поддоном и 35 кристаллизатором, и теплоизоляционнуюпрокладку, расположенную между шайбой и кристаллизатором, отл ича ю щеес я тем, что, с целью снижения величины донной об рези слитка за счет снижения радиального 40 теплоотвода, оно снабжено дополнительоной теплоизоляционной прокладкой, установленной между поддоном и шайбой, при этом отношение наружного диаметра шайбы к диаметру ее отверстия равно 3,5 - 4,0, 45 2. Устройство по п,1, отл и чаю щеес я тем, что шайба выполнена из меди,