Способ электрошлаковой выплавки ферротитана

)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОткРытиПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОТИТАНА Изобретение относится к области с циальной электрометаллургии и предназначено для получения ферротитана из титановой и стальной стружки,Цель изобретения - обеспечение равномерности химического состава слитка и стабильных энергетических режимов электрошлакового процесса.Сущность изобретения заключается в следующем,В кристаллизаторе нерасходуемыми металлическими охлаждаемыми электродами наводится шлаковая ванна и из бункера в заданных весовых соотношениях подается титановая и стальная стружка, которая расплавляется в шлаке, металл накапливается под ним, и,постепенно остывая.образует слиток. Периодически, по мере налипания стружки на электрод, в электрической цепи прерывают ток. После отключения тока вокруг электрода исчезает магнитное поле и стружка падает в шлаковую ванну. Ток в электрической цепи пре. рывали специальным тиристорным устройством включенным в первичную цепь(57) Использование: в области специальнойэлектрометаллургии и предназначено для получения ферротитана из титановой стружки электрошлаковой плавкой. Сущность изобретения: в кристаллизаторе наводят с помощью нерасходуемых металлических охлаждаемых электродов шлаковую ванну и постепенно расплавляют в шлаке титановую и стальную стружки. При загрузке стальной стружки в электрической цепи периодически отключают ток на 1 - 3 с с периодичностью 0,1 - 2 мин. 1 з.п, ф-лы, 2 табл. силового трансформатора. После подачи на тиристор управляющего сигнала он закрывается прерывая в цепи ток. Соответственно прерывается ток и во вторичной силовой цепи трансформатора, т,е. и на электроде.Интервалы, через которые прерывается ток(0,1 - 2 мин), и время,на которое он пре рывается (1-3 с) взаимосвязаны с показате- О лями процесса и обеспечивают достижение (Я поставленной цели, ЬЭВо-первых, если не проводить отключение тока, то стальная стружка будет налипать на электроде и не попадать в шлаковую ванну, т.е, мы не получим слиток ферротитана. Плавиться будет лишь титан. Во-вторых, д по мере увеличения количества налипшей на электрод стружки происходит короткое замыкание через нее тока между кристаллизатором и электродом, или между двумя электродами.Отключение тока в указанных интервалах и сбрасывание стружки с электрода в шлаковую ванну обеспечивает равномерность подачи ее в кристаллизатор в задан-. ных весовых отношениях с титановой10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 стружкой и тем самым обеспечивается равномерность химического состава по высоте слитка ферротитана.Плавку проводили на лабораторной установке в кристаллизаторе диаметром 270 мм. Ток к шлаковой ванне подводили нерасходуемыми металлическими охлаждаемыми электродами с наконечниками из молибдена, Переплав вели на шлаке АНФП (чистый фтористый кальций - СаР 2) с добавлением 8 - 10 оксида титана ТОг) при напряжении от 40 до 60 В и силе тока 2000-3000 А. Стружку (титановую и стальную) загружали по отдельности из разных бункеров.Стружку"перед плавкой дробили и обжигали в печи сопротивления при 350 - 400 С в течение 1,5 ч, Это позволило применить механизированную загрузку и исключить вспенивание шлака при выгорании эмульсии.Выпю авлялись слитки ферротитана с содержанием титана 40 и 70 ф 6. Масса слитка составляла 100-150 кг. Слитки имели хорошую поверхность, отличались равномерностью химического состава.Переплав подготовленной стружки (дробленой и обожженной от эмульсии при прерывании тока не вызывает затруднений. В процессе опытов были установлены оптимальные интервалы и время отключения тока.Время, на которое отключается ток 0,5-3 с обосновывается данными табл.1.Если время отключения менее 1 с, то, во-первых, не вся стружка отрывается с электрода, а, во-вторых, оторвавшаяся и не успевшая долететь до шлаковой ванны, стружка вновь прилипает к электроду.Если время отключения более 3 с, то на охлаждаемом электроде намораживается слой шлака, который начинает оказывать влияние на параметры процесса. За счет увеличения сопротивления в электрической цепи, вносимого тонкой корочкой шлака, снижается сила тока. Через некоторое время (примерно через 40 - 50 с), корочка шлака расплавляется и процесс стабилизируется. Однако снижение тока и уменьшение тепловыделения в шлаке оказывает влияние на технико-экономические показатели процесса, а именно производительности проплава. В табл.2 представлены результаты опытрв в зависимости от изменения периодичности отключения тока.Периодичность отключения тока 0,1 - 2 мин обусловлена стабильным ведением электрошлакового процесса, При отключении тока через 0,05 мин далее на 0,5 с, нет стабильного электрошлакового процесса. Происходит постепенное снижение силы тока и через некоторое время электрошлаковый процесс затухает и прекращается, Это происходит в результате постепенного нарастания шлакового гарнисажа на электроде. Верхний предел 2 мин установлен исходя из равномерности химического состава по слитку. По мере загрузки стружки она налипает на электрод и когда отключают ток, то стружка падает в шлаковую ванну, Количество стружки, налипшей на электрод, постоянно увеличивается и при том количестве стружки, которая отрывается через 2 мин, удается получить равномерность химического состава слитка за счет усреднения металла титана и железа в металлической ванне. Опыты были проведены при скорости загрузки стружки от 50 до 300 кг/ч и показали, что энергетические параметры процесса (О, 3), температура шлака, производительность проплава, величина жидкой металлической ванны очень взаимосвязаны. С увеличением подводимой мощности возрастает температура шлака, увеличивается скорость проплава и объем металлической ванны, Но в среднем в диапазоне подводимой мощности от 80 до 180 кВт, скорости проплава от 50 до 300 кг/ч верхний предел 2 мин. был показателен во всем диапазоне. Здесь большую роль играет и высота шлаковой ванны, температура шлака по высоте шлаковой ванны, так как титан имеет плотность 4,5 г/см, а сталь 7,5-7,8 г/см и их плавление происходит в разных слоях шлака, к тому же и температуры плавления у них различны 1725 и 1350 С.Таким образом, заявляемый способ при укаэанных в заявке параметрах обеспечивает получение качественного слитка ферротитана из титановой и стальной (магнитной) стружки. Формула изобретения 1.Способ электрошлаковой выплавки ферротитана из титановой и стальной стружки, включающий наведение в кристаллизаторе посредством нерасходуемых металлических охлаждаемых электродов шлаковой ванны и постепенное расплавление в шлаке титановой и стальной стружки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения равномерности химического состава слитка и стабильных энергетических режимов электрашлакового процесса,1765222 при загрузке стальной стружки в электрической цепи периодически отключают ток,Параметры Время отключения, с О,В12 Процент удаления стружки сэлектрода, Ф 100 70 100 100 100 Производительность проплааа, кг/ч 300 300 300 300 270 Сила тока в цепи:числитель - до отключения 3000 знаменатель - после вклю чения ЗООО ЗООО ЗООО ЗООО ЗООО Та бли ца 2 Параметры Интервал отключения тока, мин 1 1 .,затухает Стабил. Стабил. Стабил. Стабил,Сила тока в А через, мин 3000 3000 3000 3000 3000 2500 3000 3000 3000 3000 1600 3000 3000 3000 3000 1 О 30 0,05 Отсут. Отсут. Отсут. 1,6 Равномерность химическогосостава по слитку Нет Есть Есть Есть Нет Составитель Т.МорозоваТехред М,Моргентал Корректор Н,Ревская Редактор Заказ 3355 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Толщина шлакового гарнисажана электроде через 30 мин,мм 2, Способ поп,1,отличающийся тем, что ток отключают на 1-3 с периодичностью 0,1-2 мин.Таблица 1