Нерасходуемый электрод для плавки металлов и сплавов

(23) Приорит Государственный комитет Совета Министров СССР 53) УДК 621.365ликовано 30.06,76, Бюллетень24 по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 27.07.76) Авторы изобретени Е. Патон, В. И, Лакомский, В. Н, Костяков, В, И. Омельченко,Г. А. Мельник, И, Д, Быков, С, Г, Глазунов, А. Г. Крутипорог,Ю, Н. Росс и Ю, В, Лисовой Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им, Е, О. Патона(54) Н ЕРАСХОДУЕМЫ Й ЭЛ ЕКТРОДЛЯ ПЛАВКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Изобретение относится к области специальной электрометаллурпии и предназначено к использованию в гарниссаиных печах, в печах с,керамическим тиглем и водоохлаждаемым ирнсталлизатором для плавки различных металлов, особенво активв 1 ых металлов и сплавов на их основе.Известны две наиболее совершенные консгрукции нерасходуемых электродов, Это электрод фирмы ЬсЫ 1 епцег 1 пс 1 БЬА 1 и электрод ЮеЖп 1 юцзе Е 1 ес 1 пс согр, 1.18 А 2. Оба электрода представлятот собой трубчатые конструкции с медным водоохлаждаемым наконечником. Электрическая дуга обратной полярносги зажигается между расплавляемым металлом и медным наконечником электрода. Отличие этих электродов состоит в том, что в первом электроде,для,ранномерного износа медного наконечника вследствие действия анодного пятна дуги,и увеличения орока его службы весь электрод вращают вокруг его оси. Привод вращения, щеточное устройство дланя коммутации больших токов вплоть до 25,ка и еалыниковое уплотнение для подвода и канализации охлаждающей воды раеположено анаружи печи. Электрод у 1 плотнен в корпусе печи с помощью специального сальнико. вого устройства,Во втором электроде та же цель достигает ся посредством соленоида, питаемого от индивидуального исгочника. Магнитное поле соленоида перемещает электрическую дугу,по торцу медного наконечника, а электрод при этом остается неподвижным. Соленоид размещается в водяной рубашке медного наконечника.Общим недостатком этвтх дВух консгрукций электродов является низкип термический к,п.д. и недостаточная стойкость медных наконечииков.Медный водоохлаждаемый наконечник не может из условий устойчивости дуги работать в качест 1 ве катода, и поэтому его под 1 ключают к плюсу силового источника питаноя. Так как на аноде раесеивается больше энерпип, чем на катоде, то это приводпт к еникению термического к.п,д, всего процесса плавки по еравнению, папример, с вакуумно-дуговой, Ресу 1 рс медных,наконечников по даниным фирмразработчиков,составляет при плавке титаионой губенки всего лишь 40 - 100 час.К другим недостаткам,рассмотренных электродов относятся сложность и низкая надежность токо- и водоподводов к электроду, необходимость неметь дополнительный механизм враицения электрода, дополнительные расходы на обслуживание механизма вращелия, ще.точового устройства, сальниковых водоподводов и,уплотнения электрода; сложность изготовления медных иаконечников с,весьма глубокими выл о 1 нками для охлаждающей воды,ухудшение условий охлаждения наиболее теплонагряжевнойножней части наконечника, так .как там размещен соленоид, препятствующий свободному доступу, воды к товарцу наконечника. Наиболее близким к изобретению по технической,сущности и достигаемому результату являепся нерасходуемый электрод, содержащий водоохлаждаемый корпус, установленные внутрен него водоподво 1 дящие трубки, охватывающие,сердечник с соленоидом, размещенные во внутренней полости медного наконечника 13,Недостапком этого электрода является невысокая надежность его работы.В предложенном чстройстве устраняется этот, недостаток, и,кроме того, достигаются возиоиность быстрой замены отдельных узлов, высокий термический к,п.д. процесса плавки, возможность ведения активных металлургических процессов путем подачи газов или их,смесей в,зону дуги,С этой целью.в полости,по периметру отверстия,в торцовой части установлены плотно прилегающие друг к другу и к поверхности наконечника тугоплавкне стержневые вставки из катодного материала, например, лантанирован,ного вольфрама.Предлагаемый нерасходуемый электрод в разрезе изображен на чертеже. Электрод содержит водоохлаждаемый корпус 1, съемяый сердечник 2, защитный кожух 3 и медные наконечники 4. Корпус 1 электро 1 да,выполнен из,немагнитного материала в виде трех конценпричеоки расположен,ных проб 5, 6 и 7, в зазор между .которыми вода подается для охлаждения теплонапряженных узлов электрода. Съемный,сердечник 2 состоит,из кожуха 8, накояечника 9, соленоида 10 и централыной врубки 11. Сердечник помещается в защитный,кожух 12, что защищает его и соленоид 10 в процессе плавки. В медном наконечнике 4 размещены вставки 13 епециалыной конструкции из тугоплавких катодных материалов (например, лантанировавного или итприравакного вольфрама и т. д.). В процессе работы к электроду,и соленоидуподводится питание от независимых источвиков тока, Расплавление металла в печи ведется па лунге прямой полярности, для чего элек трод подклгочаетоя к минусу силового ис.точника пптапия. Импульсное,питаниеподво.димое к соленоиду, обеспечввает перемещение дуги по поверхности тугоплавких вставок, Работа на дупе лрямой полярности поз воняет уменьшить тепловые потери:в наконечнике элек Прода, за счет чего повышается термический к.п.д.,всего процесса плавки.Наличие зазора между внутренней трубойкорпуса и защилным кожухом и организация 15 горения дупи на поверхности тугоплавкойвставки медного наконечника позволяет подавать газ в зону, дуги для металлургической обработки металла. Устройство манжет работать,в широтном днанадоне изменения давле ний в печи от 150 - 200 мм,рт. ст. до неокольких а пмосфер.Формула изобретения25 Нерасходуемый элвкпрод для плавки металлов и сплавов, содержащий водоохлаждаемый корпус .с медным ваконечником, установленные внутри него водоподводящие трубки, охватывающие сердечник с соленоидом, которые ЗЭ размещены во внутренней пюлости наконечни:ка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышени,я надеиности работы, в указаиной,полоспи по периметру отверстия ,в торцовой части устаБовлены плотно прилегающие друг 35 к друту и к поверхности наконечника тугоплавкие стержневые вставки из катодного материала, например, лантанированного вольфрама,40 Источники информации, принятые во внимание прои экспертизе:11 Ме 1 а 1 з апд Ма 4 ег 1 а 1 я апд Ме 1 а 11 пгрсаКеюесчз 1970 г.12.12 Ьзпе о 1 %ез 11 пЬопэе Епрпеег 1970,45 Лп 1 у.31 Патент США3369067 кл. 13 - 18,1968 г,519876 Вода Составитель А. Андриановаактор В. Левятов Техред А. Камьииникова Корректор А, Абдряхимо аказ 1562/15 Изд,14 ЦНИИПИ Государственно по делам и 113035, Москва, ПодписноеР пография, пр, Сапунов 7 гг5 Тираж 1029 о комитета Совета Министров зобретсний и открьтцйК, Раушская наб., д. 4/5