Способ переплава расходуемой заготовки
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВЙ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ К ает. СВИд-Ву(22) Заявлено 051079 (21) 2825804/22-02с присоединением заявки йо(53)М. Кл. С 21 С 5/56 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 23,1081(54) СПОСОБ ПЕРЕПЛАВА РАСХОДУЕМОЙ ЗАГОТОВКИ Изобретение относится к области специальной электрометаллургии и может быть использовано чля производства высококачественных слитков из алюминиевых сплавов, титана и сплавов с широким интервалом кристаллизации.В современной электрометаллургии широкое применение для выплавки,высококачественных металлов и сплавов получила индукционная плавка,в открытых и вакуумных печах ЫОднако серьезным недостатком этого метода плавки является наличие контакта жидкого металла со стенкой 15 тигля.из огнеупорного материала, который приводит к загрязнению металла вредными примесями.Кроме того формирование слитка происходит в изложнице, что приводит 20 к развитию осевой пористости и образованию усадочной раковины в слитке и значительно снижает качество и выход годного металла.Известен также метод индукционной 25 плавки в секционном охлаждаемом тигле, заключающийся в том, .что вместо тигля из огнеупорного материала используются охлаждаемый тигель иэ меди, выполненный из отдельных сек ций, что делает его прозрачным для электромагнитного поля, создаваемого индуктором 2.Нри индукционной плавке в секционном охлаждаемом тигле нет контакта жидкого металла с огнеупорными мате- . риалами. Поэтому выплавленный металл менее загрязнен. Однако для получения слитков. жидкий металл сливают в изложницы. Полученные таким образом слитки имеют все недостатки, характерные для обычных методов литья.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффЕкту кизобретению является способ переплава расходуемой заготовки, включающей наведение и,нагрев ванны жидкого металла в электромагнитном поле индуктора и формирование слитка в сек- ционном охлаждаемом кристаллизаторе. Этот метод индукционного перепла.ва не требует разливки металла в изложницы и позволяет выплавлять слитки с хорошим качеством поверхности, исключить образование трещин в слитке, а также предотвращает образование усадочной раковины в головной части слитка. Все это позволяет повысить технико-экономические показатели индукционного переплава и увеличить выход годного металла 3,Однако как показал опыт индукционного переплава расходуемых металлических заготовок, недостатком указанного метода является сравнительно низкое использование энергии электро 1 магнитного поля, создаваемого индуктором, который размещен снаружи секционного кристаллизатора.В процессе переплава нижний конец расходуемой металлической заготовки вводят в верхнюю область электромагнитного поля интуктора, а нижняя об-ласть поля индуктора обеспечивает обогрев металлической ванны. При этом: расходуемая заготовка не касается ванны жидкого металла и поэтому в заготовке иванне раздельно происходит выделение тепловой. энергии. Значительная доля тепловой энергиИ, которая выделяется в заготовке и ванне 20 теряется излучением и за счет конвекции,. поскольку общая излучашщая поверхность заготовки и ванны большая.Цель изобретения - интенсификация плавления расходуемой заготовки,управление перегревом ванны жидкого металла и повышение качества металла.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем наведение и нагрев ванны жидкого металла в электромагнитном поле индуктора и формирование слитка в секционном охлаждаемом кристаллизаторе, что плавление расходуемой металлической заготовки осуществляют путем погружения ее нйжнего конца в металлическую ванну на глубину 0,1-2,0 диаметра заготовки и ло мере ее плавления перемещают по направлению к ванне жидкого металла, при этом 40 скорость перемещения устанавливаютиз соотношения:"Зси. - павам- Дспгде Че - скорость перемещения расхбдуемой заготовки, мм/мин,Ч " линейная скорость плавления заготовки, мм/мин,Ч ц " линейная скорость наплавления слитка, мм/мин. , рСущностЬ способа переплава расходуемой заготовки заключается в следующем.Секционный охлаждаемый кристаллизатор закрывают снизу охлаждаемым поддоном и устанавливают индуктор, размещенный снаружи кристаллизатора в нижнем крайнем положении. Расходуемую металлическую заготовку заводят в кристаллизатор и устанавливают таким образом, чтобы нижний торец рас ходуемой заготовки находится в плос". кости нижнего витка индуктора,.От высокочастотного источника электрического тока подают питание на индуктор и начинают нагревать рас- / ходуемую заготовку. После прогревазаготовки она начинает плавиться ижидкий металл поступает на поддон,где формируется ванна жидкого металла. В образовавшуюся металлическуюванну погружают нижний конец расходуемой заготовки на глубину 0,1-2,01 диаметра заготовки и включают приводперемещения индуктора. Погруженныйв металлическую ванну конец расходуемой заготовки плавится за счет тепла, выделяемого в нем при взаимодействии с электромагнитным полем индуктора и теплопередачи от ванныжидкого металла.Но мере оплавления расходуемойзаготовки ее подают в направленииванны жидкого металла, при этом скорость подачи заготовки устанавливают .равной ЧУ - Уза. цл,заг. лСкорость наплавлейия слитка соответствует скорости движения индуктора относительно кристаллизатора.После полного расплавления расходуемой заготовки перемещения индуктора останавливают и постепенно уменьшая подводимую к индуктору мощностьдобиваются выведение усадочной раковины.П р и м е р, Опробован способ переплава расходуемой металлическойзаготовки йа установке с секционнымкристаллизатором Ф 200 мм.установка пйтается от двух машинных высокочастотных генераторов мощностью 100 кВт. Частота тока, питающего индуктор установки, составляет8000 Гц.В качестве расходуемых заготовокв опытных плавках использовали цилиндрические слитки диаметром 130180 мм и длиной до 1000 мм из силумина, содержащего 40 кремния. Выбор силумина для опытных плавок обусловлен тем, что этот материал имеетвысокую электропроводность.И другой фактор, который учитывался при вЫборе материала для переплава - его теплопроводность, Теплопроводность силумина также высока.Опытные плавки проводили следующим образом,Секционный кристаллизатор закрывали водоохлаждаемым медным поддономи через открытую верхнюю горловинув кристаллизатор помещали расходуемую заготовку. Заготовку закреплялина штоке на расстоянии 20-50 мм отподдона. Индуктор устанавливали вкрайнее нижнее положение. При этомрасстояние от индуктора до поддонане превышало 30 мм.На индуктор подавали питание отвысокочастотных генераторов и начинали плавку; Суммарная мощность наиндукторе составляла 150 кВт. Времяот момента включения питания на индуктор до полного сформирования ванны жидкого металла составляло от17 до 25 мин, После этого включали подачу расходуемой заготовки и погружали ее нижний конец в ванну.Глубина погружения заготовки в ванну, в зависимости от диаметра расходуемой заготовки, в опытных плавках составляла от 30 мм до 150 мм. Установлено, что с увеличением глубины погружения заготовки, скорость плавления ее возрастает и в то же время температура перегрева металла снижается. Благодаря .этому можно получать мелкозернистую структугу слитка при больших скоростях переплава.Замеры температуры по ходу плавки при неизменной электрической мощности на индуктор показали, что при 15 погружении расходуемой заготовки 4 140 мм на глубину 30 мм температура перегрева металла в ванне,составля, ет 95-105 ОС. При погрУжении этой же заготовки в металлическую ванну на 20 глубину 130-150 мм температура перегрева жидкого металла снижается и сос. тавляет всего 40-50 С.,Если диаметр расходуемых заготовок меньше, то для получения такого 2 же перегрева глубина погружения их в ванну больше. Однако погружение заготовки нерасплавившихся твердых кусков металла может привести к дефектам кристаллизации металла. Поэтому глубину погружения заготовки в ванну целесообразно ограничить двумя диаметрами заготовки.1После сформирования ванны жидкого металла и погружения расходуемой заготовки в ванну на заданную глубину включается привод перемещения индуктора и производится плавное последовательное наплавление слитка,На опытных плавках достигнута линейная скорость наплавления слитка 40 20-25 мм/мин. В то же время припереплаве без погружения расходуемой заготовки в ванну жидкого металла,максимальная скорость наплавления слитка не превышала 15 мм/мин при той же 45 электрической мощности на индукторе.По мере оплавления расходуемой заготовки ее перемещали в направлении ванны жидкого металла с тем, чтобы поддержать неизменной на про тяжении плавки глубину погружения заготовки в ванну. При этом скорость подачи заготовки устанавливали изсоотношения Ч аа.= Чпл.заг. ЧсвТак при наплавлении слитка со скоростью 20 мм/мин линейная скорость плавления заготовки Ф 150 мм составляла27 мм/мин. Тогда Ч= 27-20 мм/мин=7 мм/мин, т.е. скорость подачи расходуемой заготовки составила 7 мм/мин.ЮОВ конце плавки, после расплавления расходуемой заготовки производили плавное снижение электрической мощности со 150 кВт до 60 кВт, за счет чего достигалось выведение усадочной раковины в головной части слитка,а затем электропитание индуктора отключалось полностью.Поддон отсоединяли от кристаллизатора и слиток извлекали из кристаллизатора.Полученные слитки имеют мелкозер,.нистую структуру и металл слитковменее загрязнен неметаллическими вклю"чениями.По результатам опытных плавокустановлены преимущества способа переплава расходуемой заготовки.Скорость плавки при неизменноймощности возрастает в среднем в 1,3"1,6 раза за счет улучшения теплопере,-:дачи к расходуемой заготовке. Изменяя.глубину погружения заготовки в ванну,можно сравнительно просто регулиро".вать температуру перегрева жидкогометалла, а,следовательно, управлятькристаллизацией металла, кроме того,уменьшается общая поверхность жидкого металла, контактирующая с возду,хом, эа счет чего возрастает рафинирующая способность переплава, Удельный расход электроэнергии снижаетсяв среднем на 12-19.,формула изобретенияСпособ переплава расходуемой заготовки, включающий наведение и нагрев вачны жидкого металла в электромагнитном поле индуктора и Формирование слитка в секционном охлаждаемом кристаллизаторе, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью интенсификации плавления расходуемой металлической заготовки, управления перегревом ванны жидкого металла и повышения качества металла, плавление расходуемой металлической заготовки осуществляют путем погружения ее нижнего конца в металлическую ванну на глубину 0,1-2,0 диаметра заготовки и по мере ее плавления перемещают по направлению к ванне жидкого металла, при этом скорость перемещения устанавливают иэ соотношения Чмг. Чпл. Ъат, Ч сл.где Ч д - скорость перемещения расходуемой заготовки,мм/минЧлл.вбг линейная скорость плавления расходуемой заготовки, мм/минЧ - линейная скорость наплавления слитка, мм/мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Линачевский Б.В. Вакуумная индукционная плавка, М., ПМеталлургия",1975, с.145-158.2. Петров Ю.Е. и Ратников Д.Г.Холодные тигли. М., фМеталлургия",1972, с.80-91.3, йвторское свидетельство СССРР 2736658/02, кл. С 21 С 5/56, 1979,
СмотретьЗаявка
2825804, 05.10.1979
ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОСВАРКИ ИМ. Е. О. ПАТОНА АН УССР
ЛАТАШ ЮРИЙ ВАДИМОВИЧ, ШЕЙКО ИВАН ВАСИЛЬЕВИЧ, ГРИГОРЕНКО ГЕОРГИЙ МИХАЙЛОВИЧ, ЯВОРСКИЙ ЮРИЙ ДЕНИСОВИЧ, КОЧЕТОВ АНАТОЛИЙ АНДРЕЕВИЧ, БАГЛАЙ ВИТАЛИЙ МИХАЙЛОВИЧ, ВЫСОЦКИЙ ГЕННАДИЙ АНДРЕЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: C21C 5/56
Метки: заготовки, переплава, расходуемой
Опубликовано: 23.10.1981
Код ссылки
<a href="https://patents.su/3-874759-sposob-pereplava-raskhoduemojj-zagotovki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ переплава расходуемой заготовки</a>
Предыдущий патент: Клапан горячего дутья доменных воздухонагревателей
Следующий патент: Способ охлаждения проката
Случайный патент: Энергетическая установка