Установка электрошлакового переплава

) С 22 В 9 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ССР79дресс фо оотки ецэлекоизвоцо цляотлиобретение относится к с таллургии и литейному и и может быть использова ения высококачественных И.з троме ству получ вок.ь изобрети выхоцаубокого егллизации оерной вибрчертеже иукции пред ие ка ния - повыш одного мета рафинирова ливок в усл ционной обр ображена схния провияхаботкиема крист авн Нагаемого рои" нст ств мых Установка раразом. ает следующим два расходуе женных в шла одерж потановка лектрод ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧЯРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт проблем литья А(56) Авторское свидетельствоР 884851, кл, В 22 Э 27/02,Патон Б.Е., Иедовар Б,И. иИсследование механизма виброипульсного воздействи 1 я на процмирования структуры слитка ЭШСпециальная электрометаллургиКиев - И., 1978, М 35, с. 73(54) УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА(57) Изобретение относится к металлургии и литейному произвоцству ижет быть использовано для обраб 2вибрацией отливок при электрошлаковом переплаве. Цель изобретения " повышение качества и выхода годногометалла. Установка содержит кристаллизатор, поццон и устройство для вибрационного воздействия на жидкую металлическую ванну, которое выполнено в виде неэлектропроводной воронки, в днище которой выполнено отверс" тие диаметром 0,03-0,07 диаметра по-: лучаемой отливки, при этом воронка установлена в кристаллизаторе в зоне нахождения шлаковой ванны. Установка позволяет сэкономить металл на 7-83, снизить количество неметаллических включений на 10-15, за счет этого повысить долговечность работы дета/ лей, получит ь ка чест вен ные слиткис минимальным содержанием вредных примесей и однородной структурой металла по всей высоте слитка. 1 ил,ковую зону 2 кристаллизатора 3, Меж"ду расходуемыми электродами 1 и жид-,ким металлом 4 кристаллизующегосяслитка 5 установлена неэлектропроводная воронка б. В днище воронки выполнено отверстие 7, диаметр которого равен 0,03-0,07 диаметра слитка.Нижний электроц 8 прикреплен к валу9 механизма вытяжки слиткаНа расходуемые электроды 1 и нижний электрод 8 подается напряжение от источника 10 питанияВ кристаллизатор с воронкой наводят слой шлака, в который опускают расходуемые электроцы. На последние и нижний электрод кристаллизатора подают напряжение от источника питания, При этом в цепи возникает электрический ток, текущий между дву. мя расходуемыми электродами, который разогревает шлак, что обеспечивает плавление этих электродов. Капли металла стекают по стенке воронки и через отверстие поступают в кристаллизатор, где жидкий металл формируется в слиток. Капля жидкого 15 металла, проходя через отверстие в воронке, резко уменьшает сопротивление на участке между расходуемыми и нижними электродами. В результате на этом участке возрастает электри ческий ток, под действием которого ,расплав в отверстии воронки снима,ется. Происходит разрыв жицкой среды и электрицеской цепи, Это приводитвозникновению ударной волны и виб рации жидкости. Скорость плавления расходуемых электродов и частота вибрации может регулироваться независимо путем изменения тока межцу расходуемыми электродами, а также между верхними и нижними электродами, Под действием ударной волны капля жидкого металл в отверстии деформируется и разбивается. Это приводит к значительному увеличению по 35 верхности взаимодействия между металлом и шлаком, в результате чего достигается более глубокая оцистка металла от вредных примесей. Этому способствует дополнительный нагрев шлака и металла на участке разрыва электрической цепи, где возникает электрицеская дуга и выцеляется знацительное колицество тепла. Глубокое рафинирование металла позволяет по лучить весьма качественный с минимальным количеством неметаллических включений слиток.Кроме того, полуцение слитка высокого качества в установке обеспечивается путем равномерного воздействия вибрации по высоте слитка. Это достигается за счет постоянного расстояния между источником упругих колебаний (отверстие в дне воронки) и фронтом кристаллизации слитка. Это расстояние поддерживается за счет вытяжки слитка из полости кристаллизатора во время кристаллизации металла, Обоснование выбора граничных размеров диаметра отверстий в воронке заключается в следующем.Ток плавления при ЭШП обыцно при. нимают в пределахт = (20-40) в1 озд,где Р с - диаметр слитка,Высота столба шлака составляет0,3 м.При плотности шлака 3,5 х 10 зкг/мэстатицеское давление равноР = 3,5 х 10 з х 9,8 хо,3: 1 хт 104 Н/м 2В предлагаемом устройстве нижний электрод подключен синфазно с одним из верхних электродов. При этом образуется две параллельные цепочки: одна - между верхними электоодами, другая - между верхним и нижним элект родами.Сопротивление первой цепочки равноВ = Рш+ В,.Сопротивление второй цепочкиравно12 1 ц+ 1 о + Вмегде Р 1,1 - сопротивление шлака,"К - сопротивление шлака в отверстииКмв- сопротивление металла.Ввицу большого сопротивления отверстия со шлаком в отсутствие капли металла в отверстии ток в этойцепочке ниже тока межцу верхнимиэлектродами, При попадании каплижидкого металла в отверстие сопротивление двух участков цепи выравнивается (К= В). По двум Цепочкам с равными сопротивлениями течет одинаковой ток.Таким образом, при попадании капли в отверстие по этой цепи течетток, равный по велицине половине тока, необходимого для плавления верхних электродов, т.е.1/2 = (10-20) 0 х 10 А,Находим соотношение Й й ,где й - диаметр отверстия в воронке;0- циаметр слитка.Дпя нижнего предела токаХ = 10 Пх 10 д.10/сл = 003 ф0 ля верхнего предела тока 1 о 20 1)сьх 10 з А Соглас но при веценному расч ет у впредлагаемом ус 1 ройстве соотношенией /Вс необходимо поддерживать впределах 0,03 с й/О с 0,07./2=310 З А,-г1,010 м чае д/В= 1,0 В этом сл ,3 ф 0,033 2, Цля ве = 12 кА. его предела тока печи Эти прецелы привецены в Формуле изобретения устройства цля обработки жицкого металла.Пример расчета й лля устройства на базе печи Ус диаметром кристаллизатора 0 = 300 мм, ток печи 1 = 6 - 12 кА.Опрецеление диаметра отверстия (Й) в воронке.1. Для нижнего предела тока печи 1 = 6 кА.г лгЦ 1 /и с 1 = Р/0,3 = 0,07. Слецоват ельно,новки для данной уста" 10 0,033 1,/в,0,07,что лежит в пределах йа = (0,03О,О 7) О.Установка позволяет получить каче ственные слитки с минимальным содержанием вредных примесей и однороцнойструктурой металла по всей высотеслитка.1Зкономич вский эФФект изобр ет ениядостигается за счет снижения неметаллических включений на 10-153, экономии металла на 7-84, а также долговечности работы деталей.25Фор мула и зобр ет ения Установка электрошлакового переплава, содержащая кристаллизатор,ЗО .поддон и устройство для вибрационного возцействия на жицкую металлическую ванну, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения качестваи выхоца годного металла, устройстводля вибрационного возаействия выполнено в вице неэлектропровоцной воронки,в днище которой выполнено отверстиедиаметром 0,03-0,7 диаметра получае"мой отливки, при этом воронка уста 40 новлена в кристаллизаторе в зоне нахождения шлаковой ванны,/Составитель Н,ВласовРедактор И.Петрова Техре А.Кравчук Корректор Л.Пилипенк Производственно-издательский комбинат "Патент 1, г Ужгород, ул, Гагарина, 10 Заказ 406 Тираж ВИИИПИ Государственного комите 113035, Москвао изоб35, Ра Под лис ное тениям и открытия ская наб., д. 4/5 лри ГКНТ СССР 1