Способ получения слитков и отливок электрошлаковым переплавом

(19 5 С 22 В 9 1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) БРЕТЕНИ ОПИСАНИЕ ИЗК ПАТЕНТУ видетельс 22 О 23/ идр, Эле 70 196 тво СССР7, 1963.трошлаковый пе98, СЛИТКОВ И ОТ ВЫМ ПЕРЕПЛА ЛУЧЕНИ ОШЛАК(57) Испол ьзова отливок электр СуЩность изобр сталлизаторе пе расходуемый эл но осевое отве трубчатый плавя ектродрстиещийс Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при получении слитков и отливок неограниченных размеров электрошлаковым переплавом,Цель изобретения - повышение качества металла.На фиг.1 представлена схема осуществления способа; на фиг.2 - разрез А - А на фиг,1,В кристаллизатор 1, внутренняя часть которого еыполнена по форме и размерам требуемых слитков или отливок, устанавливают,неподвижно электрод 2, имеющий также форму слитка или отливки, но с размерами. Обеспечивающими необходимый зазор между поверхностью электрода 2 и кристаллизатором 1,В электроде 2 по вертикальной оси предусмотрено отверстие 3, в которое устанав(21) 4932227/02(54) СПОСОБ ПОЛИВОК ЭЛЕКТР ие: получение слитков или ошлаковым переплавом, тения: в неподвижном криреплавляют неподвижный, в котором выполнеи установлен в немя элемент. Через осевое отверстие в электроде в процессе переплава подают присэдочный материал в виде проволоки или жидкого металла в количест- ВЕ НЕ бОЛЕЕ 0,7 бпл., ГДЕ (Зпл. ПРОИЗВОДИ- тельность плавки, т/ч, К проволокам может быть подведен электрический ток величиной, необходимой для нагрева их до температуры, обеспечивающей сплавление с жидким металлом. Через осевую полость электрода вводят проволочные холодильники в количестве не более 0,4 Опл, со скоростью подачи не более 0,2 Ь + 0,07 Ой, где б - диаметр холодильника, см, О - диаметр слитка, см: Ь - глубина шлаковой ванны. см, Трубчатый элемент или его внутренняя поверхность выполнены из неэлектропроводного плавящегося материала, например шлакообразующего материала. 3 з,п, ф-лы, 2 ил. ливают плавящийся трубчатый элемент 4, электрически изолированный от электрода 2. После заливки шлака в кристаллизатор 1 через шлаковый канал 5 и начала плавления электрода 2 через трубчатый элемент 4 в шлаковую ванну подают присэдочный материал, например, в виде стальных проволок б или жидкого металла, К стальным проволокам 6 через токоподводящие мундштуки 7 подается ток величиной, обеспечивающей их нагрев как в промежутке между мундштуком и ванной, так и в шлаковой ванне до требуемой темп ратуры, например, до температуры солиДуса материала проволок, Скорость подачи проволок или истечения жидкого металла устанавливают в зависимости от заданной производительности плавки. Повышение качества слитков или1 О отливок, имеющих крупные поперечные сечения, достигается путем подачи в центральную часть жидкой металлической Ванны "холодньо(" проволок через трубки 8, Отбор тепла из центральной части жидкой ванны холодными проволоками уменьшает глубину металлической ванны и улучшает процесс кристаллизации металла,Тепловой баланс плавки можно изменять за счет дозирования электроэнергии, подаваемой к стальнь м проволокам, поступаюшим через трубчатый элемент 3, а такхе за счет скорости подачи проволок - холодильников, их диаметра и количества, Г 1 ри этом в зависимости От тОебовании можно осуществлять отбор тепла из центральной части Ванны с полным расплавлением присадочного материала или (астичным вплавлением в хидкуо металлическую ванну нерасплавленных проволок.По мере сокращения в процессе переплава расстояния между токоподводяьцим мундштуком 7 и шлаковсй ванной происходит уменьшение электрического сопротивления и соответственно увеличение тока, Для поддержания постоянных значений электрической мощности необходимо по мере увеличения гока соответственно снихать на и ряже н ие.Количество присадочного материала в виде проволок или жидкого металла. подаваемого через центральное отверстие направляощего канала, должно быть не более 0,7 бпл, ГД 8 Ьпл ОбщаЯ пРОиэВОДительность элетрошлаковой плавки, т/ч,Условие при котором количество вводимого материала больше 0,7 от общей производительности плавки соо гвегствует повьпденным зазорам мех,цу электродом и кристаллизатором или Относйтельно большому диаметру осевого Отверстия в электроде. В первом случае возниают предпосылки к Обраэовани 10 пов 8 рхностны)( Дефектов в слитке или отливке.В обоих случаях снижается экономическая целесообразность вьгполнения плавки указанным способом,Тепловая мощность, Выделяемая в проВолОк 8, подаваемой в жид(ую Ванну под на" пряжением, в основном выделяется на участке между токоподводящим мундштуком и шлаковой ванной, Обеспечивая тем самьм минимальное тепловложение в металлическую ванну, Поэтому с целью исклочения прохождения тока через трубчатый элемент при соприкосновении с ним проволок, находящихся под напряжением, сам элемент или его внутренняя поверхность должны быть неэлектропроводны, Например пОкрыты шлакоооразующей Обмазкой,20 25 30 35 40 45 50 5 ц При этом направляющий канал не долженухудшать свойств шлаковой ванны и металла при своем расплавлении,Количество металла холодильников,вводимых в хидкую ванну, должно быть небол 88 0,4 Опл, где: Опл общая производительность плавки т/ч.В случае если,оличество холодильников будет больше 0,4 от производительности плавки, то возникнет опасностьзашлакования меаллической ванны и несплавления холодильников с хидким металлом. С целью исключения неоплавленияхолодильников с металлической ванной скорость подачи проволочных холодильниковдолжна быть не болеесм/с,0,2 11 +0,07 0где б - диаметр провоЛочных холодильни 3ков, см; 0 - диаметр слитка в см; и - глубинашлаковой ванны, см,Ф.1Указанный способ поэволяЮТ получатьлюбые по размерам высококачественныеслитки и отливки, в частности производитьпереплав отработанных валков прокатныхстанов с получением литых заготовок валковс минимальными припусками.Способ обладает высокой экологической чистотой, благодаря воэможности полной изоляции плавильного пространства отвоздушной средььСпособ реализуется следующим образом.Электрод, в данном случае отработан 1ный валок длиной 3 м, диаметром бочки 920мм и шеек 460 мм, имеющий по центральнойоси отверстия диаметром 80 мм, с предварительно приваренным удлинителем 9, устанавливают неподвижно и закрепляют втокоподводящих частях 10 установки электрошлакового переплава, В отверстие электрода - валка помещают изолировано о 1"электрода трубчатый элемент и также за-крепляют неподвижно в зажимах 11 установки. В центральное отверстиенаправляющего канала 3 через токоподводящие мундштуки 7 заправляют четырестальных проволоки диаметром 6 мм. Одиннадцать стальных проволок - холодильников диаметром по б мм заправляются втрубчать е каналы 8, изолированнье 6 т электрода и трубчатого элемента 4,.Устанавливают элементы кристаллизатора, состоящие из двух половин с разьемомпо вертикальной оси, имеющие диаметрвнутренних поверхностей: бочки - 1080 мм,шеек - 580 мм. Возможно использованиенеразъемных цилиндрических элементовкристаллизатора. В этом случае вначале становятся в последовательности элементы 12,13, 14, 15, Элементы 16 и 17 насаживаютсяна электрод 2 и устанавливается вместе с ним.Скорость переплава принимается - 0,6 м/ч. Процесс плавления начинают заливкой шлака через отверстие 5 в кристаллизаторе и подачей напряжения на электрод 2, После снижения тока со стартовых значений до уровня нормального плавления электрода подают в проволоки через трубчатый элемент 4. Скорость подачи пооволок при плавлении шейки валка - 550 м/ч, напряжение 85 В. Это обеспечивает тепловой баланс необходимый для само- плавления проволок.После стабилизации электрических параметров процесса переплава включается подача 2-проволочных холодильников диаметром 6 мм со скоростью 270 м/ч.К концу плавления шейки напряжение на проволоках 6 снижают до 73 В, При подходе металлической ванны к большему диаметру кристаллизатора для поддержания необходимой глубины шлаковой ванны производится долив шлака, По мере возрастания тока на электроде, означающего начало плавления бочки, увеличивают количество подаваемых проволок до 4-х и повышают скорость их подачи до 611 м/ч, а напряжение на токоподводящих мундштуках поднимается до 76 В. Количество проволочных холодильников увеличивается до 11. К концу плавления бочки напряжение снижается до 62 В. При подходе металлической ванны к верхней части кристаллизатора с меньшим диаметром скорость подачи проволок через центральный канал снижается до 550 м/час, а количество проволок - холодильников до 2-х. Напряжение устанавливают на проволоках 58 В и постепенно снижают к концу плавки до 43 В. При этом избытки шлака сливают через верхний шлаковый канал 5. После окончания переплаваи снятия кристаллизаторов выплавленнуюзаготовку валка передают на термообработ-,ку,5 Формула изобретения1. Способ получения слитков или отливок электрошлаковым переплавом, включающий переплав неподвижногорасходуемого электрода в стационарном10 кристаллизаторе, конфигурация которогосоответствует конфигурации.электрода, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, с цельюповышения качества металла, переплавляют расходуемый электрод с осевой поло 15 стью, в которой размещен плавящийсятрубчатый элемент, через который подают вшлаковую ванну присадочный материал ввиде проволок или жидкого металла в количестве не более 0,7 Спл, Где Опл - проиэво20 дительность плавки, т/ч.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что к проволокам, подаваемым черезтрубчатый элемент в электроде, подводятэлектрический ток величиной, необходимой25 для нагрева их до температуры, обеспечивающей их сплавление с жидким металломслитка.3, Способ поп.1,отличающийсятем, что через осевую полость электрода30 вводят проволочные холодильники в количестве не более 0.4 0 со скоростью подачи0,2 Ь+0,07 0не болеесм/с, где 0 - диабметр холодильника, см; 0 - диаметр слитка,35 см; Ь - глубина шлаковой ванны, см,4, Способ по п.1, отл и ч а ю щи йс ятем, что в случае подачи проволок под напряжением трубчатый элемент или его внутренняя поверхность выполнены из40 неэлектропроводного плавящегося материала, 18364641836464 Составитель Т. МорозоваРедактор Е, Полионова Техред М,Ыоргентал Корректор ,Л. Ливри оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 3010 Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035, МоскваПодписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС35, Раушская наб., 4/5