СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА КОМПАКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2000 года по МПК C22B9/18 

Описание патента на изобретение RU2152447C1

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, точнее к электрошлаковому литью, и может быть использовано для получения деталей из компактных отходов меди и (или) ее сплавов.

Известен способ электрошлакового переплава компактных материалов, по которому производят электрошлаковый переплав расходуемого электрода и расплав формируют в кристаллизатор [1].

Недостатком известного технического решения является низкое качество слитка, получаемого электрошлаковым переплавом компактных отходов меди и ее сплавов.

Наиболее близким аналогом является способ электрошлакового переплава компактных материалов, по которому изготавливают из отходов производства заготовки, получают из них расходуемые электроды, вводят флюс, плавят расходуемый электрод и формируют слиток [2].

Недостатком известного способа является низкое качество слитка, получаемого электрошлаковым переплавом компактных отходов меди и/или ее сплавов.

Техническая задача изобретения - повышение качества слитка, получаемого электрошлаковым переплавом компактных отходов меди и/или ее сплавов.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что берут расходуемый одинарный или расщепленный электрод, изготовленный из компактных отходов меди и/или ее сплавов, и электрошлаковым переплавом формируют слиток в кристаллизатор. Расходуемый электрод изготавливают из компактных отходов, получаемых при изготовлении деталей и (или) из вышедших из строя деталей оборудования. Электроды или заготовки для изготовления электродов подвергают термической обработке - выдержке при температуре 300-600oC в течение 0,5-4,0 часов. Для облегчения возбуждения процесса электрошлакового переплава используют пакеты из стружки меди и (или) ее сплавов высотой 60-150 мм. Для ведения процесса электрошлакового переплава используют флюс, содержащий 10-30% CaF2, AlF3•nNaF - остальное или 10-30% NaCl, 20-45% AlF3•nNaF, CaF2 - остальное.

Известно, что электрошлаковый переплав резко повышает качество литого металла (повышаются механические характеристики, уменьшается количество вредных примесей, неметаллических включений и т.д.), поэтому часто для получения качественной заготовки используют двухстадийный процесс: изготавливают обычным литьем расходуемые электроды, которые затем переплавляют электрошлаковым способом для получения качественной отливки. В настоящее время компактные отходы (обрезки заготовок, проката, поковок, вышедшие из строя детали оборудования) перерабатывают также по указанному выше двухстадийному процессу. Попытки использовать стандартную технологию для электрошлакового переплава компактных отходов приводят к нестабильности процесса переплава и снижению качества отливки. Это связано с тем, что часто отходы производства (различные обрезки плит и др.) имеют малую площадь поперечного сечения и достаточно большую длину, поэтому для ведения процесса плавки их набирают в пакеты, т.е. готовят расщепленный электрод. Оборудование, вышедшее из строя и предназначенное для изготовления расходуемых электродов, часто в процессе эксплуатации наклепывается, т.е. имеет напряженное состояние. В процессе переплава электроды нагреваются в нижней части теплом шлаковой ванны и отходящими газами, что приводит к деформации такого электрода по его длине и замыканию на боковые стенки кристаллизатора, что нарушает стабильность процесса электрошлакового переплава и снижает качество слитка. Для предотвращения этого электроды или заготовки электродов подвергают термической обработке, которая снимает остаточные напряжения. Детали оборудования, предназначенные для электрошлакового переплава, часто имеют отверстия, пазы и другие неровности поверхности, где может скапливаться влага, а также остатки смазки, которая использовалась для данного оборудования. Загрязнения на электродах ухудшают качество слитка. Для выжигания смазки, удаления влаги и снижения уровня остаточных напряжений электроды или заготовки электродов прокаливают при температуре 300-600oC в течение 0,5-4,0 часов. Нижний уровень температуры и малое время рекомендуется для удаления влаги и небольшом уровне остаточных напряжений, верхний уровень температуры и более длительное время необходимо для выжигания большого количества густой смазки из глубоких отверстий и для снятия высокого уровня остаточных напряжений.

Для облегчения возбуждения электрошлакового процесса используют пакеты из стружки меди и (или) ее сплавов высотой 60-150 мм. Указанные размеры обеспечивают быстрое возбуждение электрошлакового процесса и расплавление всего пакета стружки.

Наиболее высокое качество слитка обеспечивается при использовании в электрошлаковом переплаве флюса состава: 10-30% CaF2, AlF3•nNaF - остальное или состава: 10-30% NaCl, 20-45% AlF3•nNaF, CaF2 - остальное.

Пример реализации способа. Для изготовления расходуемых электродов используют вышедшие из строя плиты кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок. Материал плит - медь M1. Плиты режутся на бруски сечением 90 х 90 мм, длина не регламентируется (на всю высоту кристаллизатора). Плиты имеют технологические отверстия для охлаждения кристаллизатора, а также имеются места, где наносилась смазка. Порезанные заготовки прокаливают при 500oC в течение 1 часа. После прокалки заготовки сваривают между собой для получения заданной длины расходуемого электрода. Режимы сварки обычные для меди. На тележку с поддоном устанавливают неподвижный водоохлаждаемый кристаллизатор в виде усеченного конуса. Диаметр нижнего основания - 210 мм, диаметр верхнего основания - 200 мм, высота 1200 мм. На середину поддона устанавливается пакет из прокаленной медной стружки (марки M1) диаметром 100 мм и высотой 90 мм. С помощью крана расходуемый электрод вводится в кристаллизатор до контакта с пакетом стружки и засыпают флюс состава: 20% CaF2, 80% AlF3•nNaF. Далее процесс электрошлакового переплава осуществляют по стандартной технологии: подают напряжение и осуществляют переплавление расходуемого электрода. Электрошлаковый переплав осуществляют на установке ЭШП-2,5 ВГ-И1. После окончания формирования слитка и его полного охлаждения слиток удаляют из кристаллизатора и, как правило, без последующей термической обработки направляют на механическую обработку для изготовления деталей металлургического производства, например, рыльной части фурм доменных печей.

Технико-экономическое преимущество заявленного технического решения заключается в возможности утилизации компактных отходов меди и/или ее сплавов с минимальными затратами, при этом исключается ряд пределов и обеспечивается требуемое качество слитка.

Источники информации
1. Медовар Б.И., Латаш Ю.В. Электрошлаковый переплав. Киев: Наукова думка, 1965, с. 19-21.

2. Патент РФ 2063455 C1, C 22 B 9/18, 10.07.1996.

Похожие патенты RU2152447C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА 1999
  • Ильин Ю.А.
  • Ветер В.В.
  • Белкин Г.А.
  • Чвилев Н.С.
  • Крулевецкий С.А.
  • Бурков Ю.В.
  • Андросов Н.В.
RU2171854C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ НА МЕДНОЙ ОСНОВЕ 2021
  • Шильников Евгений Владимирович
  • Кабанов Илья Викторович
  • Шильников Александр Евгеньевич
  • Ильинский Алексей Игоревич
  • Муруев Станислав Владимирович
  • Троянов Борис Владимирович
RU2770807C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ ИЗ МЕДИ ИЛИ ЕЕ СПЛАВОВ 2004
  • Воробьев Н.И.
  • Лившиц Д.А.
  • Подкорытов А.Л.
  • Антонов В.И.
  • Шабуров Д.В.
  • Абарин В.И.
  • Шалышкин М.Ю.
  • Закиров Р.А.
  • Осипов В.В.
  • Денисов А.В.
  • Корытько Н.Г.
RU2247162C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ПОЛЫХ СЛИТКОВ ТИТАН- И БОРСОДЕРЖАЩИХ МАРОК СТАЛИ МЕТОДОМ ЭШП 2009
  • Павлова Наталья Петровна
  • Демидов Владимир Александрович
  • Половинкин Валерий Николаевич
RU2423536C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВАЛЬЦА 1993
  • Дроздов В.С.
  • Павлюк Ю.И.
  • Волков А.Е.
  • Миронов В.М.
  • Соломко В.П.
  • Волкова А.И.
  • Исаханов Э.С.
RU2032754C1
РАСХОДУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА 1995
  • Богданов С.В.
  • Буцкий Е.В.
  • Кубиков В.П.
  • Жавыркин А.В.
  • Кузнецов Г.Н.
RU2086688C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО СЛИТКА 2022
  • Шильников Евгений Владимирович
  • Кабанов Илья Викторович
  • Шильников Александр Евгеньевич
  • Ильинский Алексей Игоревич
  • Троянов Борис Владимирович
  • Абашкина Екатерина Николаевна
  • Муруев Станислав Владимирович
RU2792018C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ 2005
  • Пичушкин Олег Алексеевич
  • Золотилин Владимир Александрович
  • Ранич Наталья Сергеевна
  • Инешин Геннадий Михайлович
RU2302473C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛИТКОВ ИЗ НЕКОМПАКТНЫХ СТАЛЬНЫХ ОТХОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ БЛОКОВ СТАЛЬНЫХ РАСХОДУЕМЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА 1999
  • Брюнеткин Н.С.
  • Гончаров А.Е.
  • Гришечкин А.И.
  • Новиков В.Ф.
  • Спивак М.Х.
  • Федотов О.Г.
RU2148665C1
СПОСОБ ПЛАВКИ ВЫСОКОРЕАКЦИОННЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ НА ИХ ОСНОВЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2012
  • Волков Анатолий Евгеньевич
RU2612867C2

Реферат патента 2000 года СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА КОМПАКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, в частности к электрошлаковому литью, и может быть использовано для получения деталей. Способ включает изготовление из отходов производства заготовок, получение из них расходуемых электродов, ввод флюса, плавление расходуемого электрода и формирования слитка. В качестве отходов производства используют компактные отходы меди и/или ее сплавов. Расходуемые электроды или заготовки для изготовления расходуемого электрода дополнительно подвергают термической обработке - выдержке при температуре 300-600°С в течение 0,5-4,0 ч. Способ позволяет повысить качество слитка, а также изготавливать детали для металлургического производства, например рыльные части фурм доменных печей. 7 з.п.ф-лы.

Формула изобретения RU 2 152 447 C1

1. Способ электрошлакового переплава компактных материалов, включающий изготовление из отходов производства заготовок, получение из них расходуемых электродов, ввод флюса, плавление расходуемого электрода и формирование слитка, отличающийся тем, что в качестве отходов производства используют компактные отходы меди и/или ее сплавов, а расходуемые электроды или заготовки для изготовления расходуемого электрода дополнительно подвергают термической обработке. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для процесса электрошлакового переплава используют одинарный электрод. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для процесса электрошлакового переплава используют расщепленный электрод. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве компактных отходов меди и/или ее сплавов используют отходы, получаемые при изготовлении деталей и/или вышедших из строя деталей оборудования. 5. Способ по любому из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что расходуемые электроды или заготовки для изготовления расходуемого электрода подвергают термической обработке - выдержке при температуре 300 - 600oC в течение 0,5 - 4,0 ч. 6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что для возбуждения процесса электрошлакового переплава используют пакеты из стружки меди и/или ее сплавов высотой 60 - 150 мм. 7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что для электрошлакового переплава используют флюс, содержащий, мас.%:
CaF2 - 10 - 30
AlF3•nNaF - Остальное
8. Способ по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что для электрошлакового переплава используют флюс, содержащий, мас.%:
NaCl - 10 - 30
AlF3•nNaF - 20 - 45
CaF2 - Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2152447C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНОГО СЛИТКА 1990
  • Сулацков В.И.
  • Власов Л.А.
  • Поздеев В.Д.
  • Бушуев В.Ф.
RU2063455C1
МЕДОВАР Б.И
и др
Электрошлаковая технология за рубежом
- Киев, Наукова Думка, 1982, с.180 - 184
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ ИЗ СТРУЖКИ 1991
  • Дудко Д.А.
  • Компан Я.Ю.
  • Сафонников А.Н.
  • Родионов Б.В.
  • Пширков В.Ф.
  • Световидов А.П.
RU2013457C1
RU 2058407 С1, 20.04.1996
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА ИЗ КУСКОВЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТХОДОВ 1997
  • Пушкин И.Л.
  • Бондаренко В.Г.
  • Надежин А.М.
  • Пушкин Д.И.
  • Церковский Б.Г.
  • Бережной Д.В.
RU2114925C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МОНТАЖА ВНУТРИРЕАКТОРНЫХ ТЕРМОДАТЧИКОВ 2014
  • Георгиевский Валерий Николаевич
  • Зайцев Павел Александрович
  • Приймак Степан Владимирович
  • Усачев Владимир Борисович
  • Фоменко Владимир Валентинович
RU2565249C1
Торфодобывающая машина с вращающимся измельчающим орудием 1922
  • Рогов И.А.
SU87A1

RU 2 152 447 C1

Авторы

Ильин Ю.А.

Ветер В.В.

Белкин Г.А.

Андросов Н.В.

Чвилев Н.С.

Бурков Ю.В.

Крулевецкий С.А.

Даты

2000-07-10Публикация

1999-08-04Подача