СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ СЛИТКОВ ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ ПЕРЕПЛАВОМ Российский патент 2004 года по МПК C22B9/18 

Описание патента на изобретение RU2242526C2

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению многослойных слитков методом электрошлакового переплава (ЭШП).

Известен способ получения слоистого материала в процессе электрошлаковой плавки, при котором во время переплава расходуемого электрода через определенный промежуток времени в ванну давали некоторое количество FeS, без отключения тока (1).

Недостатком данного способа является то, что в процессе образования слоистой структуры не происходит формирования четкой границы между слоями, так как без отключения тока в ванну расплавленного металла поступает не только FeS, но и капли металла расходуемого электрода, а в результате этого сложно получить строго определенное содержание добавок в образующемся слое и четкие границы между слоями. Еще одним недостатком данного способа получения слоистого металла является то, что во время введения FeS возможно образование электрической дуги от расходуемого электрода через частицы вводимых добавок к стенкам кристаллизатора. Это отрицательно сказывается на электрических параметрах электрошлакового переплава и приводит к изнашиванию стенок кристаллизатора (пробой кристаллизатора).

Известен способ получения многослойных слитков электрошлаковым переплавом, наиболее близкий к предлагаемому изобретению и принятый за прототип, при котором ввод легирующих элементов в плавильное пространство во время отключения тока через периоды времени, равные Δτ=0,2 m/v, где m - масса жидкой металлической ванны в стационарные период плавки, кг; v - скорость наплавления отливки, кг/с. Способ обеспечивает послойное распределение легирующих элементов в отливке при порционной подаче их в плавильное пространство (2).

Недостатком данного способа является то, что частицы вводимых легирующих элементов не успевают полностью погрузиться в шлаковую ванну за время отключения тока. При включении тока образуется электрическая дуга между расходуемым электродом через частицы вводимых легирующих элементов, находящихся на поверхности шлаковой ванны и внутренними стенками кристаллизатора. Возникновение электрической дуги приводит к изнашиванию стенок кристаллизатора (пробой кристаллизатора) и образованию дефектов в слоистой структуре слитка вследствие нарушения электрических параметров электрошлакового переплава.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества многослойных слитков за счет обеспечения четкого послойного распределения легирующих элементов в отливке при периодической подаче их в плавильное пространство и устранения сбоев электрических параметров электрошлакового переплава.

Поставленная задача решается путем получения многослойных слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов, включающим порционную подачу легирующих материалов в момент отключения тока на электроде в плавильное пространство через периоды времени, равные Δτ=0,2 m/v, где m - масса жидкой металлической ванны в стационарный период плавки, кг; v - скорость наплавления отливки, кг/с, при этом подачу легирующих материалов осуществляют в центр шлаковой ванны на расстоянии от внутренней стенки кристаллизатора не менее 1/4 внутреннего радиуса кристаллизатора через воронку.

При получении многослойных слитков электрошлаковым переплавом 1/2 плавильного пространства занимает переплавляемый расходуемый электрод. При введении легирующих материалов в плавильное пространство между электродом и внутренней стенкой кристаллизатора через частицы вводимых материалов образуется электрическая дуга, что приводит к образованию дефектов в многослойных слитках.

В случае подачи порций легирующих материалов в плавильное пространство на расстояние не менее 1/4 от внутреннего радиуса кристаллизатора электрической дуги не образуется, так как частицы вводимых легирующих материалов не касаются внутренней стенки кристаллизатора.

Существенным отличием предлагаемого изобретения является то, что подачу легирующих материалов в плавильное пространство осуществляют на расстояние не менее 1/4 от внутреннего радиуса кристаллизатора.

Пример конкретного осуществления. Переплав стали 20Х13 проводили на установке 1 электрошлакового переплава А-550 представленной на фиг.1. В качестве расходуемых электродов 2 использовали прокат этих же сталей диаметром 40 мм. Переплав производили в кристаллизаторе 3 диаметром 90 мм под флюсом 4 марки АНФ-6. Напряжение и ток переплава составляли 50 В и 1,5 кА соответственно. На фиг.1 ванна жидкого металла 5 и кристаллизующийся слиток 6. Легирование проводили с помощью чугунной стружки, порционной подачей 150 грамм из дозатора 7 через воронку 8 с диаметром выходного отверстия 60 мм введенную в кристаллизатор на шлаковую ванну. Диаметр воронки позволял осуществлять введение легирующих материалов в центр шлаковой ванны на расстояние не менее 1/4 от внутреннего радиуса кристаллизатора. На время ввода легирующих добавок производилось отключение подачи тока на электрод.

После выплавки слитки ЭШП разрезали вертикально по высоте для исследования макроструктуры, которая позволила выявить дефекты слоистой структуры. Макроструктура слитков представлена на фиг.2. Сравнение макроструктуры полученных слитков показало, что при введении добавок на расстояние не менее 1/4 от внутреннего радиуса кристаллизатора позволяет получить более четкую слоистую структуру слитка за счет устранения нарушений электрического режима электрошлакового переплава.

Проведенные эксперименты доказывают промышленную применимость данного изобретения. Слитки, полученные экспериментальным путем, имели послойную структуру с четким распределением легирующих элементов (слоев) и без дефектов слоистой структуры, возникающих при появлении электрической дуги.

Список источников, принятых во внимание:

1. Влияние коэффициента заполнения кристаллизатора на электрошлаковый переплав сталей. Ямагучи К., Фунацу M., Ишихара Т. Электрошлаковый переплав, вып.3, “Наукова думка”, Киев, 1975, с.111-118.

2. Способ получения многослойных слитков электрошлаковым переплавом. В.И.Чуманов, В.Е.Рощин, И.В.Чуманов, Ю.Г. Кадочников. Патент Российской Федерации МКИ С 22 В 9/18 №2163269, заявлено 08.06.1999 г.

Похожие патенты RU2242526C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ СЛИТКОВ ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ ПЕРЕПЛАВОМ 2002
  • Кадочников Ю.Г.
  • Сафиуллин М.Р.
  • Растегаев Е.Н.
  • Бирт Ю.В.
RU2233341C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ СЛИТКОВ ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ ПЕРЕПЛАВОМ 1999
  • Чуманов В.И.
  • Рощин В.Е.
  • Чуманов И.В.
  • Кадочников Ю.Г.
RU2163269C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ СЛИТКОВ 2013
  • Абрамов Александр Васильевич
  • Ильгачев Анатолий Николаевич
  • Михадаров Денис Георгиевич
RU2567408C2
Способ легирования при электрошлаковом переплаве расходуемых электродов 1986
  • Мухин Юрий Мартынович
  • Пилюшенко Виталий Лаврентьевич
  • Терехов Сергей Владимирович
  • Троянский Александр Анатольевич
  • Радченко Владимир Николаевич
SU1420048A1
Способ получения многослойных слитков методом электрошлакового переплава 2021
  • Чуманов Валерий Иванович
  • Чуманов Илья Валерьевич
  • Сергеев Дмитрий Владимирович
  • Матвеева Мария Андреевна
RU2761192C1
Способ получения слитков и отливок электрошлаковым переплавом 1991
  • Ерегин Лев Павлович
SU1836464A3
СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА 2011
  • Дуб Владимир Семенович
  • Дуб Алексей Владимирович
  • Соколов Сергей Олегович
  • Каманцев Сергей Владимирович
  • Бессонов Александр Васильевич
  • Левков Леонид Яковлевич
  • Свитенко Игорь Александрович
  • Кригер Юрий Николаевич
  • Орлов Сергей Витальевич
  • Нехамин Сергей Маркович
  • Киссельман Михаил Анатольевич
  • Деднев Александр Александрович
  • Черняк Александр Иванович
  • Дементьев Андрей Владимирович
  • Семенов Виктор Владимирович
RU2487182C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА НЕКОМПАКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ 1989
  • Яковенко В.А.
  • Латаш Ю.В.
  • Буцкий Е.В.
  • Богданов С.В.
  • Шалимов А.Г.
  • Лактионов А.В.
SU1739653A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОИСТЫХ СЛИТКОВ ИМПУЛЬСНО-ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ ПЕРЕПЛАВОМ 2009
  • Абрамов Александр Васильевич
  • Ильгачев Анатолий Николаевич
  • Михадаров Денис Георгиевич
RU2432406C2
ПЕЧЬ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА С ПОЛЫМ НЕРАСХОДУЕМЫМ ЭЛЕКТРОДОМ 2015
  • Кочкин Сергей Викторович
  • Семин Александр Евгеньевич
  • Лосев Николай Владимирович
  • Михайлов Александр Михайлович
  • Михайлов Михаил Александрович
RU2603409C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 242 526 C2

Реферат патента 2004 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ СЛИТКОВ ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ ПЕРЕПЛАВОМ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению многослойных слитков методом электрошлакового переплава. Способ включает порционную подачу легирующих материалов в момент отключения тока на электроде в плавильное пространство через периоды времени, равные Δτ=0,2 m/v, где m - масса жидкой металлической ванны в стационарный период плавки, кг; v - скорость наплавления отливки, кг/с. Легирующие материалы подают в центр шлаковой ванны через воронку, обеспечивающую введение добавок нарасстоянии от внутренней стенки кристаллизатора не менее 1/4 внутреннего радиуса кристаллизатора. Изобретение позволяет повысить качество многослойных слитков за счет обеспечения четкого послойного распределения легирующих элементов в отливке при периодической подаче их в плавильное пространство и устранить сбои электрических параметров электрошлакового переплава. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 242 526 C2

Способ получения многослойных слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов, включающий порционную подачу легирующих материалов в момент отключения тока на электроде в плавильное пространство через периоды времени, равные Δτ=0,2 m/v, где m - масса жидкой металлической ванны в стационарный период плавки, кг; v - скорость наплавления отливки, кг/с, отличающийся тем, что легирующие материалы подают в центр шлаковой ванны через воронку, обеспечивающую введение добавок на расстоянии от внутренней стенки кристаллизатора не менее 1/4 внутреннего радиуса кристаллизатора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2242526C2

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ СЛИТКОВ ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ ПЕРЕПЛАВОМ 1999
  • Чуманов В.И.
  • Рощин В.Е.
  • Чуманов И.В.
  • Кадочников Ю.Г.
RU2163269C1
Способ легирования при электрошлаковом переплаве расходуемых электродов 1986
  • Мухин Юрий Мартынович
  • Пилюшенко Виталий Лаврентьевич
  • Терехов Сергей Владимирович
  • Троянский Александр Анатольевич
  • Радченко Владимир Николаевич
SU1420048A1
Пюпитр для работы на пишущих машинах 1922
  • Лавровский Д.П.
SU86A1
ЯМАГУЧИ К
и др
Влияние коэффициента заполнения кристаллизатора на ЭШП сталей
Электрошлаковый переплав
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
- Киев: Наукова думка, 1975, с.111-118.

RU 2 242 526 C2

Авторы

Кадочников Ю.Г.

Сафиуллин М.Р.

Растегаев Е.Н.

Бирт Ю.В.

Даты

2004-12-20Публикация

2002-07-30Подача