СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА Российский патент 2013 года по МПК C22B9/18 

Описание патента на изобретение RU2487182C1

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов.

Известен способ переплава расходуемых электродов в охлаждаемом кристаллизаторе, включающем пропускание электрического тока через расходуемый электрод, шлаковую ванну, выплавляемый слиток и поддон.

(«Электрошлаковые печи», под ред. Б.Е.Патона и Б.И.Медовара, Киев, изд. «Наукова думка», 1976, с.42-52)

Недостатком известного способа является то, что непосредственно на плавление расходуемого электрода расходуется до 50% подводимой мощности. Кроме того, для получения слитка с мелкозернистой структуры, с низким уровнем газонасыщенности и инородных включений необходимо затрачивать дополнительную энергию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ электрошлакового переплава расходуемого электрода из меди в кристаллизатор на поддоне, в котором электрический ток протекает через затравки в виде дисков из стали, установленных на поддоне.

В результате рассредоточения электрического контакта «слиток-поддон» получают слиток с однородной мелкозернистой структурой, без инородных включений и с низким уровнем газонасыщенности.

(RU 2247162, С22В 9/18, С22В 15/00, опубликовано 27.02.2005)

Однако известный способ радикально не уменьшает потери электрической мощности при плавлении расходуемого электрода. Кроме того, осуществление известного способа для переплава стальных расходуемых электродов мало отражается на качестве слитка и не снижает его стоимости.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования затрачиваемой электрической энергии при плавлении расходуемого электрода, повышение качества выплавляемого металла в виде снижения дефектов внутри слитка и на его поверхности в виде микропор, трещин, раковин и шлаковых включений.

Технический результат достигается тем, что способ электрошлакового переплава включает переплав расходуемого электрода при пропускании электрического тока между расходуемым электродом и затравкой из металла, при этом используют по меньшей мере две затравки, которые выполняют в виде цилиндра или параллелепипеда, изолируют от корпуса кристаллизатора и размещают в шлаковой ванне под углом к оси расходуемого электрода, причем при переплаве расстояние между нижним торцом расходуемого электрода и затравками поддерживают в пределах 1,5-2,5 высоты затравки, а расстояние между нижним торцом расходуемого электрода и поверхностью шлаковой ванны поддерживают в пределах 0,5-1,5 высоты затравки.

Технический результат также достигается тем, что затравку (ось затравки) размещают под углом 90-100° к оси расходуемого электрода.

Реализацию способа по изобретения можно проиллюстрировать следующим примером и фиг.1.

Для выплавки слитка (1) использовали расходуемые литые стальные цилиндрические электроды (2) диаметром 100 мм. Четыре затравки (3) - водоохлаждаемые стальные цилиндры диаметром 20 мм - были равномерно размещены в зоне шлаковой ванны (4) по окружности уширенной части кристаллизатора диаметром 250 мм и изолированы керамическими вставками от корпуса кристаллизатора. Затравки были размещены под углом α=90° к оси расходуемого электрода. Кристаллизатор был снабжен датчиками уровня поверхности шлаковой ванны и расположения торца расходуемого электрода. Плавильную зону снизу перекрывал охлаждаемый поддон, снабженный механизмом вертикального перемещения, который опускал поддон вниз по мере кристаллизации слитка. Электрический ток пропускали между расходуемым электродом (2) и затравками (3).

Начало процесса переплава осуществляли с использованием расплавленного шлака, который заливали в кристаллизатор сверху.

В стационарном режиме процесс электрошлакового переплава требуемое расстояние в верхней части шлаковой ванны (4) между нижним торцом расходуемого электрода (2) и затравками (3) в пределах 2,0±0,3 высоты затравки (4) поддерживали вертикальным перемещением расходуемого электрода (2). Расстояние между нижним торцом расходуемого электрода (2) и поверхностью шлаковой ванны (4) в пределах 1,0±0,2 высоты затравки поддерживали добавлением шлака.

Изменение токораспределения с осевого (известного) на преимущественно горизонтальное, направленное поперек шлаковой ванны, вызывает сильное движение шлака, повышающее температуру на периферии ванны, и образование тонкого гарнисажа, обеспечивающее более равномерный перенос тепла в слиток.

При осуществлении способа по изобретению увеличивается количество тепла, расходуемого на подогрев и расплавление электрода, а также его перегрев при прохождении через шлак капель расплавленного металла. Уменьшенный уровень погружения расходуемого электрода значительно снижает потерю тепла, связанного с его уносом через охлаждаемый водой кристаллизатор. Полученный характер распределения тепла в ванне обеспечивает получение более плоской формы ванны расплавленного металла.

В результате осуществления способа по изобретению был получен слиток без видимых дефектов в виде пор, трещин, раковин, шлаковых включений и гофров с равномерным распределением легирующих элементов и мелкозернистой структурой. При этом энергетические затраты на получение слитка были снижены на 15%.

Похожие патенты RU2487182C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2012
  • Левков Леонид Яковлевич
  • Кригер Юрий Николаевич
  • Орлов Сергей Витальевич
  • Дуб Владимир Семенович
  • Каширина Жанна Казбековна
  • Свитенко Игорь Александрович
  • Каманцев Сергей Владимирович
  • Снежинская Елена Юрьевна
RU2497959C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ ПОЛОГО СЛИТКА 2009
  • Дуб Алексей Владимирович
  • Дуб Владимир Семенович
  • Полушин Александр Александрович
  • Каманцев Сергей Владимирович
  • Швейкерт Марина Ивановна
  • Нехамин Сергей Маркович
  • Левков Леонид Яковлевич
  • Сафронов Александр Афанасьевич
  • Кригер Юрий Николаевич
  • Иоффе Юрий Соломонович
  • Киссельман Михаил Анатольевич
  • Черняк Александр Иванович
  • Свитенко Игорь Александрович
  • Карев Анатолий Андреевич
  • Бабанин Николай Алексеевич
RU2424325C2
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
  • Дементьев Андрей Владимирович
  • Семенов Виктор Владимирович
RU2479649C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА 2009
  • Дуб Алексей Владимирович
  • Дуб Владимир Семенович
  • Полушин Александр Александрович
  • Каманцев Сергей Владимирович
  • Швейкерт Марина Ивановна
  • Нехамин Сергей Маркович
  • Левков Леонид Яковлевич
  • Сафронов Александр Афанасьевич
  • Кригер Юрий Николаевич
  • Иоффе Юрий Соломонович
  • Киссельман Михаил Анатольевич
  • Черняк Александр Иванович
  • Баринова Светлана Николаевна
  • Свитенко Игорь Александрович
RU2424335C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ КРУПНЫХ ПОЛЫХ И СПЛОШНЫХ СЛИТКОВ 2011
  • Дуб Алексей Владимирович
  • Дуб Владимир Семенович
  • Соколов Сергей Олегович
  • Каманцев Сергей Владимирович
  • Каширина Жания Казбековна
  • Красовский Анатолий Владимирович
  • Бессонов Александр Васильевич
  • Левков Леонид Яковлевич
  • Свитенко Игорь Александрович
  • Кригер Юрий Николаевич
  • Берман Леонид Исаевич
  • Матыцин Николай Федотович
  • Дементьев Андрей Владимирович
  • Семенов Виктор Владимирович
RU2456355C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА 1992
  • Васильев Я.М.
  • Свитенко И.А.
  • Матевосов Л.М.
  • Кригер Ю.Н.
RU2026387C1
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
УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ ПОЛЫХ СЛИТКОВ 2010
  • Дуб Алексей Владимирович
  • Дуб Владимир Семенович
  • Полушин Александр Александрович
  • Команцев Сергей Владимирович
  • Швейкерт Марина Ивановна
  • Нехамин Сергей Маркович
  • Левков Леонид Яковлевич
  • Сафронов Александр Афанасьевич
  • Кригер Юрий Николаевич
  • Иоффе Юрий Соломонович
  • Киссельман Михаил Анатольевич
  • Черняк Александр Иванович
  • Баринова Светлана Николаевна
  • Свитенко Игорь Александрович
RU2445383C2
СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Нехамин Сергей Маркович
  • Дуб Алексей Владимирович
  • Дуб Владимир Семенович
  • Полушин Александр Александрович
  • Каманцев Сергей Владимирович
  • Черняк Александр Иванович
  • Киссельман Михаил Анатольевич
  • Деднев Александр Александрович
  • Левков Леонид Яковлевич
  • Сафронов Александр Афанасьевич
  • Свитенко Игорь Александрович
  • Кригер Юрий Николаевич
  • Иоффе Юрий Соломонович
  • Швейкерт Марина Ивановна
RU2448173C2
УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА И СПОСОБ ЕЕ УПРАВЛЕНИЯ 2011
  • Нехамин Илья Сергеевич
  • Нехамин Сергей Маркович
  • Дуб Алексей Владимирович
  • Дуб Владимир Семенович
  • Соколов Сергей Олегович
  • Черняк Александр Иванович
  • Каманцев Сергей Владимирович
  • Анохин Сергей Александрович
  • Левков Леонид Яковлевич
  • Швейкерт Марина Ивановна
RU2486264C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 487 182 C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов. В способе используют по меньшей мере две затравки, которые выполняют в виде цилиндра или параллелепипеда, изолируют от корпуса кристаллизатора и размещают в шлаковой ванне под углом к оси расходуемого электрода, причем при переплаве расстояние между нижним торцом расходуемого электрода и затравками поддерживают в пределах 1,5-2,5 высоты затравки, а расстояние между нижним торцом расходуемого электрода и поверхностью шлаковой ванны поддерживают в пределах 0,5-1,5 высоты затравки. Изобретение позволяет повысить эффективность использования затрачиваемой электрической энергии при плавлении расходуемого электрода и качество выплавляемого металла за счет снижения дефектов внутри слитка и на его поверхности в виде микропор, трещин, раковин и шлаковых включений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 487 182 C1

1. Способ электрошлакового переплава, включающий переплав расходуемого электрода при пропускании электрического тока между расходуемым электродом и металлической затравкой, отличающийся тем, что используют по меньшей мере две затравки, которые выполняют в виде цилиндра или параллелепипеда, изолируют от корпуса кристаллизатора и размещают в шлаковой ванне под углом к оси расходуемого электрода, причем при переплаве расстояние между нижним торцом расходуемого электрода и затравками поддерживают в пределах 1,5-2,5 высоты затравки, а расстояние между нижним торцом расходуемого электрода и поверхностью шлаковой ванны поддерживают в пределах 0,5-1,5 высоты затравки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что затравки размещают под углом 90-100° к оси расходуемого электрода.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2487182C1

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
Электрошлаковая технология за рубежом
/Под ред
академика Б.Е.Патона
- Киев: Наукова Думка, 1982, с.286-289
GB 1169071 А, 29.10.1969
Веникодробильный станок 1921
  • Баженов Вл.
  • Баженов(-А К.
SU53A1

RU 2 487 182 C1

Авторы

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

Даты

2013-07-10Публикация

2011-10-18Подача