Способ электрошлаковой отливки слитков Советский патент 1977 года по МПК C21C5/56 

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии .

Известны способы электрошлаковой отливки слитков, при которых в охлаждаемой изложнице наводят ванну расплавленного шлака, заливая в нее шлак, заранее расплавленный в отдельной печи, или расплавляя в самой изложнице твердый шлак или смесь его компонентов нерасходуемыми, в частности, графитовыми электродами. Далее погружают в шлаковую ванну нерасходуемые (обычно графитовые) электроды и пропускают электрический ток, т.е. обеспечивёиот нагрев шлаковой ванны за счет, электрошлакового процесса. Всю изложницу непрерывно заполняют жидким металлом (сталью). По мере заполнения изложницы металлом и подъема в ней уровня металла и шлака продолжают электрошлаковый подогрев шлаковой ванны и, наконец, после заливки металла производят электрошлаковый обогрев головной части затвердевающего слитка.

При этих способах обеспечивается рафинирование жидкого металла от серы и окисных неметаллических включений, улучшается поверхность слитка.

непрерывной подачи а изложницу жидкого металла с весьма малыми скоростями, соизмеримыми со скоростями его кристаллизации (как это обеспечивается при электрошлаковом переплаве расходуемых электродов), наполнение изложницы жидким металлом ведется со сравнительно большими скоростями, принятыми при обычной разливке стали. Поэтому кристаллизация основной массы залитого в изложницу металла начинается и протекает уже после наполнения изложницы; в слитке {)азвиваются дефекты ликвационного и усадочного происхождения (осевая пористость и другие) , а достигаемлй электрошлаковым подогревом шлаковой ванны эффект сводится лишь к уплотнению головной части слитка.

Цель изобретения - создание такого способа электрошлаковой отливки, при котором обеспечивается высокая физическая и химическая однородность не только ГОЛОВНОЙ части, но и всего слитка в целсм.

Это достигается тем, что жидкий металл в изложницу подают периодически отдельными порциями, причем масса каждой порции составляет 5-25% конечной массы отливаемого слитка.

Изложнице придают возвратно-вращательное движение с углом поворота 30-126. Заливка металла такими порциями в сочетании с электрошлаковым подогревом зеркала металлической ванны обеспечивает вертикально направленное затвердевание слитка.

Периодичность подачижидкого металла в изложницу достигается либо за счет того, что из одной сталеплавильной ; печи (индукционной или электродуговой), имеющей емкость, соответствующую конечной массе отливаемого слитка, слив плавки ведется многократно отдельными порциями, либо за счет того, что заливка металла ведется из одной или нескольких печей (индукционных или электродуговых), емкость каждой из которых меньше конечной массы отливаемого слитка и соответствует массе одной заливаемсй порции металла.

В первом случае по мере слива плавки из печи поддерживается необходимая температура остающегося в печи металла и, возможно, производится корректировка его химсостава (из-за возможности некоторого угара легирующих элементов). Во втором случае для обеспечения однородности химсостава отливаемого слитка обеспечивается минимальная разница в химсоставе плавок, получаемых в одной или нескольких печах, за счет стандартизации шихты и технологии плавки. Предпочтителен второй вариант, так как он позволяет, имея печь (или печи) сравнительно небольшой емкости, получать слитки практически неограниченной массы,

В период между подачами в изложницу порций жидкого металла могут образоваться вблизи зеркала металлической ванны на внутренней охлаждаемой стенке изложницы настыли шлака, приводящие к появлению пережимов на слитке, Дпя устранения этого явления наряду с обеспечением подвода достаточно большой электрической мощности к шлаковой ванне, оптимального заглубления в нее электродов и оптимальной ее глубины предлагается применять иесколько электродов и располагать их по периметру изложницы вблизи ее внутренней стенки. Это не только предупреждает образование пережимов на слитке, но и способствует уменьшению глубины металлической ванны в осевой части слитка, т,е, обеспечению вертикально направленной его кристаллизации.

ких электродов, и соответственно, с уменьшением расстояний между электродами предлагается придавать изложниц с отливаегллм в ней слитком возвратно-вращательйое движение.

Для получения предлагаем способом крупных кузнечных слитков целесообразно питать электроды трехфазным током про№лдшенной частоты и погружать в шлаковую ванну электроды числом, кратным трем.

Ниже дан пример кузнечного слитка весом 190 т, диаметром около 2500 мм и высотой 5000 мм, полученною предлагаемым способом электрсяопаковой отливки,

Водоохлаждаемая изложница с внутренним диаметром 2500 мм устанавливается на водоохлаждаемый поддон, на который заранее уложена затравочная шайба из стали, близкой по химсоставу к отливаемому слитку, в изложницу вводят шесть графитовых электродов диаметром, например, 200-400 мм до соприкосновения их нижних концов с затравкой, При этом электроды располагаются равномерно по периферии поперечного сечения изложницы на расстояниях от ее стенки, равных, например, 10Q-30Q мм, В изложницу засыпают шлак того или иного состава, обладающий высокой рафинирующей способностью или смесь шихтовых компонентов такого шлака. На каждую пару электродов подают напряжение величиной, например, 50-90 В от одного трехфазного или трех однофазных транформаторов и расплавляют шлак. При этом в изложнице образуется слой жидкого шлака (шлаковая ванна), и начинается электрошлаковый процесс подогрева этой ванны. Далее в изложницу заливают первую порцию стали весом, например, 10 т, заранее выплавленной в сталеплавильной печи, например в десятитонной электродуговой печи. При этом в изложнице образуется слой металла, Т(5лщиной около 250 мм (0,1 диаметра слитка). Перемещая электроды по высоте, поддерживают величину тока в пределах 10-20 тыс, в каждом из электродов. Через 4-5 ч (время, необходимое для получения следующей плавки в электродуговой печи) в изложницу вновь заливают порцию металла (около 10 т), Эту операцию повторяют (19-20 раз) до получения згшанного веса слитка (190т) , Формула изобретения 1. Способ электрошлаковой отливки слитков, заключающийся в наведении шлаковой ванны в изложнице, перегреве ее и заливке в изложницу металла, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитка, жидкий металл заливают порциями, вес которых составляет 5-25% от веса слит ка, 2. Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что изложнице придают возвратно-бращательное движение с углом вращения 30-120 . 3. Способ попп.1 и 2, отли чающийся тем, что, с целью предотвращения образования в головной части слитка усадочной раковины, после заливки в иэл жницy последней порции металла источник нагрева перемещают к оси изложницы.