Способ вакуумного дугового переплава Советский патент 1975 года по МПК C21C5/56 

(54) СПОСОБ ВАКУУМНОГО ДУГОВОГО ПЕРЕПЛАВА

1

Изобретение относится к области производства слитков активных металлов и может найти применение при вакуумной дуговой плавке расходуемых электродов на основе губчатого титана, полученного магниетермическим путем.

Известен способ вакуумного дугового переплава расходуемого электрода на основе губчатого титана.

Плавка расходуемых титановых электродов производится в постоянном продольном (параллельно расходуемому электроду и дуге) магнитном поле, создаваемым соленоидом, намотанным на кристаллизатор. Это магнитное поле фокусирует основную дугу (препятствует ее горению на стенку изложниц) и одновременно приводит расплав в круговое движение, что необходимо для улучшения однородности слитка. При стационарном ходе процесса плавления дуга горит между торцом расходуемого электрода и зеркалом жидкой ванны. При этом анодное пятно дуги перемещается в основном в пределах проекции торца электрода на зеркало расплава. При отключении соленоида анодное пятно дуги смещается в периферийную часть зеркала ванны в зазор между электродом и изложницей.

Прессованный электрод компануется из губчатого титана с возможной добавкой отходов и легирующих компонентов. Для производства титановых сплавов в основном используется губчатый титан, полученный магниетермическом методом. Неизбежной примесью магниетермического титана являются хлорид

магния.

При переплаве электрода примеси хлористого магния испаряются и конденсируются на холодных стенках кристаллизатора. В составе этой пленки могут быть и мелкодисперсные

окислы титана.

Пленка конденсата указанных примесей, образующаяся на поверхности кристаллизатора, обладает большим электросопротивлением, что приводит к резкому ухудшению электрического контакта, между наплавляемой частью слитка и внутренней поверхностью кристаллизатора и созданию благоприятных условий для дугового пробоя пленки конденсата. Эти пробои сопровождаются на промышленных печах проплавлением стенки кристаллизатора на большую глубину, кроме того что они выводят дорогостоящие медные излолсницы из строя. Они чрезвычайно опасны в том смысле, что при полной пролмге вода

нападает в зону плавления с образованием взрывоопасных газовых смесей.

Дуговые пробои нельзя вовремя заметить, так как побочные дзги горят в узком (0,1- 1,0 мм) зазоре между боковой поверхностью

слитка и кристаллизатором ниже зеркала расплава и основной дуги, что еще больше усугубляет опасность ситуации.

Целью изобретения является обеспечение надежного электрического контакта между направляемым участком слитка и водоохлаждаемого кристаллизатора в процессе дуговой плавки в вакууме расходуемого электрода, состоящего преимущественно из магниетермического титата или другого металла, содержащего летучие неметаллические примеси.

Это достигается периодическим, с заранее заданной частотой, смещением анодного пятна дуги в периферийную часть зеркала ванны в зазор между электродом и кристаллизатором.

Периодическое смещение дуги в зазор между электродом и кристаллизатором предлагается осуществлять за счет отключения соленоида и расфокусировки дуги через интервал 2-10 сек.

Продолжительность плавки без продольного поля на расфокусированной дуге 1-3 сек (единичный цикл).

При этом сохраняются все преимущества, связанные с использованием продольного поля, т. е. процесс горения дуги контролируется магнитным полем, что обеспечивает безопасность работы и осуществляем круговое движение расплава.

Интенсивное излучение с анодного пятна и столба дуги в непосредственной близости от

стенки кристаллизатора, давление, создаваемое дугой в периферийном ободке зеркала расплава у стенки кристаллизатора, а также электродинамические и магнитные толчки при изменении стационарного режима горения мощных электрических дуг приводят, с одной стороны к быстрому испарению хлоридов магния со стенки изложницы и с другой стороны, к их «стряхиванию со стенки кристаллизатора на поверхность расплава.

В результате на внутренней поверхности стенки кристаллизатора появляются участки, чистые от хлоридов магния и окислов титана и при последующем заплавлении этой части изложницы создается надежный электричесКИЙ контакт между слитком и изложницей. Предмет изобретения

Способ вакуумного дугового переплава расходуемого электрода на основе губчатого титана, включающий воздействие на дугу магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежного электрического контакта между наплавляемой частью слитка и кристаллизатором, в процессе переплава дугу периодически на 1-3 сек смещают в зазор между краем электрода и кристаллизатором путем отключения магнитного поля

через интервал 2-10 сек.