Нерасходуемый электрод для плавки металлов и сплавов Советский патент 1976 года по МПК H05B7/08 C21C5/52 F27D11/08 

Изобретение относится к области сиециаль«ой злектрометаллурпии и иредназяачено к №С1П10льзОВанию в гарииссажных печах, В печах с .керамическим тиглем и водоохлаждаемым К1р,исталлизатором для плавки различных металлов, особенио активных металл01В и сплавов на их оспове.

Известны две наиболее совершенные коисгрук ци.и нарасходуемых электродов. Это электрод фирмы Schlienger Inc USA 1 и электрод Westinhouse Electric corp, USA 2. Оба электрода представляют собой трубчатые конструкции ic медным водоохлаждаемым накоиечииком. Электрическая дуга обратной полярности зажигается между расплавляемым металлом и Медмым наконечником электрода. Отличие этих электродов состоит в том, что в первом электроде для (равномерного износа меднаго наконечника вследствие действия анодного пятна дуги л увеличения qpOKa его службы весь элект1род вр а1щают вокруг его оси. Привод вращен1ия, щеточное устройство для кОМ1мутации больших толков внлоть до 25 ,ка и сальниковое ,уплотнен,ие для подвода и кан.ализации охлажда1юш,ей воды раоположеио юнаружи -печи. Элект)роя уологнен в «орпусе печи с пОМош,ыо специального сал ьн1икового устройства.

Во втором элект|роде та же цель достигается посредство соленоида, питаемого от иидивидуального источника. Магнитное поле соленоида перемеш,а;ет элект|рическую дугу ,ио торцу медного наконечника, а электрод при этом остается неподвижным. Соленоид размешается в водяной рубашке 1меднО|Го наконечника.

Общим недостатком эт1И1х двух конструкций электродов является низжий термический к.п.д. |И недостаггочная стойкость медНЫх иаконечеиков.

Медный водоюхлаждаемый нако)1еч1Н,и,к не может из (условий устойчивости дуги работать в качестве катода, и поэтому его подключают к «нлюсу силового источника иитаиия. Так как на аноде раосеивается больше энерпип, чем на катоде, то это приводит к овижению термнческого к.н.д. всего процесса плавки по ор1авнению, например, с вакуумно-дуговой. РеcyipiC медных наконечн1иков по данным фирмразработчиков составляет ири плавке титааюной губки всего лишь 40-100 час.

К другим недостаткам рассмотренных электродов относятся сложность и Н изкая надежность токо- .и водонодводов iK электроду, необходимость им.еть дополнительный механизм вращения электрода, дополнительные расходы на обслужив1ание механизма вращешия, щеточного устройства, сальниковых водоиодводов и, уплотнения электрода; сложность изготовления .медоных наконечников с весьма глубокими выточками для охлаждающей воды.

ухудшение условий охлаждения наиболее теплона П|рЯ|Жен1НОй, дижеей части накоиечиика, так .как там |размещеи соленоид, щрепятствующин свободнюму доступу воды к TOipuy и конешика. Наиболее близким к Hi3o6ipeTeнию по технической .оущности и до€Т1Игаемому результату является нерасходуемый электрод, содержащий водоохлаждаемый корпус, устаиовлеиные внутри иего водоподводящие трубки, 0|Хва.ты1В:ато|Щие ,сердеч,ник с соленоидом, размещеННые во внутренней полости М-едеого на.ко1нечииКа 3.

Недостат1КО1М этого электрода является не(Высо1ка(Я иадежлость его работы.

В предложениоМ устройстве устраняется этот недостаток, и .кро-ме то)го, достигаются воам10.Ж1Ность быст1р|0й замены отдельных узЛЮ1В, высокий термический (К.ю.д. процесса ллавш, воз можность ведения активных металлу1ргичеаких гпроцессов путем лодачи газов или их смесей в зону дуги.

С этой целью в 1полост1И ,по периметру отверстия ,в торЦО1вой 4aiCTH устанавлены :плотно Прилегающие друг к другу и к поверхности наконечиика тугоплавкие стерж,невые вставки из катодного материала, например, лантанироBaiHHOiro вольфрама.

Предлагаемый нерасходуемый электрод в разрезе изображен на чертеже.

Электрод содерж-ит водоохла-ждаемый корпус 1, съемный 1сердечн,ик 2, защитный кожух 3 и медные наконечники 4. Корпус 1 электрода .выполнен из ,нема1ГНИТ1НЮ1ГО. материала в В1иде трех коиц-ент|ричеоки ра1оположенных цруб 5, 6 и 7, iB зазор между которыми вода :Подает1ся для охлаждения теплона.пряженных узлюв электрода. Съемиый сердечник 2 состоит ,из кожуха 8, наконеч ника 9, соленоида 10 и 1централыной т рубк1И 11. Сердечник помещается в защитный .кожух 12, что за.щ,ищает его и соленоид 10 в процессе плй1вки. В медном Н1аконеч1ни ке 4 размещены встаики 13 опециалынюй конструкции «з тугоплавких катюдгаых материалов (например, лантанироваадного или .итт1риро1ваннОГО вольфрама и т.д.).

В процессе ра1боты к электроду ,и соленоиду подводится питая.ие от независимых источеиков TOiKa. Р.асилавлание 1М.еталла .в печи ведется .па дуге прямой полЯр1Ности, для чего электрод подключается к «минусу силового истоЧ1Н111ка пита|Н1ия. И|М1пульсное .плтание, .подводимое к соленоиду, абеспечмвает перемещение дуги по поверхности тугоплавких встаBOIK. Работа «а дуге прямой .полярности позвол1Я.ет ум.еньшить тепловые потери- в .наконечнике элекпрода, за счет чего повышается термический К.1П.Д. .всего и.роце.сса ллавжи.

Наличие зазора между внутренней трубой корнуса и защ1ИТ1НЫМ Кожухом и ор|Га1низац.ия

го|рени:я души на поверхности ту1ГО1плав.кой вставки мед1НО(го .наконечника .позволя.ет подавать газ в зону дуги для металлургической 01бработкИ металла. Устрой.ство может работать ;в широком диан.аеоне .изменения давлеНИИ в печи O.T 150-200 мм ,рт. ст. до нескольких атмосфер.

Формула изобретения

Нерасходуемый элекпрод для плавки металлов и сплавов, содержащий водоохлаждаемый Kopinyc с медным наконечником, установленные в.нутри него водоп1ОД1Водящ1ие трубки, охватывающие сердечаик с соленоидом, которые размещены IBO внут1р0нней по1лости наконечника, отличающийся те.м, что, с целью повышения надеж1Ности ipai6orbi, в ука.заннюй .полости по периметру отверстия в торцовой части установлены плотно пр1ил:егающне друг

к другу и к поверхности наконечника тугоплавкие стержневые вставки из катодного материала, например, лантанированного вольфрама.

Источники информации, принятые во вним.ание при зконертизе;

1 Metals and Materials and Metallurgical Reviews 1070 ir. № 12.

2 «Issue of Westinhouse Engineer 1970, July.

. 3 Патент США № 3369067 кл. 13-18, 1968 г.

Водо

АА