CS196140B1 - Method of electro-slag casting of metal ingots - Google Patents
Method of electro-slag casting of metal ingots Download PDFInfo
- Publication number
- CS196140B1 CS196140B1 CS134378A CS134378A CS196140B1 CS 196140 B1 CS196140 B1 CS 196140B1 CS 134378 A CS134378 A CS 134378A CS 134378 A CS134378 A CS 134378A CS 196140 B1 CS196140 B1 CS 196140B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- batch
- weight
- casting
- liquid metal
- ingot
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Vynález se týká způsobu odlévání a především způsobu elektrostruskového odlévání kovových ingotů velkých rozměrů, používaných jako polotovarů pro výrobu rotorů elektrogenerátorů a podobných velkorozměrových součástí .The invention relates to a casting method and, in particular, to a method of electroslag casting of large-sized metal ingots used as semi-finished products for the production of rotors of electric generators and similar large-sized components.
Description
Vynález se týká způsobu odlévání a především způsobu elektrostruskového odlévání kovových ingotů velkých rozměrů, používaných jako polotovarů pro výrobu rotorů elektrogenerátorů a podobných velkorozměrových součástí .BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a casting process, and more particularly to a process for the electroslag casting of large-sized metal ingots used as blanks for the production of rotors for power generators and similar large-sized components.
V poslední době v celé řadě průmyslových odvětví a zejména v energetickém strojírenství velmi rychle vzrůstá potřeba výkovků, vyráběných z ingotů o hmotnosti 100 t a více.Recently, the need for forgings made from ingots weighing 100 t or more has been increasing rapidly in a wide range of industries and in particular in power engineering.
Jak je známo, závisí v mnohém jakost výkovku na struktuře výchozího ingotu a určuje jakost konečného výrobku. Praxe ukázala, že při obyčejném způsobu výroby velkorozměrových ingotů jednorázovým odlitím tekutého kovu do kokily jsou nevyhnutelné takové vady, jako jsou vycezeniny, staženiny, nepříznivě rozmístěné nekovové vměstky ve hmotě ingotu a okysličení jeho povrchu. Jasně zřejmá fyzikální a chemická nestejnorodost ingotů, vyrobených tímto způsobem, ve většině případů nedovoluje použít jě pro výrobu velkorozměrových součástí.As is well known, the forging quality depends in many ways on the structure of the ingot and determines the quality of the finished product. Practice has shown that in the conventional method of manufacturing large-scale ingots by casting liquid metal into the ingot mold once, defects such as muds, shrinkage, unfavorably placed non-metallic inclusions in the ingot mass, and oxygenation of its surface are inevitable. The obvious physical and chemical heterogeneity of ingots produced in this way does not, in most cases, allow it to be used for the production of large-dimension parts.
Zejména nevyhovující struktura kovu je ve středu takovéhoto ingotu. To je vysvětleno tím, že krystalizace tekutého kovu odlitku probíhá přednostně ve směru od stěn kokilý do středové oblasti. Přitom podle míry postupu čela krystalizace se stále zhoršují podmínky odvádění tepla, struktura tuhnoucího kovu se mění od jemně dendritícké zakalené u povrchu ingotu na globulární krystaly s množstvím vycezenin v jádru.In particular, the inadequate metal structure is at the center of such an ingot. This is explained by the fact that the crystallization of the liquid metal of the casting preferably takes place in the direction from the mold walls to the central region. At the same time, depending on the degree of crystallization front progress, the heat dissipation conditions continue to deteriorate, the structure of the solidifying metal varies from finely dendritic turbidity at the ingot surface to globular crystals with the amount of debris in the core.
Nejednou byly činěny pokusy změnit směr krystalizace a kladně takto ovlivnit strukturu ingotu. Jak se ukázalo#je z tohoto hlediska nejvíce perspektivní způsob dávkovaného eletrostruskového odlévání ingotů, viz popis USA patentu č. 3 807 486. Tento postup zahrnuje následující operace: nanesení struskové lázně do chlazené kokily a její ohřev elek trodami, odlévání tekutého kovu prováděné po dávkách přes vrstvu tekuté strusky. Odlévání každé následující dávky se provádí v tomto případě po ztuhnutí více než poloviny kovu každé předcházející dávky. Ingot se odlévá stejnými dávkami, přičemž množství každé dávky sestává z 5 až 25 7 hmoty odlévaného ingotu. Po odlití dávky kovu se provádí elektrostruskový ohřev hladiny kovu při elektrickém příkonu zajištujícím udržení tekuté hladiny kovu po celém průřezu kokily. Přitom odlitý kov postupně tuhne zezdola nahoru tak, že ve chvíli odlévání následující dávky kovu zůstává pod vrstvou tekuté strusky neztuhlá část kovu předcházející dávky. Tekutý kov nás ledující dávky se odlévá do kokily, v níž se mísí se zbytkem tekutého kovu předcházející dávky. Výhodný směr posunu čela krystalizace zespodu nahoru se po odlití druhé a následujících dávek kovu udržuj e.Many times, attempts have been made to change the direction of crystallization and positively affect the ingot structure. As it turns out, the most promising method of dosed electroslag casting of ingots is the most promising in this regard, see U.S. Patent No. 3,807,486. through a layer of liquid slag. The casting of each subsequent batch is carried out in this case after the solidification of more than half of the metal of each preceding batch. The ingot is cast with the same batches, the amount of each batch consisting of 5 to 25% of the ingot mass. After the casting of the metal batch, an electroslag heating of the metal level is performed at an electrical input to maintain the liquid metal level throughout the cross-section of the ingot mold. In this process, the cast metal gradually solidifies from below to the top so that, at the time of the next batch of metal, a non-solidified portion of the metal of the preceding batch remains under the liquid slag layer. The liquid metal of the subsequent batch is poured into a mold, in which it mixes with the remainder of the liquid metal of the previous batch. The preferred direction of movement of the crystallization front from bottom to top is maintained after the casting of the second and subsequent batches of metal.
Zkoumání ingotů, vyrobených popsaným způsobem, ukázala, že jejich fyzikální a chemická stavba je poměrně stejnorodá v celém objemu a vady vzniklé smrštěním a odměřováním nejsou dokonce ani v jádru ingotu. Uvedená technologie umožňuje výrobu ingotů o hmotnosti nad 300 t pomocí ocelárenského agregátu poměrně nevelkého obsahu, například 30 až 50 t. Kromě toho, v důsledku vzájemného působení s tekutou struskou se kov znatelně čistí od nekovových příměsí, což se bla196140 hodárně projevuje na mechanických vlastnostech ingotu.Examination of the ingots produced by the process described has shown that their physical and chemical structure is relatively uniform throughout the bulk and that the shrinkage and metering defects are not even at the core of the ingot. This technology allows the production of ingots over 300 t by means of a steel aggregate of relatively low content, for example 30 to 50 t. In addition, due to the interaction with liquid slag, the metal is noticeably cleaned of non-metallic impurities, .
Avšak současně se zjevnými výhodami má popsaný postup omezenou výrobnost. Zvláště při poměrně malých hmotách stejných dávek, od 5 do 25 % celkové hmoty odlitého ingotu, je potřebné značné množství lití. Pokusy zvýšit výrobnost zvětšením množství dávky kovu nad 25 % celkové hmoty ingotu byly neúspěšné. Tak již v oblasti druhé a zejména třetí dávky kovu byly po ztuhnutí ingotu zjištěny vycezeniny a vady ovlivněné nestejnorodostí struktury. Základní příčinou jejich výskytu je změna směru výhodného šíření čela krystalízace vyvolaná zmenšením odvodu teplá k podstavci kokily pří růstu ingotu a intensivním odvodem tepla stěnou kokily prakticky podél větší části výsky odlité dávky kovu.However, at the same time as the obvious advantages, the described process has limited production. Especially at relatively small masses of the same batch, from 5 to 25% of the total mass of the cast ingot, a considerable amount of casting is required. Attempts to increase production by increasing the amount of metal batch above 25% of the total ingot mass were unsuccessful. Thus, in the region of the second and in particular the third batch of metal, after the solidification of the ingot, disturbances and defects due to the heterogeneity of the structure have been detected. The principal cause of their occurrence is the change in direction of the advantageous spread of the crystallization face caused by the reduction of the heat transfer to the ingot mold base during ingot growth and the intensive heat dissipation through the ingot mold wall practically along most of the cast metal.
Ve skutečnosti, počínaje od druhé dávky kovu, získala krystalízace opět charakter stejný jako při obvyklém jednorázovém odlévání ingotu.In fact, starting from the second batch of metal, crystallization again has the same character as in the usual one-time ingot casting.
Podstatným úkolem vynálezu je vypracovat postup elektrostruskového odlévání ingotů, aby bylo zajištěno zvýšení výrobnosti prostřednictvím zvětšené hmotností dávek kovu a současně dosáhnout vzhůru usměrněné krystalizace ingotu.It is an essential object of the invention to provide a process for the electroslag casting of ingots in order to ensure an increase in production through increased batch weight of the metal and at the same time to achieve upward directed crystallization of the ingot.
Vytýčený úkol se řeší tím, že při elektrostruskovém odlévání ingotů, zahrnujícím vytvoření struskové lázně v chlazené kokile a její ohřev elektrodami, odlévání tekutého kovu po dávkách přes vrstvu tekuté strusky po ztuhnutí kovu každé předcházející dávky z větší poloviny, se podle vynálezu odlévání první dávky tekutého kovu do struskové lázně přeruší, když její hmotnost činí 30 až 50 Z celkové hmotnosti ingotu a každá další dávka kovu se odlévá tak dlouho, dokud její hmotnost nečiní 10 až 50 Z hmotnosti první dávky kovu.The object is solved by the fact that, in the electroslag casting of ingots, comprising the formation of a slag bath in a chilled mold and its heating by electrodes, casting the liquid metal in batches over a layer of liquid slag after solidifying the metal of each previous batch. The amount of metal to the slag bath is interrupted when its weight is 30 to 50% of the total weight of the ingot and each additional batch of metal is cast until its weight is 10 to 50% of the weight of the first batch of metal.
Při odlévání první dávky tekutého kovu, tvořené dokonce 50 Z celkové hmotnosti ingotu, v důsledku intensivního odvodu tepla k podstavci kokily se rozvíjí krystalízace od dnové části kokily. Tyto faktory způsobují zvýšení produktivity prakticky bez zhoršení j akos ti ingotu.When casting a first batch of liquid metal, even 50% of the total weight of the ingot, due to the intense heat dissipation to the ingot mold base, crystallization develops from the bottom portion of the ingot mold. These factors increase productivity virtually without deteriorating ingot quality.
Výhodně pro zvýšení jakosti ingotu se podle vynálezu odlévání každé následující dávky po druhé dávce provádí postupně se zmenšující hmotností každé dávky tekutého kovu ve srovnání s předcházející dávkou tekutého kovu.Advantageously, in order to improve the quality of the ingot, according to the invention, the casting of each subsequent batch after the second batch is carried out gradually by decreasing the weight of each batch of liquid metal compared to the previous batch of liquid metal.
Výhodně podle vynálezu se odlévání každé následující dávky tekutého kovu po dávce druhé přeruší, když její hmotnost dosáhne 50 až 90 % hmotnosti předcházející dávky tekutého kovu.Preferably, according to the invention, the casting of each subsequent batch of liquid metal after the second batch is interrupted when its weight reaches 50 to 90% of the weight of the preceding batch of liquid metal.
Technologicky se odlévání první dávky tekutého kovu do struskové lázně provádí do té doby, dokud její hmo tnos t. nečiní 30 % celkové hmotnosti ingotu a odlévání každé následující dávky tekutého kovu po dávce druhé se uskutečňuje tak dlouho, dokud její hmotnost nečiní 90 % hmotností předcházející dávky tekutého kovu.Technically, the casting of the first batch of liquid metal into the slag bath is carried out until its weight is 30% of the total weight of the ingot, and the casting of each subsequent batch of liquid metal after the second batch is carried out until its mass is 90% batches of liquid metal.
V souladu s další obměnou způsobu podle vynálezu se odlévání první dávky tekutého kovu do struskové lázně provádí do té doby, dokud její hmotnost nečiní 50 7 celkové hmotnosti ingotu a odlévání každé následující dávky tekutého kovu se přeruší, když její hmotnost činí 50 7 hmotnosti předcházející dávky tekutého kovu. Při takových technologických parametrech se zajištuje nejvyšší stejnorodost fyzikální stavby ingotu.According to a further variation of the method of the invention, the casting of the first batch of liquid metal into the slag bath is carried out until its weight is 50 7 of the total weight of the ingot and the casting of each subsequent batch of liquid metal is interrupted when its weight is 50 7 of liquid metal. Such technological parameters ensure the highest homogeneity of the physical structure of the ingot.
Při odlévání první dávky tekutého kovu, sestávající dokonce z 50 % celkové hmotnosti ingotu, sé v důsledku intensivního odvodu tepla k podstavci kokily dosáhne rozšíření krystalízace od dnové části kokily.When casting a first batch of liquid metal, consisting even of 50% of the total weight of the ingot, due to the intense heat dissipation to the ingot mold base, the crystallization is expanded from the bottom portion of the ingot mold.
Ale zmenšená hmotnost druhého a následujícího odlití za přívodu tepla do struskové lázně umožňuje snížit rychlost krystalízace od stěn kokily a zajistit výhodný růst krystalů od dnové části kokily. Uvedené faktory způsobují zvýšení produktivity postupu odlévání prakticky bez zhoršené jakosti ingotu.However, the reduced weight of the second and subsequent castings, while supplying heat to the slag bath, makes it possible to reduce the rate of crystallization from the walls of the ingot mold and to provide advantageous crystal growth from the bottom of the ingot mold. These factors increase the productivity of the casting process practically without deteriorating ingot quality.
Ke zlepšení jakosti ingotu je výhodné odlévání každé následující dávky po druhé dávce provádět s postupně se zmenšující hmotnos ti každé dávky kovu ve srovnání s předcházející dávkou kovu.To improve the quality of the ingot, it is advantageous to cast each subsequent batch after the second batch with a gradually decreasing weight of each batch of metal compared to the previous batch of metal.
Výhodné je odlévání každé následující dávky kovu po dávce druhé přerušit, když její hmotnost dosáhne 50 až 90 7 hmotnosti předcházející dávky.Preferably, the casting of each subsequent batch of metal after the second batch is interrupted when its weight reaches 50-90% of the weight of the previous batch.
Technologicky se příkladně odlévání první dávky tekutého kovu do struskové lázně provádí do té doby, dokud hmotnost dávky nečiní 30 % celkové hmotnosti a odlévání každé další dávky po dávce druhé se uskutečňuje do té doby, pokud její hmotnost nečiní 90 7 hmotnosti předcházející dávky tekutého kovu.Technologically, for example, the casting of the first batch of liquid metal into the slag bath is carried out until the batch weight is 30% of the total weight, and the casting of each subsequent batch after the second batch is carried out until its weight is 90%.
Podle nejvýhodnějšího příkladného provedení způsobu podle vynálezu se odlévání první dávky tekutého kovu do struskové lázně provádí do té doby, dokud její hmotnost nečiní 40 7 celkové hmotnosti ingotu a odlévání každé následující dávky po druhé dávce se přeruší, jakmile její hmotnost dosáhne 77 7 hmotnosti předcházející dávky tekutého kovu.According to a most preferred embodiment of the method according to the invention, the casting of the first batch of liquid metal into the slag bath is carried out until its weight is 40 7 of the total weight of the ingot and the casting of each subsequent batch after the second batch is interrupted of liquid metal.
Výše uvedené a další cíle a též výhody způsobu elektrostruskového odlévání ingotů podle vynálezu jsou zřetelnější z obsahu podrobného popisu příkladů provedení způsobu podle vynálezu s přihlédnutím k přiloženým výkresům, na kterých obr. 1 znázorňuje chlazenou kokilu s do ní zavedenými elektrodami; bokorys v řezu, obr. 2 znázorňuje chlazenou kokilu s elektrodami zapojenými ke zdroji napájení, obr. 3 znázorňuje chlazenou kokilu a elektrody při vytvoření struskové lázně podle vynálezu, obr. 4 znázorňuje polohu elektrod a středové trubky při odlévání první dávky tekutého kovu do chlazené kokily přes vrstvu tekuté strusky podle vynálezu, obr. 5 znázorňuje polohu elektrod po odlití první dávky tekutého kovu a názorně zobrazuje postup krystalízace, výhodně od dnové části kokily podle vynálezu, obr. 6 názorně zobrazuje postup odlévání druhé dávky tekutého kovu do kokily přes vrstvu tekuté strusky podle vynálezu, obr. 7 znázorňuje polohu elektrod po odlití všech dávek tekutého kovu do kokily při uzavřené staženině a obr. 8 znázorňuje struk turu ingotu odlitého způsobem podle vynálezuThe foregoing and other objects, as well as the advantages of the electroslag casting method of the ingots of the invention, are more apparent from the detailed description of exemplary embodiments of the method of the invention with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a chilled mold with electrodes introduced therein; Fig. 2 shows the cooled ingot mold with the electrodes connected to the power supply, Fig. 3 shows the cooled ingot mold and the electrodes in the formation of the slag bath according to the invention. Fig. 4 shows the position of the electrodes and the central tube through the liquid slag layer according to the invention, Fig. 5 shows the position of the electrodes after the first liquid metal batch has been cast and illustrates the crystallization process, preferably from the bottom part of the ingot mold according to the invention; 7 shows the position of the electrodes after the casting of all the batches of liquid metal into the ingot mold with the closed shrink, and FIG. 8 shows the structure of the ingot cast by the method according to the invention.
Při odlévání kovových ingotů podle vynálezu se použije chlazená kokila _2, postavená na podstavci která má vodní plášt 3, jak znázorněno na obr. 1. Na podstavci je uložena kovová očkovací podložka 4^, jejíž chemické složení je blízké chemickému složení kovu odlévaného ingotu, Do chlazené kokily _2_ se zavedou netavné grafitové elektrody 5_, jejichž množství je násobkem tří. Netavné elektrody 5 jsou zapojeny ke zdroji _6 třífázového proudu průmyslové frekvence a jsou rovnoměrně rozděleny po obvodu příčného průřezu chlazené kokily 2t jak je to znázorněno na obr. 2.In the casting of the metal ingots according to the invention, a chilled mold 2 is used, built on a pedestal having a water jacket 3, as shown in FIG. the non-consumable graphite electrodes 5 are introduced into the cooled molds 2, the amount of which is a multiple of three. The non-consumable electrodes 5 are connected to the three-phase current source 6 of the industrial frequency and are uniformly distributed around the cross-section of the chilled mold 2 t as shown in FIG. 2.
Postup elektrostruskového odlévání kovových ingotů se uskutečňuje následujícím způsobem:The electroslag casting of metal ingots is carried out as follows:
Netavné elektrody 5_ se spouštějí až do styku jejich dolních konců s kovovou očkovací podložkou £. Do chlazené kokily 2 se nasype struska, která se vyznačuje vysokou rafinační schopností nebo směs vsázkových složek takové strusky. Od zdroje 6^ třífázového proudu se přivádí k netavným elektro196140 dám 2 elektrické napájení, udržující velikost proudu od 10 000 do 20 000 A a napětí od 50 do 90 V. Přitom se v chlazené kokíle 2 tvoří vrstva tekuté strusky a vzniká strusková lázeň 7, jak je znázorněno na obr. 3.The non-consumable electrodes 5 are lowered until their lower ends contact the metal inoculation pad 6. Slag is added to the chilled mold 2, which is characterized by a high refining ability or a mixture of batch components of such slag. An electric power supply is maintained from the three-phase current source 6 to the non-consumable electro 196140, maintaining a current of from 10,000 to 20,000 A and a voltage of from 50 to 90 V. In this case, a liquid slag layer forms in the cooled mold 2. as shown in FIG. 3.
Dále se tvoTící vrstva tekuté strusky se postupně ohřívá netavnými elektrodami 5.. Navážka struskové lázně 7~ je možná i jiným postupem, například nalitím do chlazené kokily _2 speciálně vytavené tekuté strusky. Na stěně chlazené kokily 2_ a též v mezeře mezi kovovou očkovací podložkou 2 a stěnou chlazené kokify 2 se tvoří struskový nános 2* Výška struskového nánosu 8. se rovná úrovni struskové lázně 7 v chlazené kokíle 2..Further, the slag-forming layer is gradually heated by the non-consumable electrodes 5. The slag bath 7 can be weighed in another manner, for example by pouring into the cooled mold 2 a specially melted liquid slag. A slag deposit 2 is formed on the wall of the chilled mold 2 and also in the gap between the metal inoculation pad 2 and the wall of the chilled mold 2. The height of the slag deposit 8 equals the level of the slag bath 7 in the chilled mold 2.
Po nanesení struskové lázně 7_ se provádí odlévání tekutého kovu po dávkách. První dávka _9 tekutého kovu, obr. 4, se odlévá do chlazené kokily 2_ přes vrstvu struskové lázně 7. Při plnění chlazené kokily 2. se netavné elektrody 5_ postupně posouvají nahoru a jejich konce se udržují ve struskové lázni _7, jak je. to znázorněno na obr. 4 výkresu. Odlévání první dávky 2 tekutého kovu se podle vynálezu přeruší, jakmile její hmotnost činí 30 až 50 7 celkové hmotnosti odlévaného ingotu.After the slag bath 7 has been applied, the liquid metal is cast in batches. The first batch 9 of liquid metal, FIG. 4, is poured into the chilled mold 2 through the slag bath layer 7. When the chilled mold 2 is being filled, the non-consumable electrodes 5 are progressively moved upwards and their ends held in the slag bath 7 as is. This is shown in FIG. 4 of the drawing. The casting of the first liquid metal batch 2 is interrupted according to the invention as soon as its weight is 30 to 50% of the total weight of the ingot to be cast.
Po skončení odlévání první dávky tekutého kovu se prodlužuje ohřev struskové lázně 7 netavnými elektrodami J5· Od vrstvy ohřáté struskové lázně _7 se předává teplo vrchním vrstvám první dávky 9_ tekutého kovu. Současně, v důsledku intensivního odvodu tepla podstavcem 1, tekutý kov krystalizuje u povrchu kovové očkovací podložky £ i u stěny chlazené kokily 2. Přitom výhodný růst krystalů probíhá od dnové části chlazené kokily 2, jak je znázorněno na obr.. 5.After the casting of the first batch of liquid metal, the heating of the slag bath 7 by non-molten electrodes 5 is prolonged. Heat is transferred from the layer of the heated slag bath 7 to the upper layers of the first batch 9 of liquid metal. At the same time, due to the intense heat dissipation by the pedestal 1, the liquid metal crystallizes at the surface of the metal seed pad 4 at the wall of the chilled mold 2. At the same time, the preferred crystal growth takes place from the bottom of the chilled mold 2.
Po ztuhnutí více než poloviny kovu první dávky 2 tekutého kovu se odlévá přes vrstvu tekuté strusky druhá dávka tekutého kovu, jak je to znázorněno na obr. 6. Při odlévání druhé dávky tekutého kovu probíhá jeho smísení s ještě neztuhlým kovem první dávky 2» c°ž vede k vyrovnání chemického složení vytvářeného ingotu 1 0. Odlévání druhé dávky tekutého kovu se provádí do té doby, pokud její hmotnost nečiní 10 až 50 % hmotnosti první dávky 2 tekutého kovu podle vynálezu. Podle stupně růstu ingotů odvod tepla z tekutého kovu do podstavce J_ se zmenšuje.After more than half of the metal of the first liquid metal batch has solidified, a second liquid metal batch is cast over the liquid slag layer as shown in FIG. 6. When casting the second liquid metal batch, it is mixed with the still solid metal of the first batch 2 ° c . The casting of the second batch of liquid metal is carried out until its weight is 10 to 50% of the weight of the first batch of liquid metal according to the invention. Depending on the degree of growth of the ingots, the heat dissipation from the liquid metal to the base 11 decreases.
V těchto podmínkách zmenšení množství druhé dávky tekutého kovu a přívod tepla do struskové lázně značně zmenšuje rychlost krystalizace od stěn chlazené kokily 2_ a ovlivňuje výhodný růst krystalů od dnové části kokily podle vynálezu.Under these conditions, reducing the amount of the second portion of liquid metal and supplying heat to the slag bath greatly reduces the crystallization rate from the walls of the chilled mold 2 and affects the advantageous crystal growth from the bottom portion of the mold according to the invention.
Po krystalizací kovu druhé dávky více než z poloviny se přes vrstvu tekuté strusky odlévá třetí dávka kovu, jejíž hmotnost se rovná hmotnosti druhé dávky kovu nebo je menší. Dál.e se postupy, po posledním odlití tekutého kovu po dávkách, uskutečňují obdobným způsobem do úplného vytvoření ingotu 1 0. Po odlití poslední dávky tekutého kovu do chlazené kokily 2 se uzavírá staženina rozehřátím struskové lázně nad ingotem 10 netavnými elektrodami 5_f jak je to znázorněno na obr. 7.After crystallization of the metal of the second batch more than half, a third batch of metal weighing equal to or less than the weight of the second batch of metal is poured over the liquid slag layer. Dál.e procedures after the final casting of the liquid metal portions, carried out in a similar manner to complete formation of the ingot 1 0. After pouring the last batch of liquid metal into a cooled mold 2 closes shrinkage rozehřátím slag bath above the ingot 10 non-melting electrode 5 as f shown in FIG. 7.
Struktura vytvořeného ingotu 1 0 , vyrobeného způsobem podle vynálezu, je znázorněna na obr. 8 s naznačeným procentuálním poměrem hmotnosti první dávky kovu k celkové hmotnosti M ingotu a též hmotnost M2 druhé dávky, hmotnost M-j třetí dávky a hmotnost M4 dalších následujících dávek kovu k'hmotnosti Mf první dávky ‘tekutého kovu.The structure of the formed ingot 10 produced by the process according to the invention is shown in Fig. 8 with the indicated ratio of the weight of the first batch of metal to the total mass M of the ingot as well as the mass M2 of the second batch, weight Mf of the first liquid metal dose.
Dále jsou uvedeny příklady provedení způsobu odlévání podle vynálezu.The following are examples of embodiments of the casting process according to the invention.
Příklad 1Example 1
Při výrobě velkých kovářských ingotů o hmotnosti 200 t se použije vodou chlazená kokila o průměru 2,5 ra a výšce 6,0 m. Tato kokila se umístí na podstavec, na němž je uložena očkovací podložka. Do chlazené kokily se zavedou tři nebo šest grafitových elektrod až do styku jejich spodních konců s očkovací podložkou. Průměr každé elektrody Činí 250 až 500 mm. Do kokily se nasype struska nebo směs vsázkových složek takovéto strusky. Na elektrody se zavede elektrické napájení, udržující velikost proudu od 10 000 do 20 000 A a napětí od 50 do 90 V. Přitom se v kokíle vytváří vrstva tekuté strusky, tj. vzniká strusková lázeň stále ohřívaná elektrodami. Po vytvoření struskové lázně se do chlazené kokily přes vrstvu tekuté strusky odlévá první dávka tekutého kovu. Hmotnost první dávky činí 60 t, tj.In the manufacture of large forging ingots weighing 200 t, a water-cooled ingot mold with a diameter of 2.5 m and a height of 6.0 m is used. The ingot mold is placed on a base on which the inoculation pad is placed. Three or six graphite electrodes are introduced into the chilled mold until their lower ends contact the seed pad. The diameter of each electrode is 250 to 500 mm. Slag or a mixture of batch components of such slag is poured into the ingot mold. An electrical power supply is maintained at the electrodes, maintaining a current of from 10,000 to 20,000 A and a voltage of from 50 to 90 V. This creates a layer of liquid slag in the mold, i.e. a slag bath is still heated by the electrodes. After the slag bath has been formed, a first batch of liquid metal is poured into the chilled mold through a layer of liquid slag. The weight of the first batch is 60 t, ie.
% celkové hmotnosti odlévaného ingotu.% of the total weight of the ingot being cast.
Po odlití první dávky tekutého kovu pokračuje ohřev struskové lázně elektrodami v průběhu 8 až 15 hodin. Po ztuhnutí nadpoloviny kovu první dávky se odlévá druhá dávka tekutého kovu. Hmotnost druhé dávky činí 20 t, tj. 33 1/3 % hmotnosti první dávky.After casting the first batch of liquid metal, heating the slag bath with the electrodes continues for 8 to 15 hours. After solidification of the half-metal of the first batch, the second batch of liquid metal is cast. The weight of the second batch is 20 t, ie 33 1/3% of the weight of the first batch.
Po odlití druhé dávky pokračuje ohřev struskové lázně elektrodami a po 3 až 10 hodinách se odlévá třetí dávka tekutého kovu do kokily. Hmotnost druhé, třetí a každé následující dávky činí 20 t. Po odlití poslední dávky se uzavírá staženina. Při takovéto technologii odlévání nevznikají vady odměŠovacího charakteru dokonce ani u ocelí, které krystalizují v širokém rozmezí teplot.After the second batch has been cast, heating of the slag bath with electrodes continues and after 3 to 10 hours a third batch of liquid metal is poured into the ingot mold. The weight of the second, third and each subsequent batch is 20 t. After the last batch has been cast, the shrinkage is closed. Such casting technology does not cause scaling defects even with steels that crystallize over a wide temperature range.
Příklad 2Example 2
200tunóvé kovářské ingoty z ocelí, krystalizujících v úzkém rozmezí teplot, se odlévají podobným způsobem, avšak udržují se následující parametry postupu.200 tonne forging ingots of steels crystallizing in a narrow temperature range are cast in a similar manner, but the following process parameters are maintained.
První dávka tekutého kovu se odlévá do té doby, dokud její hmotnost nečiní 80 t, tj. 40 Ž celkové hmotností odlévaného ingotu. Druhá dávka tekutého kovu se odlévá po 6 až 15 hodinách, když kov pr,Tní dávky ztuhl více než z poloviny. Další a následující dávky tekutého kovu se odlévají do té doby, dokud hmotnost každé z nich nečiní 20 t. Interval mezi odléváním dávek se udržuje na 3 až 10 hodinách. Touto technologií lití se zajištuje vysoká produktivita odlévání velkých ingotů z ocelí, krystalizující v úzkém rozmezí teplot. Úplné vytvoření 200tunového ingotu se uskuteční za 7 odlití.The first batch of liquid metal is cast until its weight is 80 t, i.e. 40% of the total weight of the ingot being cast. A second batch of molten metal is cast after 6-15 hours when the metal pr T stiffen the dose more than half. Subsequent and subsequent batches of liquid metal are cast until the weight of each is 20 t. The interval between batch casting is maintained for 3 to 10 hours. This casting technology ensures high casting productivity of large steel ingots, crystallizing over a narrow temperature range. Complete formation of the 200 ton ingot is accomplished in 7 castings.
Příklad 3Example 3
Odlévání 200tunového kovářského ingotu podle vynálezu se provádí odléváním první dávky do té doby, pokud její hmotnost nečiní 50 % celkové hmotností odlévaného ingotu, tj. 100 tun. Odlévání druhé dávky se přeruší, jakmile její hmotnost činí 50 7 hmotnosti první dávky, tj. 50 t a odlévání dalších dávek se provádí s postupně se zmenšující hmotností každé dávky ve srovnání s předcházející dávkou. Zvláště odlévání třetí, čtvrté a další dávky se provádí s postupně se zkracujícím intervalem od 10 do 0,5 h a hmotnost každé dávky se zmenšuje do 50 7 hmotnosti předcházející dávky.The casting of the 200 ton blacksmith ingot according to the invention is carried out by casting the first batch until its weight is 50% of the total weight of the cast ingot, i.e. 100 tons. The casting of the second batch is interrupted as soon as its weight is 50% of the weight of the first batch, i.e. 50 t, and the casting of the next batch is carried out with a gradually decreasing weight of each batch compared to the previous batch. In particular, the casting of the third, fourth and subsequent batches is carried out with a gradually decreasing interval from 10 to 0.5 h and the weight of each batch is reduced to 50% of the weight of the previous batch.
V tom případě při srovnatelně vysoké produktivitě, celkem 8 odlití, se vytvoří lepší podmínky k vytváření ingotu, protože změna hmotnosti každé následující dávky odpovídá změně odvodu tepla podle stupně růstu ingotu, což je velmi příznivé pro usměrněnou krystalizací.In this case, at a comparatively high productivity, a total of 8 castings, better conditions for ingot formation are created, since the change in weight of each subsequent batch corresponds to a change in heat dissipation according to the ingot growth rate, which is very favorable for directed crystallization.
Příklad 4Example 4
200tunový kovářský ingot se odlévá tak, jak bylo shora popsáno mimo dávkování dávek tekutého kovu. První dávka tekutého kovu se odlévá do kokily do té doby, dokud její hmotnost nečiní 30 % celkové hmotnosti odlévaného odlitku. Druhá dávka tekutého kovu se odlévá do té doby, dokud její hmotnost nedosahuje 30 t, tj. 50 Z hmotnosti první dávky. Následující dávky po první dávce tekutého kovu se odlévají s postupně se zmenšující jejich hmotností na 10 X ve srovnáni s hmotností každé předcházející dávky.The 200 ton blacksmith ingot is cast as described above except for dosing the liquid metal batches. The first batch of liquid metal is poured into the ingot mold until its weight is 30% of the total weight of the casting. The second batch of liquid metal is cast until its weight reaches 30 t, i.e. 50% of the weight of the first batch. Subsequent batches after the first batch of liquid metal are cast with gradually decreasing their weight to 10X compared to the weight of each previous batch.
Příklad 5Example 5
200tunový ingot se odlévá tak, jak bylo shora popsáno pří dodržení stejných režimů mimo dávkování dávek odlévaného kovu. Zvláště první dávka tekutého kovu se odlévá do kokily tak dlouho, dokud její hmotnost nepředstavuje 40 X celkové hmotnosti odlévaného ingotu, tj. 80 t. Druhá dávka tekutého kovu se odlévá tak dlouho, dokud její hmotnost nedosahuje 50 X hmotnosti první dávky, tj.The 200 ton ingot is cast as described above while maintaining the same regimens except for dosing the cast metal batches. In particular, the first batch of liquid metal is poured into the ingot mold until its weight is 40% of the total weight of the ingot being cast, i.e. 80 tons. The second batch of liquid metal is cast until its weight reaches 50% of the weight of the first batch.
t. Po druhé dávce tekutého kovu následu-t. After the second dose of liquid metal,
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS134378A CS196140B1 (en) | 1978-03-02 | 1978-03-02 | Method of electro-slag casting of metal ingots |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS134378A CS196140B1 (en) | 1978-03-02 | 1978-03-02 | Method of electro-slag casting of metal ingots |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS196140B1 true CS196140B1 (en) | 1980-03-31 |
Family
ID=5347576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS134378A CS196140B1 (en) | 1978-03-02 | 1978-03-02 | Method of electro-slag casting of metal ingots |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS196140B1 (en) |
-
1978
- 1978-03-02 CS CS134378A patent/CS196140B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102763513B1 (en) | Non-vacuum down-drawing continuous casting production process of copper-iron alloy slab ingots | |
| CN107214322B (en) | Magnetostatic field composite rotating magnetic field homogenizes the method and device thereof of large-scale casting ingot solidified structure | |
| CN101624657A (en) | Method for magnetic control electroslag remelting and high-efficiency refining high temperature alloy and device therefor | |
| CN111321306B (en) | Method for manufacturing titanium alloy casting | |
| CN105803150B (en) | The chrome molybdenum series circular pipe blank slab quality control method of φ 280mm | |
| CN109047685B (en) | Method for preparing steel ingot | |
| CN101596590B (en) | Method for inhibiting large steel ingot from macrosegregation by mechanical stirring | |
| CN106399744B (en) | A kind of recycled copper refining polynary intermediate alloy and its preparation and application | |
| CN109536749A (en) | A kind of preparation method and its high temperature alloy of high temperature alloy | |
| CN204975244U (en) | Compound layer circle base electromagnetism casting machine of bimetal | |
| CS196140B1 (en) | Method of electro-slag casting of metal ingots | |
| CN102873291A (en) | Device and method for semi-solid semi-continuous casting of electromagnetic current vibration magnesium alloy | |
| CN102517476B (en) | High strength aluminum alloy capable of reducing porosity and dispersed shrinkage and preparation method thereof | |
| JPH04333542A (en) | Al-b alloy and its manufacture | |
| US3768541A (en) | Process and plant for electroslag remelting of consumable electrodes | |
| SU341323A1 (en) | Method of electroslag casting of ingots | |
| US3807486A (en) | Method of electroslag casting of ingots | |
| CN109055835A (en) | For die-casting process can anodic oxidation hard aluminium alloy and preparation method thereof and processing technology | |
| GB1559560A (en) | Electroslag casting method | |
| US4265295A (en) | Method of producing steel ingots | |
| JPS6111709B2 (en) | ||
| JPH084882B2 (en) | Continuous casting method for heterogeneous small lot metal | |
| RU1787660C (en) | Method of casting killed steel ingots | |
| RU1782191C (en) | Method of manufacturing fashion casts and mold therefor | |
| JPH0970656A (en) | Production of metal and alloy cast block |