CS197851B1

CS197851B1 - Method of electroslag pouring of metal ingots

Info

Publication number: CS197851B1
Application number: CS61478A
Authority: CS
Inventors: Jurij V Latas; Alexej J Voronin; Jevgenij T Dolbenko; Alexandr A Nikulin; Vladimir S Dub; Radij G Krutikov; Vladimir A Nikolajev; Vladimir D Artemjevic; Lev A Volochovskij; Jakov M Vasiljev
Original assignee: Jurij V Latas; Alexej J Voronin; Jevgenij T Dolbenko; Alexandr A Nikulin; Vladimir S Dub; Radij G Krutikov; Vladimir A Nikolajev; Vladimir D Artemjevic; Lev A Volochovskij; Jakov M Vasiljev
Priority date: 1978-01-30
Filing date: 1978-01-30
Publication date: 1980-05-30

Description

vynález se týká způsobu elektrostruskového odlévání kovových ingotů, zejména kovových ingotů velkých ronérů, pouSÍváných jako předlitků pro výroba robotů elektrických generátorů a podobných strojních dílů o velkých rozměrech.The invention relates to a process for the electroslag casting of metal ingots, in particular metal ingots of large roners, used as billets for the manufacture of robots of electric generators and similar machine parts of large dimensions.

V poslední době v celé řadě odvětví průmyslu a sejména v energetické· strojírenství snadné stoupla potřeba výkovků s odlitků, jajiehB hmotnost činí 100 t o více.Recently in a wide range of industries and especially in energy · engineering has easily increased the need for forgings with castings, jajiehB weight is 100 tons more.

Jakost výkovků, jak ja známo, snadné sévisí na struktuře výchozího ingotu a určuje jakost konečného výrobku. Praxe ukázala, Ba se při obvyklém spůaobu výroby velkých ingotů jednorázovým odlití· tekutého kovu do kokily nelse vyhnout některý· vadám, jako jsou vyeezeniny, etaBeniny, nevhodné rosloBení nekovových vměstků v hmotě ingotu a okyalidení jeho povrchu. Výrasné fyzikální a chemická nestejnorodoat ingotů, vyrobených tínto způsoben, ve vétěiné případů nedovoluje pouBít je pro výrobu strojních aoudéatí o velkých rozměrech.The quality of forgings, as is well known, is easily related to the structure of the ingot and determines the quality of the finished product. Practice has shown that in the usual way of producing large ingots by a single casting of liquid metal into the ingot mold, it is not possible to avoid some defects such as debris, etaben, unsuitable bleaching of non-metallic inclusions in the ingot mass, and acidification of its surface. The vast physical and chemical non-homogeneity of ingots produced in this way, in most cases, does not allow them to be used for the production of large-scale machinery and equipment.

Jakost etruktury kovu je nevyhovující zejména v jádru takového ingotu, coB vyplývá z toho, Be tuhnuti roztaveného kovu probíhá hlavné va směru od atěn kokily k jejímu středovému pésau. V sévieloati na postupu čela krystalizace se průběSně shorěuji podmínky pro odvod tepla a struktura tuhnoucího kovu se mění z jemné dendritické zakalené etruktury u povrchu odlitku aB na globulémi krystality a četnýai etaBeninami v jádru ingotu.In particular, the quality of the metal structure is unsatisfactory in the core of such an ingot, as follows from the fact that the solidification of the molten metal takes place mainly in the direction from the mold cavities to its central passage. In the process of crystallization front, heat dissipation conditions are continually burned, and the solidifying metal structure changes from a fine dendritic turbidity structure at the casting surface aB to a globular crystallinity and numerous etaBenines in the ingot core.

197 851197 851

Byla učiněna řada pokusů změnit směr tuhnuti a tak kladně ovlivnit strukturu ingotu. Bylo zjištěno, ža v tomto aaěru je nejenadnšjší způsob dávkovaného elektroetruskového odlévání ingotů (USA patentový spis č. 3 807 486). Popsaný způsob se skládá z následujících pracovních postupů: Vytvoření struskové lázně v ohlášená kokile a ohřívání táto lázně elektrodami, odlití tekutého kovu, které aa provádí v dávkách přes vrstvu tekuté etrusky. Odliti každé následující dávky ae podle tohoto způsobu provádí po ztuhnuti kovu každé předchozí dávky více než z jedné poloviny. Ingot je odléván v postupných dávkách.Numerous attempts have been made to change the solidification direction and thus positively affect the ingot structure. It has been found that in this aero is not only the most preferred method of metered electro-tube ingots casting (U.S. Patent No. 3,807,486). The described process consists of the following working methods: Establishing a slag bath in a reported mold and heating the bath with electrodes, casting the liquid metal which aa performs in batches through a layer of liquid etruscan. The casting of each subsequent batch and according to this method more than one-half of each preceding batch is made after the metal has solidified. Ingot is cast in successive batches.

Po odliti dávky kovu se provádí elektrostruekový ohřev hladiny kovu takovým elektrickým výkonem, aby bylo zajištěno uchováni hladiny kovu v tekutém atavu po celém průřesu kokily. Odlitý kov přitom postupně tuhne směrem zdola nahoru tak, že v okamžiku odlití dalží dávky kovu přee vrstvu tekuté etrusky není část kovu předehosí dávky ještě ztuhlá. Tekutý kov následující dávky se odlévá do kokily, kde ee smísí ee zbytkem tekutého kovu předchozí dávky. Převládající směr postupu Sela krystalizace kovu po odlití druhé a následujících dávek kovu je zdola nahoru.After casting the metal charge, electrostrust heating of the metal level is performed with an electrical power so as to ensure that the metal level is maintained in the liquid atava throughout the ingot of the ingot mold. The cast metal gradually solidifies from bottom to top so that, at the time of pouring the next batch of metal over the liquid etruscus layer, part of the metal of the batch pre-charge is not yet solidified. The liquid metal of the subsequent batch is poured into the ingot mold, where ee is mixed with the remainder of the liquid metal of the previous batch. The predominant direction of the Sela process of crystallizing the metal after casting the second and subsequent batches of metal is bottom-up.

Rozbory ingotů vyrobených výše popsaným způsobem ukazují, Ze fyzikální a chemická struktura ingotů je v celám jejich objemu poměrně stejnorodá a vady, jako ataženiny a vycezeniny, se prakticky nevyskytují ani v jádru. Popsaný postup umožňuje výrobu ingotů o hmotnosti přes 300 t pomocí ocelárenskáho zařízení o poměrně malá kapacitě, například 30 až 50 t. Odlévaný kov js působením tekuté etrusky podstatnou měrou očištěn od nekovových příměsl, což také přispívá ke zlepšení mechanických vlastností ingotu.Analyzes of the ingots produced as described above show that the physical and chemical structure of the ingots is relatively uniform throughout their volume, and defects such as drag and drop are practically absent even in the core. The described process allows the production of ingots of over 300 t by means of a steel plant of relatively small capacity, for example 30 to 50 t. The cast metal is substantially cleaned of non-metallic impurities by liquid etruscus, which also contributes to improving the mechanical properties of the ingot.

Při praktickém provádění tohoto způsobu byl zjištěn vznik zateklin na povrchu ingotu. Zatekliny vznikají v důsledku přetavení a roztrženi tenké povrchové vratvy tuhnoucího kovu každé dávky při odlévání každé náaledujíel dávky tekutého kovu. Roztržení vrstvy tuhnoucího kovu nastává na obvodu dutiny kokily působením vlastní hmotnosti sloupce odlévaného tekutého kovu. Trhlinami ve vrstvě vtéká tekutý kov do mezery mezi vznikajícím ingotem a kokilou a vytváří zatekliny. V zájmu zamezeni vytváření šupin při následném kování, popřípadě válcování ingotu musí být zatekliny mechanickým způsobem odstraněny, eož je spojeno s dalšími pracovními úkony a s nevratnými ztrátami značného množství kovu, zejména při plynulé výrobě ingotů. Velké zatekliny mimoto znesnadňují vyjímání ingotu z kokily.In practice, the formation of seepage on the ingot surface has been found. The leakage is due to the remelting and tearing of the thin surface return of the solidifying metal of each batch as casting of each of the liquid metal batches. The bursting of the solidifying metal layer occurs at the perimeter of the mold cavity by the inherent weight of the cast metal column. Through the cracks in the layer, the liquid metal flows into the gap between the resulting ingot and the ingot mold and creates cracks. In order to prevent scale formation during the subsequent forging or rolling of the ingot, the leaks must be removed mechanically, which is associated with further operations and irreversible losses of a considerable amount of metal, in particular in the continuous production of ingots. In addition, the large chutes make it difficult to remove the ingot from the ingot mold.

Úkolem vynálezu je vyvinutí takového způsobu elektroetruskového odlévání odlitků, při kterém by bylo zabráněno vzniku zateklin na povrchu ingotu při odlévání tekutého kovu po dávkách.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of electro-tube casting of castings which avoids the formation of leaks on the ingot surface when casting liquid metal in batches.

Tento úkol řeěí způsob elektroetruskového odlévání kovových ingotů, při němž ss v chlazené kokile vytváří struskové lázeň, která ee ohřívá ustavnými elektrodami a přes vrstvu ohřívané struskové lázně as do ohlášené kokily postupně v dávkách odlévá tekutý kov podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, ža aa odlévání druhé a následujících dávek tekutého kovu provádí nespojitě periodickým přerušováním proudu tekutého kovu.This object is achieved by a method of electro-tube casting of metal ingots, in which a DC forms a slag bath in a chilled mold, which is heated by a fixed electrode and, over a layer of a heated slag bath, successively casts liquid metal according to the invention into the mold. and and casting the second and subsequent batches of liquid metal is performed discontinuously by periodically interrupting the flow of liquid metal.

197 851197 851

Nespojité odlévání druhé a dalších dávek tekutého kovu umožňuje zmenšit výšku sloupce jednorázové odlévaného tekutého kovu a současně snížit i jeho tlak na tenkou vrstvu tuhnoucího kovu předcházející dávky. Současně e přerušováním proudu dochází k částečnému tuhnutí odlévaného kovu u stěn chlazené kokily a k zesílení uvedené vrstvy, které postačuje k udržení hmotnosti celé dávky a k zamezení protékání tekutého kovu do mezery mezi kokilou a vytvářeným ingotem.The discontinuous casting of the second and subsequent batches of liquid metal makes it possible to reduce the column height of the disposable cast metal and at the same time reduce its pressure on the thin layer of solidifying metal of the previous batch. At the same time, by interrupting the flow, the cast metal partially solidifies at the walls of the chilled mold and the layer is thickened, which is sufficient to maintain the weight of the entire batch and prevent flow of liquid metal into the gap between the mold and the ingot formed.

Podle vynálezu ee při odlévání druhé a následujících dávek tekutého kovu proud tekutého kovu dočasně přeruěuje, jakmile výška sloupce tekutého kovu dosáhne 0,1 až 0,5 celkové výšky odlévané dodávky.According to the invention, when casting the second and subsequent batches of liquid metal, the liquid metal stream temporarily interrupts when the height of the liquid metal column reaches 0.1 to 0.5 of the total height of the casting vessel.

Podle vynálezu při odlévání druhá a následujících dávek tekutého kovu se proud tekutého kovu přeruěuje na dobu 3 min až 30 min.According to the invention, in the casting of the second and subsequent batches of liquid metal, the flow of liquid metal is interrupted for a period of 3 min to 30 min.

Jedno možné provedení způsobu podle vynálezu epočlvá v tom, že ee při odlévání druhé a následujících dávek proud tekutého kovu přerušuje na 3 min, když výška sloupce právě odlévaného kovu činí 0,1 celkové výěky odlévané dávky. Tento postup je vhodný pro odlévání ingotů o hmotnosti do 100 t z ocelí a obsahem uhlíku 0,30 % a pro výrobu ingotu o hmotnosti nad 50 t.One possible embodiment of the method according to the invention is that in the casting of the second and subsequent batches, the flow of liquid metal interrupts for 3 min when the height of the column of the just cast metal is 0.1 of the total height of the cast batch. This process is suitable for the casting of ingots weighing up to 100 tonnes from steels with a carbon content of 0.30% and for the production of ingot weighing over 50 tonnes.

Dalěi možné provedeni způsobu podle vynálezu epočlvá v tom, že se při odlévání druhé a dalěích dávek tekutého kovu proud tekutého kovu přeruší na 30 min, když výška sloupce právě odlévaného kovu Činí 0,5 celkové výšky odlévané dávky. Tyto parametry postupu je vhodné dodržovat při odlévání ingotů e malým obsahem uhlíku a při výrobě ingotů, jejichž hmotnost nepřesahuje 50 t.A further possible embodiment of the method according to the invention is that in the casting of the second and further batches of liquid metal, the flow of liquid metal is interrupted for 30 minutes when the height of the column of the just cast metal is 0.5 of the total height of the cast batch. These process parameters should be adhered to when casting low-carbon ingots and producing ingots with a weight not exceeding 50 tonnes.

Univerzálním a nejvýhodnějším provedením poetupu podle vynálezu je způsob, při němž se při odlévání druhá a dalších dávek proud tekutého kovu přeruší na 12 min, když výěka sloupce právě odlévaného tekutého kovu činí 0,28 celková výěky odlévané dávky tekutého kovu.A versatile and most preferred embodiment of the process according to the invention is the method in which the liquid metal flow is interrupted for 12 min when casting the second and subsequent batches when the column height of the liquid metal being just cast is 0.28 of the total liquid metal batch height.

Podstata vynálezu bude v dalším objasněna na příkladech jeho provedení, které jeou vysvětleny pomocí připojených výkresů, na nichž je znázorněno:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be further elucidated with reference to the accompanying drawings, in which:

na obr. 1 chlazená kokila se zavedenými elektrodami a licí pánev s uzávěrem k prováděni způsobu podle vynálezu;FIG. 1 shows a cooled ingot mold with electrodes in place and a ladle with closure for carrying out the method of the invention;

na obr. 2 půdorys chlazení kokily a elektrodami připojenými ke zdroji proudu;FIG. 2 is a plan view of cooling the ingot mold and the electrodes connected to the power source;

na obr. 3 chlazená kokila e elektrodami při vytváření etrueková lázně;FIG. 3 shows the cooled ingot mold by electrodes in forming an etrue bath;

na obr. 4 poloha elektrod e zátková tyče uzávěru licí pánve při odlévání první dávky tekutého kovu podle vynálezu;Fig. 4 shows the position of the electrode e of the stopper rod of the ladle closure during the casting of the first batch of liquid metal according to the invention;

na obr. 5 poloha elektrod a zátkové tyče uzávěru licí pánve po skončení odlévání první dávky tekutého kovu při ohříváni etrueková lázně podle vynálezu;Fig. 5 shows the position of the electrodes and stopper rod of the ladle closure after the casting of the first batch of liquid metal during heating of the etrue bath according to the invention;

na obr. 6 poloha zátková tyče uzávěru licí pánve na začátku odlévání druhá dávky tekutého kovu podle vynálezu;Fig. 6 shows the position of the stopper rod of the ladle closure at the start of the casting of the second batch of liquid metal according to the invention;

197 851 na obr. 7 poloha zátkové tyče uzávěru licí pánve v okamžiku přeruSeni proudu tekutého kovu při odlévání druhé dávky a názorně je zobrazeno zesilování vrstvy tuhnoucího kovu při částečném tuhnutí roztaveného kovu druhé dávky u stěny kokily podle vynálezu;197, 851 in FIG. 7 shows the position of the stopper rod of the ladle closure at the moment of interruption of the liquid metal stream during the casting of the second batch and illustrates the strengthening of the solidifying metal layer while partially solidifying the molten metal of the second batch at the ingot mold;

na obr. 8 poloha zátkové tyče uzávěru licí pánve při dalSím odlévání druhé dávky tekutého kovu podle vynálezu;Fig. 8 shows the position of the stopper rod of the ladle closure during further casting of the second batch of liquid metal according to the invention;

na obr. 9 poloha elektrod v kokile po odlití vdech dávek tekutého kovu při odstraňování staženiny.FIG. 9 shows the position of the electrodes in the ingot mold after casting all the batches of liquid metal while removing the shrinkage.

Při odlévání kovových ingotů podle vynálezu se používá na podstavci 1 postavená chlazená kokila 2, která má vodní pléěť £, jak je to znázorněno na obr. 1. Na podstavci 1 je uložena kovová očkovací podložka 4, jejíž chemické složení je podobné chemickému složení kovu odlévaného ingotu. Do chlazené kokily 2. jsou zavedeny netavné grafitové elektrody jejichž počet je násobkem tří. Nad chlazenou kokilou £ je umístěna licí pánev 6, která má ve dnu výtokový otvor 2· Výtokový otvor 2 má uzávěr 8, který sestává z pohonu £ spojeného se zátkovou tyčí 10. Když je zátková tyč 10 zaeunuta do výtokového otvoru 2 licí pánve 6, tak je zcela uzavřen přívod tekutého kovu do chlazené kokily 2_,In the casting of the metal ingots according to the invention, a cooled chill mold 2, which has a water braid 6, is used on the base 1, as shown in FIG. 1. The base 1 houses a metal inoculation pad 4 whose chemical composition is similar to that of the metal ingot. Non-fusible graphite electrodes are introduced into the chilled mold 2, the number of which is a multiple of three. Above the chilled mold 6 is placed a ladle 6 having an outlet opening 2 in the bottom. The outlet opening 2 has a closure 8 which consists of a drive 6 connected to the stopper rod 10. When the stopper rod 10 is inserted into the outlet opening 2 of the ladle 6, the liquid metal supply to the chilled mold 2 is completely closed,

Netavné grafitové elektrody £ jsou připojeny ke zdroji 11 trojfázového proudu průmyslového kmitočtu a jsou rovnoměrně rozděleny po obvodu průřezu chlazené kokily 2, jak je to znázorněno na obr. 2.The non-melt graphite electrodes 6 are connected to an industrial frequency three-phase current source 11 and are uniformly distributed around the cross section of the chilled mold 2 as shown in FIG. 2.

Způsob elektrostruskového odlévání kovových ingotů podle vynálezu se provádí takto:The electroslag casting method of the metal ingots according to the invention is carried out as follows:

Netavné elektrody £ se spouStějí dolů tak daleko, až se jejich dolní konce dotknou kovové očkovací podložky £. Do chlazené kokily 2 se nasype struska, která má dobrou rafinační schopnost, nebo směs vsázkových složek takové strusky. Od zdroje 11 trojfázového proudu ee přivede na netavné grafitové elektrody £ elektrický proud o velikosti 10 až 20 kA a napětí od 50 do 90 V. Přitom v chlazené kokile 2 vzniká vrstva tekuté strusky a vytváří ee strusková lázeň 12, jak je znázorněno na obr. 3· Déle se vzniklá vrstva tekuté strusky stále ohřívá netavnými elektrodami £. Struskovou lázeň 12 je možno vytvořit i jinak, například odlitím zvláště vytavené tekuté strusky do chlazené kokily 2, a rovněž v mezeře mezi kovovou podložkou £ a stěnou chlazené kokily 2 vzniká vrstva ztuhlé strusky 13. Výěka vretvy ztuhlé strusky 13 se rovná výěce úrovně struskové lázně 12 v chlazené kokile 2.The non-consumable electrodes 6 are lowered until their lower ends touch the metal inoculation pad. Slag having good refining capability or a mixture of feed components of such slag is poured into chilled mold 2. From a three-phase current source 11 ee, an electric current of 10 to 20 kA and a voltage of 50 to 90 V is applied to the non-melt graphite electrodes 6. In this case, a liquid slag layer forms in the cooled mold 2 and forms an ee slag bath 12 as shown in FIG. The liquid slag layer formed for a longer time is still heated by the non-consumable electrodes 6. The slag bath 12 can also be formed differently, for example by casting particularly molten liquid slag into the chilled mold 2, and also a layer of solidified slag 13 is formed in the gap between the metal support 4 and the wall of the chilled mold 2. 12 in chilled mold 2.

Po vytvoření struskové lázně 12 se odlévá tekutý kov po dávkách. První dávka 14 tekutého kovu se odlévá do chlazené kokily 2 přes vrstvu struskové lázně 12, přičemž se zvedá pohonem £ zátková tyč 10 a tak se odkrývá výtokový otvor 2» j®k j® znázorněno na obr. 4. Odlévání první dávky 14 tekutého kovu podle vynálezu se provádí nepřetržitě tak, že se zátková tyč 10 udržuje ve zvednuté poloze až do ukončení odlévání. Při zaplňování chlazené kokily 2, se netavné grafitové elektrody £ postupně zvedají tak, aby jejich dolní konce byly atále ve struskové lázni 12 nad tekutým kovem.After the slag bath 12 has been formed, the liquid metal is cast in batches. The first liquid metal dose 14 is poured into the chilled mold 2 through a layer of slag bath 12, raising the stopper rod 10 by the drive 6, thus exposing the outlet opening 2 'shown in Fig. 4. The invention is carried out continuously by keeping the stopper rod 10 in the raised position until the casting is complete. When the chilled mold 2 is being filled, the non-melt graphite electrodes 6 are gradually raised so that their lower ends are at least in the slag bath 12 above the liquid metal.

197 851197 851

Po odlití první dávky 14 tekutého kovu se látkovou tyčí 10 uzavírá výtokový otvor χ licí pánve £, jak je znázorněno na obr. 5. Strueková lázeň 12 se dále ohřívá netavnými grafitovými elektrodami 2· Současně začíná tuhnout tekutý kov na povrchu kovová očkovací podložky £ a u stěn chlazené kokily 2.After the first liquid metal dose 14 has been cast, the cloth rod 10 closes the outflow opening χ of the ladle 4 as shown in FIG. 5. The teat bath 12 is further heated by non-melting graphite electrodes 2. At the same time the liquid metal begins to solidify walls of chilled mold 2.

Po ztuhnutí kovu první dávky 14 více než z poloviny vytváří se u stěn chlazené kokily 2 vrstva 15 ztuhlého kovu. V tu chvíli se přes vrstvu strueková lázně 12 začne odlévat druhá dávka tekutého kovu tak, že ee zvedne zátková tyč 10 a otevře se výtokový otvor χ licí pánve 6, jak je znázorněno na obr. 6. Odlévání druhé dávky tekutého kovu podle vynálezu se provádí nespojitě, proud tekutého kovu se periodicky přerušuje. Výhodně se proud tekutého kovu přeruáuje na 3 až 30 min, když výgka sloupce odlitého kovu druhé dávky činí 0,1 až 0,5 celkové výěky této odlévané dávky. Proud tekutého kovu se přeruěuje uzavíráním výtokového otvoru χ licí pánve 6 zátkovou tyčí 10, jak je znázorněno na obr. 7. Během přeruěení v odlité dávce tekutého kovu probíhá částečné tuhnutí odlitého kovu u stěn chlazené kokily 2 a zesílení vrstvy 15 ztuhlého kovu, které stačí k zachycení hmotnosti kovu celé dávky nebo dalSího odlití. Nespojité odlévání druhé dávky dále pokračuje otevíráním a zavíráním výtokového otvoru 7 a jednorázová odlévání se střídají s přestávkami tak dlouho, dokud druhá dávka není zcela odlita, jak je znázorněno na obr. 8.After the solidification of the first batch 14 has solidified more than half, a solidified metal layer 15 is formed at the walls of the chilled mold 2. At this point, a second batch of liquid metal is poured over the teat bath layer 12 by lifting the stopper rod 10 and opening the discharge opening χ of the ladle 6 as shown in FIG. 6. The second batch of liquid metal according to the invention is cast. discontinuously, the flow of liquid metal is periodically interrupted. Preferably, the liquid metal stream is interrupted for 3 to 30 minutes when the cast metal column height of the second batch is 0.1 to 0.5 of the total height of the cast batch. The flow of liquid metal is interrupted by closing the outflow opening χ of the ladle 6 with the stopper rod 10 as shown in FIG. 7. During the interruption in the cast liquid metal batch, the solidified metal is partially solidified at the cooled chill mold walls 2 and thickened by the solidified metal layer 15. to retain the weight of the metal throughout the batch or further casting. The discontinuous casting of the second batch is continued by opening and closing the outflow opening 7, and the one-off casting alternates with pauses until the second batch is completely cast, as shown in Figure 8.

Po odlití druhé dávky tekutého kovu ohřívá se strusková lázeň 12 dále netavnými elektrodami 2· Po 5 až 20 hodinách, podle hmotnosti dávky, se po ztuhnutí kovu drtihé dávky více než zpoloviny odlévá přes vrstvu strueková lázně 12 třetí dávka tekutého kovu. Odlévání třetí a všech dalSích dávek se podle vynálezu provádí tak, že se proud tekutého kovu periodicky přeružuje jako při odlévání druhé dávky.After the second batch of liquid metal has been cast, the slag bath 12 is further heated by the non-consumable electrodes 2. After 5 to 20 hours, depending on the weight of the batch, the third batch of liquid metal is poured over the teat bath layer 12 more than half. According to the invention, the casting of the third and all other batches is carried out by periodically breaking the liquid metal stream as in the second batch casting.

Po odlití poslední dávky tekutého kovu do chlazené kokily χ ee odstraňuje staženina tak, že se ohřívá strusková lázeň 12 nad ingotem 16 netavnými grafitovými elektrodami jak je znázorněno ne obr. 9.After pouring the last batch of liquid metal into the chilled mold, ε ee removes the deposit by heating the slag bath 12 above the ingot 16 with non-melt graphite electrodes as shown in Figure 9.

Dále jsou uvedeny příklady provedení způsobu elektrostruskového odlévání kovových ingotů podle vynélezu.The following are exemplary embodiments of a method of electroslag casting of metal ingots according to the invention.

Příklad 1Example 1

Při výrobě velkých kovových ingotů hmotnosti 200 t používá se vodou chlazená kokila o průměru 2,5 m a výěce 6 m. Tato chlazené kokila se postaví na podstavec, na němž je uložena kovová očkovací podložka. Do kokily se zavedou tři nebo Šest grafitových elektrod tak, že se jejich dolní konce dotýkají kovové očkovací podložky. Průměr každé grafitové elektrody činí 250 až 500 mm. Do chlazené kokily se nasype etruská nebo směs vsázkových složek etrusky. Ke grafitovým elektrodám ee přivede elektrický proud, jehož velikost se udržuje od 10 do 20 kA a napětí od 50 do 90 V. Přitom se v chlazená kokile vytvoří strueková lázeň, stále ohřívaná grafitovými elektrodami. Po vytvoření strusková lázně se do chlazené kokily přes vrstvu strusková lázně odlévá první dávka tekutého kovu, jejíž hmot197 8S1 noat činí 50 t. Odlévání první dávky tekutého kovu je nepřetržité trvale otevřeným výtokovým otvorem licí pánve· Po odlití první dávky tekutého kovu ee Strusková lázeň déle ohřívá grafitovými elektrodami po dobu 7 až 14 hod. Po ztuhnutí kovu první dávky více než «poloviny odlévá ee druhá dávka tekutého kovu tak, Že ee pravidelně přerušuje proud tekutého kovu zátkovou tyčí licí pánve. Proud tekutého kovu ee přeružuje na 3 min, když výška sloupce najednou odlitého kovu čini 0,1 celkové výšky odlévané dávky. Po odlití drúhé dávky, když její hmotnost čini 50 t, prodlužuje ee ohřev struskové lázně po dobu 7 až 14 h. Jakmile kov druhé dávky ztuhl více než zpoloviny, odlévá se třetí dávka a dal Sí dávky tak, jak je popsáno na přikladu odléváni druhé dávky. Po odlití poslední dávky tekutého kovu odstraňuje se staženina ohřevem struskové lázně grafitovými elektrodami. Způaob podle tohoto příkladu provedení je vhodný pro odlévání ingotů o hmotnosti nad 50 t z ocelí obsahujících do 0,45 Z uhlíku.In the manufacture of large metal ingots weighing 200 t, a water cooled chill with a diameter of 2.5 m and a height of 6 m is used. This chilled chill is placed on a base on which a metal inoculation pad is placed. Three or six graphite electrodes are introduced into the ingot mold so that their lower ends contact the metal inoculation pad. The diameter of each graphite electrode is 250 to 500 mm. Etruscan or a mixture of Etruscan charge components is poured into the chilled mold. An electric current is maintained to the graphite electrodes, the magnitude of which is maintained from 10 to 20 kA and the voltage is from 50 to 90 V. In this way, a teat bath is formed in the cooled mold, still heated by the graphite electrodes. After the slag bath has been formed, the first batch of liquid metal is poured into the cooled ingot mold through a layer of slag bath, the mass of which is no more than 50 tons. Casting of the first batch of liquid metal is continuously continuous through the discharge port of the ladle. After the solidification of the first batch metal more than half, the second batch of liquid metal is poured by regularly interrupting the flow of liquid metal with the stopper rod of the ladle. The liquid metal stream ee breaks for 3 min when the column height of the cast metal is 0.1 of the total casting height. After casting the coarse batch, when its weight is 50 t, the heating of the slag bath is prolonged for 7 to 14 h. benefits. After casting the last batch of liquid metal, the debris is removed by heating the slag bath with graphite electrodes. The process according to this embodiment is suitable for casting of ingots over 50 tons from steels containing up to 0.45 Z carbon.

Příklad 2Example 2

Odlévání kovářských ingotů hmotnosti 200 t, z ocelí obsahujících 0,20 až 0,50 % uhlí ku, ae provádí shora popsaným postupem s výjimkou doby přerušení proudu tekutého kovu při odlévání druhé a dalších dávek. Proud tekutého kovu ea s výhodou přerušuje na 30 min, když výžka sloupce najednou odlévaného kovu Siní 0,1 celkové výšky odlévané dávky.The casting of forging ingots weighing 200 tons, of steels containing 0.20-0.50% carbon, is carried out as described above except for the time of interruption of the liquid metal stream during the casting of the second and subsequent batches. The flow of liquid metal ea preferably interrupts for 30 min when the height of the column of the cast metal at once is 0.1 of the total casting height.

Přiklad 3Example 3

Odlévání kovářského ingotu hmotnosti 50 t, z oceli obsahující 0,30 % uhlíku, ss provádí do chlazené kokily průměru 1,6 m a výšky 3,2 m. První dávka tekutého kovu se odlévá plynule tak dlouho, až její hmotnost Siní 10 t. Po ztuhnutí kovu první dávky více než .zpoloviny odlévá se druhá dávka, přičemž ae proud tekutého kovu periodicky přerušuje. Proud se přerušuje na 30 min, když výžka sloupce právě odlévaného kovu Siní 0,5 výšky celé druhé dávky. Odlévání třetí a dalších dávek tekutého kovu se provádí obdobně.The casting of a forging ingot weighing 50 tons, of steel containing 0.30% carbon, is carried out into a chilled mold of 1.6 m diameter and 3.2 m height. The first batch of liquid metal is continuously cast until its weight is 10 tons. solidifying the metal of the first batch more than half, the second batch being cast, wherein the flow of liquid metal periodically interrupts. The flow is interrupted for 30 min when the height of the just cast metal column is 0.5 of the height of the entire second batch. The casting of the third and subsequent batches of liquid metal is performed similarly.

Příklad 4Example 4

Odlévání kovářského ingotu hmotnosti 50 t, z oceli obsahující 0,25 % uhlíku, aa provádí stejně jako v předcházejícím příkladu s výjimkou doby přerušení proudu při odlévání druhé a dalších dávek. Proud tekutého kovu se v tomto případě přerušuje na 3 min, když výžka sloupce právě odlévaného kovu Siní 0,5 celkové výšky odlévané dávky.The casting of a forging ingot weighing 50 t, of steel containing 0.25% carbon, is carried out in the same manner as in the previous example except for the time of current interruption during the casting of the second and subsequent batches. In this case, the liquid metal stream is interrupted for 3 minutes when the height of the just cast metal column is 0.5 of the total casting height.

Příklad 5Example 5

Odlévání kovářského ingotu hmotnosti 200 t, z oceli obsahující 0,20 až 0,35 % uhlíku aa provádí s periodickým přerušováním proudu tekutého kovu při odlévání druhé a dalších dávek. Proud tekutého kovu se přerušuje na 12 min, když výška sloupce právě odlévaného kovu Siní 0,28 osikové výšky odlévané dávky. Tato obměna postupu ja univerzální a je vhodná při odlévání ingotů od 10 do 350 t z ocelí obsahujících od 0,10 do 0,60 % uhlíku.The casting of a forging ingot weighing 200 tons, of steel containing 0.20-0.35% carbon and carried out with periodic interruption of the liquid metal stream during the casting of the second and subsequent batches. The liquid metal stream is interrupted for 12 min when the height of the just cast metal column is 0.28 of the aspen height of the cast batch. This variation of the process is universal and is suitable for casting ingots of 10 to 350 tons from steels containing from 0.10 to 0.60% carbon.

197 8S1197 8S1

Shora popsaný postup elektrostruskového odlévání kovových ingotů je nejperspektivnSjSí pro výrobu vysoce jakostních kovářských ingotů hmotnosti od 40 do 350 a více tun, které jsou vhodné zejména na výrobu rotorů turbin o výkonu nad 1 000 KW v jednom agregátu. Podstatnou výhodou způsobu podle vynálezu ve srovnání se známým stavem techniky je to, že vylučuje vznik zavalenin na povrchu ingotu při dávkovaném elektroatruakovém odlévání a že současné nezmenšuje výrobnost tohoto způsobu odlévání.The above-described electroslag casting process for metal ingots is most promising for the production of high-quality forging ingots weighing from 40 to 350 tons and more, which are particularly suitable for producing turbine rotors with a power output of over 1,000 KW in a single unit. An essential advantage of the process according to the invention over the prior art is that it eliminates the formation of clogging on the ingot surface during metered electroatruction casting and that it at the same time does not reduce the production of this casting process.

K provádění způsobu podle vynálezu mohou být použita i jiná zařízení, než to, které bylo shora popsáno v konkrétním příkladu. Zejména k periodickému přerušování proudu tekutého kovu může být použita známá sklopná licí pánev, šoupátkový uzávěr nebo elektromagnetický dávkovači uzávěr.Other devices than those described in the specific example above may be used to carry out the process of the invention. In particular, the known tilting ladle, slide valve or electromagnetic metering valve can be used to periodically interrupt the flow of liquid metal.

Claims

1. A method of electroslag casting of metal ingots, in which a slag bath is formed in the chilled mold, which is heated by the non-molten electrodes and gradually poured liquid metal through the slag bath layer and into the chilled mold gradually in batches. The method according to claim 1, wherein the casting of the second and further batches of liquid metal is performed discontinuously by periodically interrupting the flow of liquid metal.

2. A method according to claim 1, characterized in that during casting of the crushed and other batches of liquid metal, the flow of liquid metal is temporarily interrupted as soon as the height of the column of the just poured liquid metal reaches 0.1 to 0.5 of the total height of the poured liquid metal batch.

3. A method according to claims 1 and 2, wherein the liquid metal flow is interrupted for a period of 3 minutes to 30 minutes when casting the second and further batches of liquid metal.