CS209192B1

CS209192B1 - The way to start with electroslag remelting of metals and alloys

Info

Publication number: CS209192B1
Application number: CS231874A
Authority: CS
Inventors: Pavel Cizmarik
Original assignee: Pavel Cizmarik
Priority date: 1974-04-01
Filing date: 1974-04-01
Publication date: 1981-11-30

Abstract

Účelom vynálezu je zjednodušený spósob přípravy k startu elektrotroskového pretavovania kovov a zliatin vo tvare odtavných elektrod pod i pracovnou troskou vo vodou chladenom kryštaliI zátore, uloženom na vodou chladenej základovej i doske. Vynález je vyznačený tým, že sa práškový kov ! alebo prášková kovová zliatina alebo zmes práško5 vých kovov 4 rovnakého chemického zloženia ako odtavná elektroda 6 nasype do rúrky 3 o priemere zhodnom s priemerom odtavnej elektrody a uloženéj na vodou chladenej základovej doske 2, pričom medzera medzi rúrkou 3 a vnútomou stěnou chladeného kryštalizátora 1 sa do úrovně výšky stípca nasypaného práškového kovu, práškovej zliatiny alebo zmesi práškových kovov 4 zasype pracovnou troskou 5, potom sa rúrka 3 z chladeného kryštalizátora 1 vyberie, odtavná elektroda 6 sa spustí na vzdialenpsť 1 až 3 mm od povrchu nasypaného stípca práškového kovu, zliatiny alebo zmesi práškových kovov 4 a medzera medzi odtavnou elektrodou 6 a vnútomou stěnou chladeného kryštalizátora 1 sa zasype práškovým troškovým materiálom 7 v množstve 5 až 10 % hmotnostných pracovnej trosky 5 a o zložení 40 až 50 % kysličníka manganatého, 35 až 45 % kysličníkakřemičitého, 8 až 12 % kysličníka vápenatého a 1,5 až 4,5 kysličníka hlinitého o zrnitosti 0,2 až 1,5 mm, ktorý sa pokryje zbytkom pracovnej trosky 5 a potom sa zapne elektrický prúd.The purpose of the invention is a simplified method of preparation for the start of electroslag remelting of metals and alloys in the form of melting electrodes under the working slag in a water-cooled crystal slurry, placed on a water-cooled base plate. The invention is characterized in that the powdered metal! or a powdered metal alloy or a mixture of powdered metals 4 of the same chemical composition as the melting electrode 6 is poured into a tube 3 with a diameter identical to the diameter of the melting electrode and placed on a water-cooled base plate 2, while the gap between the tube 3 and the inner wall of the cooled crystallizer 1 is filled with working slag 5 to the level of the height of the column of poured powdered metal, powdered alloy or mixture of powdered metals 4, then the tube 3 is removed from the cooled crystallizer 1, the melting electrode 6 is lowered to a distance of 1 to 3 mm from the surface of the poured column of powdered metal, alloy or mixture of powdered metals 4 and the gap between the melting electrode 6 and the inner wall of the cooled crystallizer 1 is filled with powdered slag material 7 in an amount of 5 to 10% by weight of working slag 5 and having a composition of 40 to 50% manganese oxide, 35 to 45% silica, 8 to 12% calcium oxide and 1.5 to 4.5% alumina with a grain size of 0.2 to 1.5 mm, which is covered with the rest of the working slag 5 and then the electric current is turned on.

Description

(54) Sposob startu pri elektrotroskovom přetavovaní kovov a zliatin(54) Starting method for electroslag remelting of metals and alloys

Anotáciaannotation

Účelom vynálezu je zjednodušený spósob přípravy k startu elektrotroskového pretavovania kovov a zliatin vo tvare odtavných elektrod pod i pracovnou troskou vo vodou chladenom kryštaliI zátore, uloženom na vodou chladenej základovej i doske.The purpose of the invention is a simplified method of preparation for the start of electroslag remelting of metals and alloys in the form of consumable electrodes under a working slag in a water-cooled crystal bed mounted on a water-cooled base plate.

Vynález je vyznačený tým, že sa práškový kov ! alebo prášková kovová zliatina alebo zmes práško5 vých kovov 4 rovnakého chemického zloženia ako odtavná elektroda 6 nasype do rúrky 3 o priemere zhodnom s priemerom odtavnej elektrody a uložené j na vodou chladenej základovej doske 2, pričom medzera medzi rúrkou 3 a vnútomou stěnou chladeného kryštalizátora 1 sa do úrovně výšky stípca nasypaného práškového kovu, práškovej zliatiny alebo zmesi práškových kovov 4 zasype pracovnou troskou 5, potom sa rúrka 3 z chladeného kryštalizátora 1 vyberie, odtavná elektroda 6 sa spustí na vzdialenpsť 1 až 3 mm od povrchu nasypaného stípca práškového kovu, zliatiny alebo zmesi práškových kovov 4 a medzera medzi odtavnou elektrodou 6 a vnútomou stěnou chladeného kryštalizátora 1 sa zasype práškovým troškovým materiálom 7 v množstve 5 až 10 % hmotnostných pracovnej trosky 5 a o zložení 40 až 50 % kysličníka manganatého, 35 až 45 % kysličníka křemičitého, 8 až 12 % kysličníka vápenatého a 1,5 až 4,5 kysličníka hlinitého o zrnitosti 0,2 ažThe invention is characterized in that the powdered metal is coated with a metal. or a powdered metal alloy or a mixture of powdered metals 4 of the same chemical composition as the consumable electrode 6 is poured into a tube 3 with a diameter equal to the diameter of the consumable electrode and deposited on a water-cooled base plate 2, the gap between the tube 3 and the inner wall of the cooled crystallizer 1 to the level of column of powdered metal powder, alloy powder or powdered metal mixture 4 is covered with working slag 5, then the tube 3 of the cooled crystallizer 1 is removed, the melting electrode 6 is lowered 1 to 3 mm from the surface of powdered metal powder, alloy or powder metal mixture 4 and the gap between the consumable electrode 6 and the inner wall of the cooled crystallizer 1 is covered with powdered powdered material 7 in an amount of 5 to 10% by weight of working slag 5 and of 40-50% manganese dioxide, 35-45% silica, 8- 12% oxygen % of calcium oxide and 1.5 to 4.5 alumina with a grain size of 0.2 to 4.5

1,5 mm, ktorý sa pokryje zbytkom pracovnej trosky 5 a potom sa zapne elektrický prúd.1.5 mm, which is covered with the remainder of the working slag 5 and then the electric current is switched on.

.209192 _____________________ ____________'.209192 _____________________ ____________ '

Vynález rieši spósob startu pri elektrotroskovom j přetavovaní kovov a zliatin.The invention provides a method of starting in electroslag remelting of metals and alloys.

Elektrotroskové pretavovanie je bezoblúkové spracovanie kovov a zliatin, ktoré spočívá v rafinovaní tzv. odtavnej elektrody, ponorenej do roztavenej trosky. Přitom spotřebovávané teplo je l dodávané prechodom elektrického prúdu cez roztavená trosku. Roztavený kov vo formě kvapiek, prechádzajúcich cez troškový kúpel’, sa hromadí vo vodou chladenom kryštalizátore, tvoriac tak postupné ingot.Electroslag remelting is the arc-free treatment of metals and alloys, which consists in refining the so-called. a consumable electrode immersed in molten slag. The heat consumed is supplied by passing electrical current through the molten slag. The molten metal in the form of drops passing through the splash bath 'accumulates in a water-cooled crystallizer, forming a progressive ingot.

Doposial známe spósoby štartu pri elektrotroskovom přetavovaní kovov a zliatin sú založené na použití pevných podložiek spolu s termitovými zmesami alebo v poslednej době sa používá pre j start roztavenej pracovnej trosky, pripravenej vo ; zvláštněj peci. Táto roztavená pracovná troska j před začiatkom pretavovania sa odpichne do vodou chladeného kryštalizátora. Nevýhodou pevných podložiek s termitovými zmesami je poměrně velký patný odpad kovu, spósobený nekvalitnou spodnou častou přetaveného ingotu ako aj zvýšené náklady na použitá termitová zmes. V případe použitia roztavenej pracovnej trosky je potřebné ďalšie zariadenie na tavenie trosky, čo je spojené so značnou spotřebou elektrickej energie, elektrod | a žiaruvzdorných materiálov.Hitherto known methods of starting in the electroslag remelting of metals and alloys are based on the use of solid supports together with termite mixtures, or more recently it has been used to start a molten working slag prepared in; strange furnace. This molten working slag is tapped into a water-cooled crystallizer prior to remelting. A disadvantage of solid pads with termite mixtures is the relatively large foot scrap of the metal, caused by the poor quality of the lower part of the remelted ingot, as well as increased costs for the termite mixture used. If molten working slag is used, additional slag melting equipment is required, which is associated with a significant consumption of electricity, electrodes | and refractory materials.

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené spósobom štartu pri elektrotroskovom přetavovaní kovov a zliatin podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že sa práškový kov alebo prášková kovová zliatina alebo zmes práškových kovov, rovnakého chemického zloženia ako odtavná elektroda, nasype do rúrky o priemere zhodnom s priemerom odtavnej elektrody a uloženej na vodou chladenej základovej doske, medzera medzi rúrkou a vnútorňou stěnou chladeného kryštalizátora sa do úrovně výšky stípca nasypaného práškového kovu alebo práškovej zliatiny alebo zmesi práškových kovov zasype pracovnou troskou, potom sa rúrka z chladeného kryštalizátora vyberie, odtavná elektroda sa spustí na vzdialenosť 1 až 3 mm od povrchu nasypaného stípca práškového kovu alebo zliatiny alebo zmesi práškových kovov a medzera medzi odtavnou elektrodou a vnútornou stěnou chladeného kryštalizátora sa zasype práškovým troškovým materiálom v množstve 5 až 10 % hmotnostných pracovnej trosky a o zložení 40 až 50 % kysličníka manganatého, 35 až 45 % kysličníka křemičitého, 8 až 12 % kysličníka vápenatého a 1,5 až 4,5 % kysličníka hlinitého o zrnitosti 0,2 ažThe above-mentioned drawbacks are eliminated by the start-up process of the electroslag remelting of metals and alloys according to the invention, which consists in pouring a metal powder or metal alloy powder or a mixture of metal powder of the same chemical composition as the consumable electrode into a tube of diameter and deposited on the water-cooled base plate, the gap between the tube and the inner wall of the cooled crystallizer is covered with working slag to the height of the column of powdered metal powder or alloy or powder metal mixture, then the tube is removed from the cooled crystallizer. up to 3 mm from the surface of the poured column of powdered metal or alloy or powdered metal mixture and the gap between the consumable electrode and the inner wall of the cooled crystallizer is covered with powdered particulate material in an amount of 5 to 10% by weight of working slag and having a composition of 40 to 50% manganese oxide, 35 to 45% silica, 8 to 12% calcium oxide and 1.5 to 4.5% alumina with a grain size of 0.2 to

1,5 mm, ktorý sa pokryje zbytkom pracovnej trosky a potom sa zapne elektrický prúd.1.5 mm, which is covered with the rest of the working slag and then switched on.

Tieto kovy, zliatiny alebo zmesi kovov v práškovom stave podlá vynálezu nahradzujú pevnú podložku a umožňujú start v tom zmysle, že po zapnutí elektrického prúdu oblúkový pochod přejde okamžité na odporový aj bez použitia termitovej zmesi alebo roztavenej pracovnej trosky. Spósob štartu pri elektrotroskovom přetavovaní kovov a zliatin podra vynálezu sa móže s výhodou využit’ zvlášť pri přetavovaní čistých kovov a špeciálnych zložitých !The metals, alloys or powder mixtures of the present invention replace the solid support and allow start in the sense that when the electrical current is turned on, the arc process will immediately switch to the resistive process without the use of a termite mixture or molten working slag. The starting method of the electroslag remelting of metals and alloys according to the invention can be advantageously used, in particular, for remelting pure metals and special complexes!

^! zliatin, keď je obyčajne nutné použit’ pre Start len materiál, totožný svojím chemickým zloženíní : s přetavovaným. Tento problém je zvlášť ťažko riešitelný ak sa pre pretavovanie má použit' pevná i podložka. Použitie kovov, zliatin alebo zmesi kovov v práškovom stave umožňuje jednoduchým spósobom pripraviť materiál, určený na použitie pre Start o takom chemickom zložení, ktoré nemá vplyv na chemické zloženie přetaveného kovu. ^! alloys, when it is usually necessary to use only a material identical to its chemical composition: remelted. This problem is particularly difficult to solve if a solid washer is also to be used for remelting. The use of metals, alloys or powder mixtures in a powdered state makes it possible in a simple manner to prepare a material to be used for start with a chemical composition that does not affect the chemical composition of the molten metal.

Je předpoklad jeho úspěšného použitia aj pri róznych kombináciách zapojenia zariadení na elektrotroskové pretavovanie ako aj pri použití elektrotroskového pretavovania róznych kovov, zliatin a širokého sortimentu značiek ocelí.It is a prerequisite for its successful application even in the various combinations of electroslag remelting devices as well as in the use of electroslag remelting of non-ferrous metals, alloys and a wide range of steel brands.

Dalšou výhodou štartu pri elektrotroskovom přetavovaní kovov a zliatin podťa vynálezu je vedía jednoduchosti vlastnej přípravy k štartu aj radikálně zmiernenie pomeme velkých výchyliek ampérického zaťaženia, ktoré sú typické predovšetkým pri bežnom spósobe štartu za použitia pevných podložiek s termitovou zmesou.A further advantage of starting in the electrosmelt remelting of metals and alloys according to the invention is, in addition to the ease of preparation itself to start, and radically mitigate the relatively large variations in ampere load, which are typical especially in the conventional starting method using solid thermite pads.

Spósobom štartu podlá vynálezu dochádza tiež za ovela kratší čas k stabiíizácii elektrického režimu a tým k možnosti v kratšom čase zapojiť automatickú reguláciu posuvu odtavnej elektrody a tým zvýšiť využitie přetaveného kovu zmenšením odpadu.The start-up process according to the invention also results in a much shorter time in the stabilization of the electric mode and thus the possibility of engaging the automatic control of the deposition of the consumable electrode in a shorter time and thus increasing the utilization of the remelted metal by reducing waste.

Na priloženom výkrese jě znázorněný postup přípravy štartu na obr. 1 a stav přípravy štartu před zapnutím elektrického prúdu na obr. 2.The process for preparing the start in FIG. 1 and the start-up state before the electric current is switched on in FIG. Second

Pri príprave k štartu elektrotroskového pretavovania kovov a zliatin sa postupuje tak, že do středu vodou chladeného kryštalizátora 1, obr. 1, umiestneného na vodou chladenej základovej doske 2, sa vloží kovová rúrka 3, ktorá siáha až na vodou chladenú základovú došku 2. Do tejto kovověj rúrky 3, ktorej vonkajší priemer má byť rovný priemeru, resp. prierezu odtavnej elektrody, pričom hrúbka steny rúrky móže byť 0,15 až 3,0 mm, sa nasype potřebné množstvo práškového kovu, zliatiny alebo zmes práškových kovov 4. Do úrovně výšky práškového kovu, práškovej zliatiny alebo zmesi práškov kovov 4 v kovověj rúrke 3 sa do priestoru medzi vnútornú stenu kryštalizátora 1 a vonkajšou stěnou rúrky 3 nasype potřebné množstvo pracovnej trosky 5. Potom sa kovová rúrka 3 vyberie z kryštalizátora 1. Následuje spustenie odtavnej elektródy 6, obr. 2, až do vzdialenosti 1 až 3 mm nad úroveň práškového kovu 4 a pracovnej trosky 5. Potom sa do medzery medzi odtavnú elektródu 6, obr. 2, a vnútornú stenu kryštalizátora 1 nasype práškový troškový materiál 7 v množstve 5 až 10 % hmotnostných pracovnej trosky a ostatně množstvo pracovnej trosky 5. Zapnutím elektrického prúdu je možné uskutočniť vlastný Start, ktorý pokračuje prechodom oblúkového pochodu okamžité na odporový a po ustálení prúdového zaťaženia sa zariadenie přepojí na automatickú reguláciu posuvu odtavnej elektródy.To prepare for the start of electroslag remelting of metals and alloys, proceed in such a way that the center of the water-cooled crystallizer 1, FIG. 1, placed on the water-cooled base plate 2, a metal tube 3 is inserted which extends up to the water-cooled base plate 2. Into this metal tube 3, the outer diameter of which is to be equal to the diameter or to the diameter of the base. a cross section of the consumable electrode, where the wall thickness of the tube may be 0.15 to 3.0 mm, is poured the required amount of powder metal, alloy or powder metal mixture 4. Up to the height of the powder metal, powder alloy or The necessary amount of working slag 5 is poured into the space between the inner wall of the crystallizer 1 and the outer wall of the tube 3. Then, the metal tube 3 is removed from the crystallizer 1. 2, up to a distance of 1 to 3 mm above the level of the powder metal 4 and the working slag 5. Then, the gap between the consumable electrode 6, FIG. 2, and the inner wall of the crystallizer 1 is sprinkled with powdered powdery material 7 in an amount of 5 to 10% by weight of the working slag and, moreover, the amount of the working slag 5. the device is switched to automatic regulation of the displacement of the consumable electrode.

Spósob štartu pri elektrotroskovom přetavovaní kovov a zliatin podlá vynálezu bol úspěšně vyskúšaný pri elektrotroskovom přetavovaní zložitých antikoróznych ocelí za použitia zmesi kovov v praš- í kovom stave, ako železo, ferochróm, feromolybdén, nikel, feroniób a ďalšie. Příkladné množstvo práškového kovu na start bolo, pri priemere kryštalizátora 50 mm, 50 až 100 g. Vonkajší priemer kovověj rúrky 3, ktorou sa dávkoval práškový kov 4 pře start do kryštalizátora 1, bol rovný priemeru odtavnej elektrody. Příkladné zloženie pracovnej trosky bolo nasledujúce: 20 až 25 % A1₂O₃, 22 až 30 % BaO, 15 až 25 % CaF₂, 5 až j 15 % CaO, 1,5 až 20 % SiO₂, 0,1 až 1,0 % FeO, ! 0,3 až 0,8 % MnO a 0,3 až 4,5 % TiO₂. Práškový troškový materiál mal zloženie: 40 až 50 % MnO,The electroslag remelting process of metals and alloys according to the invention has been successfully tested in electroslag remelting of complex stainless steels using a metal powder mixture such as iron, ferro-chromium, ferro molybdenum, nickel, feronium and others. An exemplary amount of powdered metal to start was 50-100 g at a crystallizer diameter of 50 mm. The outer diameter of the metal tube 3 through which the powdered metal 4 was dispensed before starting into the crystallizer 1 was equal to the diameter of the consumable electrode. An exemplary composition of the working slag was as follows: 20 to 25% Al ₂ O ₃ , 22 to 30% BaO, 15 to 25% CaF ₂ , 5 to 15% CaO, 1.5 to 20% SiO ₂ , 0.1 to 1 , 0% FeO,! 0.3 to 0.8% MnO and 0.3 to 4.5% TiO ₂ . The powdered particulate material had a composition of 40 to 50% MnO,

Claims

SUBJECT

Method of preparation for the start of the electrotroses pre-! melting of metals and metal alloys in the form of consumable electrodes under a working slag in a water-cooled crystallizer deposited on a water-cooled base plate, characterized in that powdered metal or powdered metal alloy or powdered metal mixture of the same chemical composition as the consumable electrode is poured into a tube having a diameter equal to that of the consumable electrode and deposited on a water-cooled base plate, the gap between the tube and the inner wall of the cooled crystallizer is equal to the column height of the powdered metal powder or alloy or powder metal mixture

35 to 45% SiO ₂ , 8 to 12% CaO and 1.5 to 4.5% Al ₂ O ₃ . Chromium, chromium-nickel, chromium-molybdenum, chromium-nickel-molybdenum, and chromium-nickel-chromium steels were produced by electrospray remelting using the inventive start. The amount of working slag ranged from 4 to 16% by weight of the steel ingots and the amount of powdered particulate material represented 5 to 10% by weight of the working slag. Using the start method of the invention, it was not necessary to treat the lower part of the ingots, and within 3 to 10 seconds after the electrical power was turned on, the remelting device was switched to automatic control of the displacement of the consumable electrode.

OF THE INVENTION is covered with a working slag, then the tube is removed from the cooled crystallizer, the melting electrode is lowered 1 to 3 mm from the surface of the powdered metal powder or alloy or powder metal mixture surface and the gap between the melting electrode and the inner wall is cooled in an amount of 5 to 10% by weight of the working slag and 40 to 50% of manganese oxide, 35 to 45% of silica, 8 to 12% of calcium oxide and 1.5 to 4.5% of alumina with a grain size of 0.2 to

1.5 mm, which is covered with the rest of the working slag and then switched on.