RU2174154C1 - Кристаллизатор для электрошлаковой наплавки - Google Patents
Кристаллизатор для электрошлаковой наплавки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2174154C1 RU2174154C1 RU2000121594/02A RU2000121594A RU2174154C1 RU 2174154 C1 RU2174154 C1 RU 2174154C1 RU 2000121594/02 A RU2000121594/02 A RU 2000121594/02A RU 2000121594 A RU2000121594 A RU 2000121594A RU 2174154 C1 RU2174154 C1 RU 2174154C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- section
- lead
- sections
- additional
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
Изобретение относится к специальной электрометаллургии, в частности к конструкциям для электрошлаковой наплавки. Кристаллизатор содержит четыре кольцеобразные водоохлаждаемые секции, расположенные по высоте, причем верхняя секция имеет защитную графитовую футеровку и является токоподводящей, две нижние секции являются формирующими, между верхней токоподводящей секцией и нижними формирующими секциями устанавливают дополнительную секцию, выполненную из электропроводящего материала, электрически изолированную от верхней и нижних секций изоляционными прокладками, источник питания с двумя токоподводами, причем первый токоподвод подключают к верхней токоподводящей секции, а второй - к наплавляемому изделию. В верхней токоподводящей и дополнительной секциях выполняют осевые сквозные пазы, в которых устанавливают изолирующие прокладки, при этом первый токоподвод подключают к одному концу верхней токоподводящей разрезанной секции на границе с пазом. Изобретение обеспечивает возможность электрошлаковой наплавки изделий с улучшенными электромеханическими свойствами наплавленного металла за счет лучшего смешивания расплавленного металла в шлаковой ванне путем увеличения скорости вращения шлаковой ванны. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к специальной электрометаллургии, в частности к конструкциям для электрошлаковой наплавки.
Известен кристаллизатор для электрошлакового переплава, содержащий формирующую часть и съемную шлаковую подставку, в котором с целью облегчения процесса удаления затвердевшего шлака после окончания плавки шлаковая подставка снабжена водоохлаждаемыми приводными штырями, установленными в горизонтальной плоскости в ее стенках с возможностью радиального перемещения (А.с. СССР N 645379, МКИ C 22 B 1/193, 1993 г.).
Этот кристаллизатор не пригоден для электрошлаковой наплавки изделий с плавлением некомпактного материала в шлаковой ванне.
Наиболее близким по технической сущности, принятым в качестве прототипа, следует признать кристаллизатор для электрошлаковой наплавки, содержащий четыре водоохлаждаемые секции, расположенные по высоте, из которых верхняя секция снабжена токоподподводом и является токопроводящей, две нижние секции являются формирующими и не изолированы друг от друга. Дополнительная секция между токоподводящей секцией и формирующими секциями электрически изолирована от этих секций с помощью изоляционных прокладок. Высота дополнительной секции с учетом толщины изоляционных прокладок не превышает толщины наплавляемого слоя. Высота первой формирующей секции равна 0,5-0,7 суммарной высоты формирующих секций. Токопроводящая секция на внутренней поверхности имеет графитовую защитную футеровку (патент РФ N 2139362, C 22 B 9/193, B 23 K 25/00, 10.10.99 г., N 28).
Недостатком данного кристаллизатора является невысокая прочность наплавленного слоя и наличие в нем раковин из-за нестабильности электрошлакового процесса, т.к. расплавленный металл плохо смешивается в шлаковой ванне.
Задача, на решение которой направлено техническое решение - улучшение физико-механических свойств наплавленного металла за счет лучшего смешивания расплавленного металла в шлаковой ванне, путем увеличения скорости вращения шлаковой ванны.
Поставленная задача достигается тем, что в кристаллизаторе для электрошлаковой наплавки, содержащем четыре кольцеобразные водоохлаждаемые секции, расположенные по высоте, верхняя секция является токопроводящей и имеет защитную графитовую футеровку, две нижние секции являются формирующими и не изолированы друг от друга, а дополнительная секция между токоподводящей и формирующей секциями, выполненная из электропроводящего материала, электрически изолирована от этих секций с помощью изоляционных прокладок, источник питания с двумя токоподводами, причем первый токоподвод подключают к верхней токоподводящей секции, а второй - к наплавляемому изделию. В верхней токоподводящей и дополнительной секциях выполняют осевые сквозные пазы, в которых устанавливают изолирующие прокладки, при этом первый токоподвод подключают к одному концу верхней токоподводящей разрезной секции на границе с пазом. Ко второму концу верхней кольцевой разрезанной секции на границе с пазом подключен дополнительный третий токоподвод, соединенный со вторым токоподводом через балластное сопротивление. К концам разрезанной дополнительной кольцевой секции на границе с пазом подключают токоподводы от дополнительного источника питания, имеющего частоту и фазу выходного напряжения основного источника питания.
Наличие сквозного паза в промежуточной секции препятствует возникновению тока в промежуточной секции, направленного противоположно току, протекающему по верхней секции, в результате возрастает магнитный поток, охватывающий шлаковую ванну, и скорость вращения шлаковой ванны возрастает.
Наличие балластного сопротивления, включенного между токоподводом от второго конца верхней секции и токоподводом от наплавляемого изделия, позволяет увеличить составляющую тока, протекающего по верхней кольцевой секции без захода в шлаковую ванну, что позволяет увеличить магнитный поток, охватывающий шлаковую ванну, и увеличить скорость ее вращения.
Подключение концов разрезанной дополнительной секции к дополнительному источнику питания, имеющего ту же частоту и фазу выходного напряжения, что и основной источник питания, позволяет увеличить магнитный поток, охватывающий шлаковую ванну, и увеличить скорость ее вращения.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 цифрами обозначены: 1 - токоподводящая секция; 2 - изоляционная прокладка на месте разреза первой секции; 3 - токоподвод; 4 - первая формирующая секция; 5 - вторая нижняя формирующая секция; 6 - промежуточная изолирующая секция; 7 - изоляционная прокладка на месте разреза промежуточной секции; 8 - изоляционные прокладки между секциями; 9 - графитовая защитная футеровка; 10 - наплавляемое изделие; 11 - токоподводящий поддон; 12 - металлическая затравка; 13 - токоподвод; 14 - шлаковая ванна; 15 - воронка; 16 - расплав.
На фиг. 2 показаны направления протекания тока по верхней секции, шлаковой ванне.
На фиг. 3 показана схема подключения промежуточной кольцевой секции к дополнительному источнику питания.
Заявленный кристаллизатор для шлаковой наплавки (фиг. 1) содержит четыре кольцевые водоохлаждаемые секции, расположенные по высоте, из которых верхняя секция 1, имеющая осевой разрез, в котором установлена изоляционная прокладка 2, снабжена токоподводом 3 и является электропроводящей, две нижние секции 4 и 5 являются формирующими и электрически представляют единое целое, т.е. не изолированы друг от друга. Промежуточная секция 6 кольцевыми изоляционными прокладками 7 электрически изолирована от токопроводящей секции 1 и первой формирующей секции 4. Секция 6 имеет осевой разрез, в котором установлена изолирующая прокладка 8. Секция 1 на внутренней поверхности имеет графитовую защитную футеровку 9.
Электрошлаковая наплавка с использованием заявляемого кристаллизатора осуществляется следующим образом. Изделие 10 устанавливается на токоподводящий поддон 11 с металлической затравкой 12, представляющей собой пластину, размеры которой таковы, что между внутренней поверхностью нижней формирующей секции 5 и торцом затравки 12 по всему периметру имеется зазор в 2-3 мм. Кристаллизатор одевается на изделие 10 так, чтобы нижний край секции 5 перекрывал на 3-5 мм торец затравки 12. Зазор между затравкой 12 и нижним краем секции 5 заделывается изоляционным материалом, например асбестовым шнуром.
Пространство между кристаллизатором и наплавляемым изделием 10 заполняется расплавленным шлаком до уровня 0,3-0,5 высоты токоподводящей секции 1. Между токоподводами 3 и 13 подается напряжение ~60 В. Через шлаковую ванну начинает протекать сварочный ток между секцией 1 и поддоном 11 через расплавленный шлак и наплавляемое изделие 10. Шлаковая ванна разогревается и, когда ее температура достигнет температуры плавления некомпактного материала, в шлаковую ванну 14, через воронку 15 начинается дозированная подача некомпактного материала, например, металлической дроби диаметром 2-3 мм, который, расплавляясь, оседает на дно шлаковой ванны 14 в виде расплава 16. Когда верхний уровень расплава 16 достигает уровня 0,7-0,8 от суммарной высоты секций 4 и 5 в нижней секции 5, металл расплава подвергается кристаллизации до уровня 0,5-1,0 ее высоты и начинается перемещение кристаллизатора вверх со скоростью роста кристаллизации. Подача некомпактного материала при этом дозируется в таком количестве, чтобы верхний уровень расплава 16 был стабильным на уровне 0,5-0,7 высоты секции 4.
Кристаллизатор перемещается вверх до тех пор, пока верхний уровень расплава 16 не достигнет верней границы наплавки изделия 10. После этого сварочное напряжение отключается, шлак из кристаллизатора удаляется и кристаллизатор снимается.
Поскольку токоподвод соединен только с одним концом верхней кольцеобразной разрезанной секции, то между концами секций есть разность потенциалов. Кроме того, разность потенциалов есть между любой точкой верхней кольцеобразной секцией и наплавляемым изделием, к нижнему концу которого подключен второй токоподвод.
На фиг. 2 показаны радиальная составляющая IR тока I, уходящая с секции в расплавленный металл, и тангенциальная составляющая I τ тока I, определяющая распределение тока по верхней секции. Тангенциальная составляющая тока I τ создает в наплавляемом изделии магнитный поток, под действием которого в расплавленном металле, находящемся в шлаковой ванне и промежуточной секции 3, наводится ЭДС. Взаимодействие тока, протекающего в расплавленном металле, с магнитным потоком определяет возникновение сил электромагнитного взаимодействия.
В результате в шлаковой ванне расплавленный металл и шлак совершают движение по кругу за счет возникающих сил взаимодействия электромагнитного потока и тока, протекающего через расплав. В промежуточной кольцевой секции 6 наводится ЭДС, и в случае отсутствия разреза кольца, по нему будет протекать вторичный ток, ослабляющий магнитный поток, в результате скорость вращения расплавленного металла и шлака в шлаковой ванне уменьшится. Для увеличения скорости вращения расплавленного металла в промежуточной секции 6 выполнен разрез, в который помещена изолирующая прокладка 7, препятствующая протеканию вторичного тока по кольцевой секции 6.
Для увеличения скорости вращения расплавленного металла в кристаллизатор введен дополнительный третий токопровод (см. фиг. 3), подключенный ко 2-му концу разрезанной кольцеобразной верхней секции 1, причем третий токоподвод соединен со вторым токоподводом через балластное сопротивление. Для большего увеличения скорости вращения расплавленного металла в шлаковой ванне концы разрезанной кольцевой промежуточной секции 6 могут быть подключены к источнику питания напряжением 3-5 B, имеющему такую же частоту и фазу, что и источник питания, подключенный к верхней секции 1. В результате по секции 6 будет протекать ток в том же направлении, что и по секции 1, и скорость вращения расплавленного металла в шлаковой ванне увеличивается.
Данная конструкция кристаллизатора позволяет повысить качество наплавки по следующим причинам: возрастает вращение шлаковой ванны, которое происходит с постоянной скоростью, некомпактный материал более равномерно распределяется по окружности бочки валка и в результате твердость по окружности бочки валка становится более равномерной.
Claims (3)
1. Кристаллизатор для электрошлаковой наплавки, содержащий четыре кольцеобразные водоохлаждаемые секции, расположенные по высоте, верхняя секция имеет защитную графитовую футеровку и является токоподводящей, две нижние секции являются формирующими, между верхней токоподводящей секцией и нижними формирующими секциями устанавливают дополнительную секцию, выполненную из электропроводящего материала, электрически изолированную от верхней и нижних секций изоляционными прокладками, источник питания с двумя токоподводами, причем первый токоподвод подключают к верхней токоподводящей секции, а второй - к наплавляемому изделию, отличающийся тем, что в верхней токоподводящей и дополнительной секциях выполняют осевые сквозные пазы, в которых устанавливают изолирующие прокладки, при этом первый токоподвод подключают к одному концу верхней токоподводящей разрезанной секции на границе с пазом.
2. Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что ко второму концу верхней токоподводящей разрезанной секции подключают дополнительный третий токоподвод, соединенный со вторым токоподводом через балластное сопротивление.
3. Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что к концам разрезанной дополнительной секции на границе с пазом подключают токоподводы от дополнительного источника питания, имеющего частоту и фазу выходного напряжения основного источника питания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000121594/02A RU2174154C1 (ru) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Кристаллизатор для электрошлаковой наплавки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000121594/02A RU2174154C1 (ru) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Кристаллизатор для электрошлаковой наплавки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2174154C1 true RU2174154C1 (ru) | 2001-09-27 |
Family
ID=48231254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000121594/02A RU2174154C1 (ru) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Кристаллизатор для электрошлаковой наплавки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2174154C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003074215A1 (fr) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'novo-Kramatorsky Mashinostroitelny Zavod' | Procede de rechargement sous laitier electroconducteur des cylindres composites et dispositifs pour mettre en oeuvre ce procede |
-
2000
- 2000-08-11 RU RU2000121594/02A patent/RU2174154C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003074215A1 (fr) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'novo-Kramatorsky Mashinostroitelny Zavod' | Procede de rechargement sous laitier electroconducteur des cylindres composites et dispositifs pour mettre en oeuvre ce procede |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3775091A (en) | Induction melting of metals in cold, self-lined crucibles | |
EP0538024B1 (en) | Segmented cold-wall induction melting crucible | |
JP3691859B2 (ja) | 導電性材料から成る固体皮膜を溶解するための装置 | |
US4305451A (en) | Electroslag remelting and surfacing apparatus | |
AU708603B2 (en) | Electrode for plasma generator the generator comprising same and process for treatment of solidifying liquid metal | |
JP2014217890A (ja) | 連続鋳造鋳型を用いる金属インゴットにおいて気泡又はガスポケットを減らす方法及び装置 | |
RU2174154C1 (ru) | Кристаллизатор для электрошлаковой наплавки | |
WO1981001812A1 (en) | Method of build up welding of member having cylindrical surface and apparatus for executing the same | |
JPH10103875A (ja) | コールドクルーシブル誘導溶解炉 | |
US4185682A (en) | Electroslag remelting and surfacing apparatus | |
US5963579A (en) | Method of heating a molten metal in a continuous casting tundish using a plasma torch, and tundish for its implementation | |
JPS58197232A (ja) | 複合鋼塊の製造法 | |
RU2139362C1 (ru) | Кристаллизатор для электрошлаковой наплавки | |
RU2309997C2 (ru) | Кристаллизатор для формирования слитков в электронно-лучевых печах | |
AU712223B2 (en) | Method for inductive heating of a fireproof moulding part and a correspondingly designed moulding part | |
RU2425156C2 (ru) | Способ контроля и стабилизации межэлектродного промежутка | |
US5275229A (en) | Magnetic suspension melting apparatus | |
SU341323A1 (ru) | Способ электрошлаковой отливки слитков | |
GB2149334A (en) | Electroslag refining process | |
RU2071979C1 (ru) | Устройство для электрошлаковой разливки стали и сплавов | |
GB1568746A (en) | Electrosing remelting and surfacing apparatus | |
AU645706B2 (en) | Anode for a direct current arc furnace | |
RU2174153C1 (ru) | Способ электрошлаковой наплавки прокатных валков | |
RU2093329C1 (ru) | Способ электрошлаковой наплавки и устройство для его осуществления | |
US3782445A (en) | Method of casting a plurality of ingots in a consumable electrode furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100812 |