RU2233895C1 - Method of production of expendable electrodes - Google Patents

Method of production of expendable electrodes Download PDF

Info

Publication number
RU2233895C1
RU2233895C1 RU2003108193/02A RU2003108193A RU2233895C1 RU 2233895 C1 RU2233895 C1 RU 2233895C1 RU 2003108193/02 A RU2003108193/02 A RU 2003108193/02A RU 2003108193 A RU2003108193 A RU 2003108193A RU 2233895 C1 RU2233895 C1 RU 2233895C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
expendable
production
liquid metal
electrodes
pellets
Prior art date
Application number
RU2003108193/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003108193A (en
Inventor
В.И. Чуманов (RU)
В.И. Чуманов
И.В. Чуманов (RU)
И.В. Чуманов
тыгин Д.А. П (RU)
Д.А. Пятыгин
В.В. Вотинов (RU)
В.В. Вотинов
Original Assignee
Южно-Уральский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Южно-Уральский государственный университет filed Critical Южно-Уральский государственный университет
Priority to RU2003108193/02A priority Critical patent/RU2233895C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2233895C1 publication Critical patent/RU2233895C1/en
Publication of RU2003108193A publication Critical patent/RU2003108193A/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: electrometallurgy; production of expendable electrodes.
SUBSTANCE: the invention is dealt with a method of production of expendable electrodes is pertinent to the field of electrometallurgy in particular to production of expendable electrodes for an electroslag remelting. The method provides for a filling up of the metallized pellets with a molten metal simultaneously fed to the ingot mould in the ratio of (2.7-3.3) : 1 with the pellets feeding rate of 3...5 kg\sec and molten metal of 1...2 kg\sec. The invention allows to produce an expendable electrode with a high chemical homogeneity and sufficient mechanical strength. As a result of an electroslag remelting of the expendable electrode, an ingot is produced, that has a dense defect-free structure with a sufficiently good surface and the lowest cost price.
EFFECT: the invention allows to produce an expendable electrode of high chemical homogeneity, sufficient mechanical strength, a dense defect-free structure, the lowest cost price.
3 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области электрометаллургии, в частности к получению расходуемых электродов для электрошлакового переплава.The invention relates to the field of electrometallurgy, in particular to the production of consumable electrodes for electroslag remelting.

Известен способ получения расходуемых электродов, при котором методом изостатического прессования металлизованных окатышей средним диаметром 1,2 см при давлении 559 МПа с добавками и без добавок легирующих присадок изготовляются стержни размером 5×5×25 см. Расходуемый электрод состоит из трех сваренных встык стержней массой по 3,2 кг каждый. Углеродосодержащие добавки, например карбид кремния, карбид титана или их смесь, вводятся либо сразу в состав переплавляемых электродов перед прессованием, либо даются на шлак [1].A known method for producing consumable electrodes, in which rods of size 5 × 5 × 25 cm are made with isostatic pressing of metallized pellets with an average diameter of 1.2 cm at a pressure of 559 MPa with additives and without additives of alloying additives. The consumable electrode consists of three butt welded rods with a mass of 3.2 kg each. Carbon-containing additives, such as silicon carbide, titanium carbide, or a mixture thereof, are introduced either directly into the composition of the remelted electrodes before pressing, or are given to the slag [1].

Недостатком данного способа является то, что наблюдаются повышенное содержание углерода и кремния в слитке после переплава, неравномерное распределение углерода по высоте слитка (содержание его в нижней части значительно больше, чем в верхней), неодинаковая степень обжатия, приводящая впоследствии к недостаточной механической прочности, что затрудняет получение расходуемых электродов большого диаметра.The disadvantage of this method is that there is an increased content of carbon and silicon in the ingot after remelting, an uneven distribution of carbon along the height of the ingot (its content in the lower part is much higher than in the upper), uneven compression ratio, which subsequently leads to insufficient mechanical strength, which makes it difficult to obtain consumable electrodes of large diameter.

Известен способ получения расходуемых электродов, включающий прессование засыпанных шихтовых материалов порциями в матрицу и при этом в первую порцию шихтовых материалов вводятся лигатурные добавки в количестве 30-70% [2].A known method of producing consumable electrodes, including pressing the buried charge materials in batches into the matrix and at the same time, ligature additives in the amount of 30-70% are introduced into the first portion of the charge materials [2].

Недостатком данного способа является то, что наблюдается неравномерное распределение лигатурных добавок по высоте получаемого расходуемого электрода, содержание их в нижнем слое расходуемого электрода выше, чем в последующих выше лежащих слоях, в процессе прессования наблюдается неодинаковая степень обжатия, а также недостаточная механическая прочность, что затрудняет получение расходуемых электродов большого диаметра.The disadvantage of this method is that there is an uneven distribution of the ligature additives along the height of the resulting consumable electrode, their content in the lower layer of the consumable electrode is higher than in the subsequent higher layers, during the pressing process, an unequal compression ratio is observed, as well as insufficient mechanical strength, which makes it difficult obtaining consumable electrodes of large diameter.

В качестве прототипа принят способ получения расходуемых электродов с заливкой твердых шихтовых отходов, которые вводятся в количестве 5-55% от веса электрода, жидким металлом, перегретым над точкой ликвидуса на 40-200°С. В связи с этим металлические шихтовые отходы, предварительно отсортированные по размерности и химическому составу, закладываются в изложницы или в специальные формы и заливаются жидким перегретым расплавом того же химического (марочного) состава. При этом может быть применена сифонная разливка или разливка металла сверху. Отходы (мелкогабаритные) задаются в формы в процессе их заполнения жидким металлом или после заполнения. Количество (процентное содержание) твердых отходов в общем весе отливки изменяется в зависимости от температуры перегрева жидкого металла [3].As a prototype, a method for producing consumable electrodes with filling solid charge waste, which is introduced in the amount of 5-55% of the electrode weight, with liquid metal overheated at a liquidus point of 40-200 ° C, is adopted. In this regard, metal charge waste, pre-sorted by size and chemical composition, is laid in the molds or in special forms and filled with liquid overheated melt of the same chemical (grade) composition. In this case, siphon casting or metal casting from above can be applied. Wastes (small-sized) are specified in the form during their filling with liquid metal or after filling. The amount (percentage) of solid waste in the total weight of the casting varies depending on the superheat temperature of the liquid metal [3].

Недостатком данного способа получения расходуемых электродов является то, что в процессе производства возможно возникновение проблемы в одновременной подборке шихтовых отходов и жидкого перегретого расплава того же химического (марочного) состава, что приводит к увеличению себестоимости получаемого расходуемого электрода и ограниченности применения данного способа в условиях реального производства. К тому же необходимо применять шихтовые материалы, удовлетворяющие требованиям химического состава получаемого металла по вредным примесям, не удаляемым в процессе ЭШП. Предварительное задание шихтовых отходов в изложницы или в специальные формы, а затем заливка их жидким перегретым расплавом может привести к неравномерному распределению шихтовых отходов по высоте получаемого расходуемого электрода, а последующая корректировка мелкогабаритными отходами в процессе их заполнения жидким металлом или после заполнения в значительной степени усложняет технологический процесс и приводит к химической неоднородности по высоте получаемого расходуемого электрода.The disadvantage of this method of producing consumable electrodes is that during the production process there may be a problem in the simultaneous selection of charge waste and liquid superheated melt of the same chemical (grade) composition, which leads to an increase in the cost of the resulting consumable electrode and the limited application of this method in real production conditions . In addition, it is necessary to use charge materials that meet the requirements of the chemical composition of the resulting metal for harmful impurities that are not removed during the ESR process. The preliminary task of charge waste in molds or in special forms, and then pouring it with liquid overheated melt can lead to an uneven distribution of charge waste along the height of the consumable electrode obtained, and subsequent adjustment by small-sized waste in the process of filling it with liquid metal or after filling greatly complicates the technological the process and leads to chemical heterogeneity in height of the resulting consumable electrode.

Задачей изобретения является получение расходуемого электрода с повышенной химической однородностью по высоте, при сохранении высокой механической прочности и одновременном снижении затрат на изготовление расходуемого электрода для электрошлакового переплава, при повышении качества готового слитка.The objective of the invention is to obtain a consumable electrode with increased chemical uniformity in height, while maintaining high mechanical strength and at the same time reducing the cost of manufacturing a consumable electrode for electroslag remelting, while improving the quality of the finished ingot.

Задача решается тем, что в способе получения расходуемых электродов, включающем заливку твердой металлической составляющей жидким металлом, согласно изобретению в качестве твердой металлической составляющей используют металлизованные окатыши, подаваемые в изложницу одновременно с жидким металлом в соотношении (2,7-3,3):1, со скоростью подачи металлизованных окатышей 3...5 кг/с и жидкого металла 1...2 кг/с.The problem is solved in that in the method for producing consumable electrodes, including pouring a solid metal component with liquid metal, according to the invention, metallized pellets are used as a solid metal component supplied to the mold simultaneously with liquid metal in the ratio (2.7-3.3): 1 , with a feed rate of metallized pellets 3 ... 5 kg / s and liquid metal 1 ... 2 kg / s.

Использование окатышей в качестве твердой металлической составляющей, дает возможность получения расходуемого электрода с повышенной химической однородностью, достигаемой в результате того, что металлизованные окатыши, имеющие сферическую форму и постоянство гранулометрического состава, обеспечивают тем самым равномерное распределение их в объеме получаемого расходуемого электрода в отличие от металлических шихтовых отходов и позволяют получить достаточную механическую прочность, а также низкое содержание вредных примесей, не удаляемых в процессе электрошлакового переплава.The use of pellets as a solid metal component makes it possible to obtain a consumable electrode with enhanced chemical uniformity, which is achieved as a result of the fact that metallized pellets having a spherical shape and a constant particle size distribution thereby ensure their uniform distribution in the volume of the resulting consumable electrode, unlike metal charge waste and allow to obtain sufficient mechanical strength, as well as a low content of harmful impurities, not alyaemyh in ESR.

Одновременная подача металлизованных окатышей и жидкого металла дает возможность регулирования скорости подачи металлизованных окатышей и жидкого металла, а также равномерного распределения окатышей в объеме жидкого металла.The simultaneous supply of metallized pellets and liquid metal makes it possible to control the feed rate of metallized pellets and liquid metal, as well as the uniform distribution of pellets in the volume of liquid metal.

Использование жидкого металла в качестве жидкой металлической составляющей позволяет получать заданный химический состав получаемого расходуемого электрода, а также является основным связующим веществом.The use of liquid metal as a liquid metal component allows you to obtain a given chemical composition of the resulting consumable electrode, and is also the main binder.

Способ проиллюстрирован фотографиями под №1-3, где приводится срез (средняя часть) получаемого расходуемого электрода.The method is illustrated by photographs No. 1-3, which shows a slice (middle part) of the resulting consumable electrode.

При соотношении металлизованных окатышей и жидкого металла (2,7-3,3):1 и скорости подачи 3...5 кг/с, 1...2 кг/с металлизованных окатышей и жидкого металла соответственно получаемый расходуемый электрод имеет равномерное распределение металлизованных окатышей в объеме жидкого металла (mокатышей/mметалла), сохраняя при этом высокую механическую прочность, и обеспечивает в результате электрошлакового переплава получение качественного готового слитка, с наиболее низкой себестоимостью, что полностью удовлетворяет требованиям поставленной выше задачи (см. фиг. 1).With the ratio of metallized pellets and liquid metal (2.7-3.3): 1 and a feed rate of 3 ... 5 kg / s, 1 ... 2 kg / s of metallized pellets and liquid metal, the resulting consumable electrode has a uniform distribution metallized pellets in the bulk of the molten metal (m pellets / m metal), while maintaining a high mechanical strength, and provides a result of the preparation electroslag remelting quality finished ingot with the lowest cost that fully satisfies the requirements stated above Tasks (see. FIG. 1).

При соотношении металлизованных окатышей и жидкого металла < 2,7:1 и скорости подачи <3 кг/с, <1 кг/с металлизованных окатышей и жидкого металла соответственно наблюдается неравномерное распределение металлизованных окатышей в объеме жидкого металла (mокатышей/mметалла), что впоследствии приводит к получению в результате электрошлакового переплава слитка с химической неоднородностью (см. фиг. 2).With a ratio of metallized pellets and liquid metal <2.7: 1 and a feed rate of <3 kg / s, <1 kg / s metallized pellets and liquid metal, an uneven distribution of metallized pellets in the volume of liquid metal (m pellets / m metal ), respectively, is observed, which subsequently leads to the result of electroslag remelting of an ingot with chemical heterogeneity (see Fig. 2).

При соотношении металлизованных окатышей и жидкого металла >3,3:1 и скорости подачи >5 кг/с, >2 кг/с металлизованных окатышей и жидкого металла соответственно наблюдаются неравномерное распределение металлизованных окатышей в объеме жидкого металла (mокатышей/mметалла), что впоследствии приводит к получению в результате электрошлакового переплава слитка с химической неоднородностью, а также недостаточная механическая прочность получаемого расходуемого электрода, затрудняющая его дальнейший передел на установке электрошлакового переплава (см. фиг. 3).With a ratio of metallized pellets and liquid metal> 3.3: 1 and a feed rate> 5 kg / s,> 2 kg / s of metallized pellets and liquid metal, an uneven distribution of metallized pellets in the volume of liquid metal is observed (m pellets / m metal ), which subsequently leads to an ingot with chemical inhomogeneity as a result of electroslag remelting, as well as insufficient mechanical strength of the resulting consumable electrode, which complicates its further redistribution at the electroslag re-installation lava (see Fig. 3).

Пример конкретного выполнения способа.An example of a specific implementation of the method.

Промышленные исследования проводились на ОАО “Златоустовском металлургическом комбинате” в ЭСПЦ №3.Industrial studies were carried out at OJSC “Zlatoust Metallurgical Plant” in ESPC No. 3.

Получение расходуемого электрода включает в себя следующие технологические операции: в изложницу, имеющую форму готового расходуемого электрода, одновременно подают жидкий металл, выплавленный в дуговой сталеплавильной печи, и через шнековый механизм осуществляют подачу металлизованных окатышей. В качестве жидкого металла для связки металлизованных окатышей использовали следующие марки стали: 07Х17Н6, ЭП56, 20Х23Н18, 40Х13.Obtaining a consumable electrode includes the following technological operations: a molten metal smelted in an arc steel furnace is simultaneously fed into a mold having the form of a finished consumable electrode, and metallized pellets are fed through a screw mechanism. The following steel grades were used as a liquid metal for a bunch of metallized pellets: 07X17H6, EP56, 20X23H18, 40X13.

Полученные расходуемые электроды подвергали электрошлаковому переплаву на установке А-550 в кристаллизатор диаметром 120 мм и высотой 500 мм под флюсом АНФ-6 в количестве 2,5 кг на плавку. С целью увеличения сплавляемой части к переплавляемым расходуемым электродам приваривали инвертарные головки. Разводку процесса осуществляли на токе 2 кА, при напряжении 55 В. Основной период плавки проходил на токе 2,5 кА и напряжении 60 В. Вывод усадки не производился. Процесс переплава протекал достаточно устойчиво, имело место вспенивание шлака. Значительные скачки тока отсутствовали. Пылевыделение при протекании процесса было незначительным. Результаты проведенных опробований представлены в таблице.The resulting consumable electrodes were subjected to electroslag remelting at the A-550 installation in a mold with a diameter of 120 mm and a height of 500 mm under an ANF-6 flux in the amount of 2.5 kg for melting. In order to increase the fused part, invert heads were welded to the remelted consumable electrodes. The process was wired at a current of 2 kA, at a voltage of 55 V. The main melting period was held at a current of 2.5 kA and a voltage of 60 V. Shrinkage was not performed. The remelting process proceeded fairly steadily; slag foaming took place. Significant current surges were absent. Dust during the process was negligible. The results of the tests are presented in the table.

Исследование качества металла после электрошлакового переплава позволило констатировать наличие плотной бездефектной структуры, при достаточно хорошей поверхности слитка, а также однородность химического состава по высоте слитка в случаях, когда скорость подачи металлизованных окатышей и жидкого металла находилась в интервале 3...5 кг/с, 1...2 кг/с, при выбранных в ходе эксперимента соотношениях металлизованных окатышей и жидкого металла (2,7-3,3):1.The study of the quality of the metal after electroslag remelting made it possible to ascertain the presence of a dense defect-free structure with a sufficiently good surface of the ingot, as well as the uniformity of the chemical composition over the height of the ingot in cases where the feed rate of metallized pellets and liquid metal was in the range of 3 ... 5 kg / s, 1 ... 2 kg / s, with the ratios of metallized pellets and liquid metal selected during the experiment (2.7-3.3): 1.

В результате предлагаемого способа получения при соотношении металлизованных окатышей и жидкого металла (2,7-3,3):1 и скорости подачи 3...5 кг/с, 1...2 кг/с соответственно расходуемый электрод имел наиболее низкую себестоимость по сравнению с прототипом.As a result of the proposed production method with a ratio of metallized pellets and liquid metal (2.7-3.3): 1 and a feed rate of 3 ... 5 kg / s, 1 ... 2 kg / s, respectively, the consumable electrode had the lowest cost compared to the prototype.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Предлагаемый способ может быть использован в единичном и массовом производстве, при изготовлении расходуемых электродов для электрошлакового переплава.The proposed method can be used in a single and mass production, in the manufacture of consumable electrodes for electroslag remelting.

Список источниковList of sources

1. Пат. США кл. 75-10R, (С 22 В 4/00, В 22 Д 27/02), №3997332.1. Pat. USA class 75-10R, (C 22 V 4/00, V 22 D 27/02), No. 3997332.

2. Баранов В.А. Пат. 2083326, МПК6 В 22 F 3/02, опубл. 10.07.97 г. Патентообладатель Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение.2. Baranov V.A. Pat. 2083326, IPC6 B 22 F 3/02, publ. July 10, 1997. The patent holder is the Verkhnaya Salda Metallurgical Production Association.

3. Бакуменко С.П., Якушев О.С., Шатов В.М. Авт. св. СССР, кл. В 22 d 7/00, С 21 с 5/56, №427778, заявл. 18.04.72, опубл. 29.01.75.3. Bakumenko S.P., Yakushev O.S., Shatov V.M. Auth. St. USSR, class B 22 d 7/00, C 21 s 5/56, No. 427778, stated 04/18/72, publ. 01/29/75.

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Способ получения расходуемых электродов, включающий заливку твердой металлической составляющей жидким металлом, отличающийся тем, что в качестве твердой металлической составляющей используют металлизованные окатыши, подаваемые в изложницу одновременно с жидким металлом в соотношении (2,7-3,3):1 со скоростью подачи металлизованных окатышей 3-5 кг/с и жидкого металла 1-2 кг/с.A method for producing consumable electrodes, including pouring a solid metal component with liquid metal, characterized in that metallized pellets are used as a solid metal component, supplied to the mold simultaneously with liquid metal in the ratio (2.7-3.3): 1 with a metallized feed rate pellets 3-5 kg / s and liquid metal 1-2 kg / s.
RU2003108193/02A 2003-03-24 2003-03-24 Method of production of expendable electrodes RU2233895C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003108193/02A RU2233895C1 (en) 2003-03-24 2003-03-24 Method of production of expendable electrodes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003108193/02A RU2233895C1 (en) 2003-03-24 2003-03-24 Method of production of expendable electrodes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2233895C1 true RU2233895C1 (en) 2004-08-10
RU2003108193A RU2003108193A (en) 2004-12-27

Family

ID=33414177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003108193/02A RU2233895C1 (en) 2003-03-24 2003-03-24 Method of production of expendable electrodes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2233895C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101701298B (en) Manufacture method of nuclear grade zirconium-niobium alloy cast ingot
CN104278167B (en) Manufacturing method of high-quality titanium-aluminum alloy target
JP5703414B1 (en) Method for producing platinum group base alloy
RU2700892C2 (en) Method for production of ingots out of zirconium alloys based on magnesium-thermal sponge
US2240405A (en) Method of making cast metals
GB2302551A (en) Improvements on or relating to alloys
RU2233895C1 (en) Method of production of expendable electrodes
CN115369276B (en) SiC and TiB 2 Double-phase reinforced aluminum-based composite material and preparation method thereof
JPH04158955A (en) Production of ti alloy ingot containing al
JP6621550B2 (en) Method for producing sponge titanium and sponge titanium, and method for producing titanium ingot or titanium alloy ingot
CN104498770B (en) A kind of WSTi2815SC Burn-Resistant Titanium Alloys and preparation method thereof
CN105886819A (en) Continuous smelting and casting method of high-quality zirconium-containing magnesium alloy
CN105274350A (en) Electroslag remelting arc initiating agent, device for preparing electroslag remelting arc initiating agent and using method of device for preparing electroslag remelting arc initiating agent
RU2260065C1 (en) Method for receiving electrodes for spending
RU2297462C1 (en) Consumable electrode producing method
CN105177343A (en) Free-cutting copper alloy and manufacturing method thereof
RU2314355C1 (en) Consumable electrode production method
RU2341562C2 (en) Method of high-duty cast iron receiving
RU2796507C1 (en) Method for obtaining zirconium-niobium alloy
NO143465B (en) PROCEDURE FOR ELECTROTHERMIC PREPARATION OF ALLOYS CONTAINING TITAN CARBID
JP7220078B2 (en) Manufacturing method of melting raw material and manufacturing method of titanium casting material
JPS58133338A (en) Method for melting titanium group metal or alloy thereof
CN114210987B (en) High-volume-fraction particle reinforced titanium-based composite material powder and preparation method thereof
RU2365464C2 (en) Method of manufacture of consumable electrode from sponge metal
RU2731540C1 (en) Method of producing chromium bronze

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050325