RU2270264C1 - Вакуумная дуговая печь с тепловым аккумулятором - Google Patents
Вакуумная дуговая печь с тепловым аккумулятором Download PDFInfo
- Publication number
- RU2270264C1 RU2270264C1 RU2004118336/02A RU2004118336A RU2270264C1 RU 2270264 C1 RU2270264 C1 RU 2270264C1 RU 2004118336/02 A RU2004118336/02 A RU 2004118336/02A RU 2004118336 A RU2004118336 A RU 2004118336A RU 2270264 C1 RU2270264 C1 RU 2270264C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- heat
- melting
- vacuum arc
- substance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии. Вакуумная дуговая печь содержит плавильную камеру, электрододержатель, источник тока, системы вакуумирования и охлаждения. Печь дополнительно снабжена аккумулятором теплоты, который образован в полости, ограниченной наружной поверхностью плавильной камеры и внутренней поверхностью кожуха, и заполнен веществом, аккумулирующим тепло. При использовании изобретения повышается производительность и надежность печи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкциям вакуумных дуговых печей для выплавки слитков тугоплавких, высокореакционных металлов и сплавов, например титановых.
Известна вакуумная дуговая печь, содержащая плавильную камеру, электродержатель, источник тока, системы вакуумирования и охлаждения (Плавка и литье титановых сплавов, Андреев А.Л., Аношкин Н.Ф., Бочвар Г.А. и др. - М.: Металлургия, 1994 г. стр.150-156). Процесс ВДП заключается в переплаве расходуемых электродов на слиток в водоохлаждаемом кристаллизаторе электрической дугой при давлении 0,06-0,6 Па. Благодаря направленной кристаллизации, воздействию высоких температур и вакуумной обработке металл формируемого в рабочей полости плавильной камеры слитка ВДП отличается низким содержанием неметаллических включений, вредных примесей и газов. Результатом этого являются высокие служебные свойства металла, применяемого для изделий ответственного назначения в различных отраслях промышленности. Процесс цикличный, включающий в себя подготовительные операции (чистку кристаллизатора после предыдущей плавки, загрузку электрода), непосредственно сам процесс плавки, охлаждения и выгрузку полученного слитка. Длительность цикла в активной фазе зависит от объемов печи и марки выплавляемого сплава и определяется технологическими факторами. Поэтому вопрос увеличения производительности печи (сокращения общего времени цикла плавки) может быть достигнут в области подготовки процесса плавки, в частности, если уменьшить время вакуумирование рабочей полости печи. Вакуумная печь в процессе работы интенсивно охлаждается. Наибольшее количество тепла отводится от медного кристаллизатора, где горит электрическая дуга, расплавляется металл и затем жидкий металл затвердевает. Также требует охлаждения шток электрододержателя. Интенсивное охлаждение элементов печи и, прежде всего, плавильной камеры в межплавочный период приводит к охлаждению рабочей поверхности камеры ниже температуры точки росы и затрудняет последующее вакуумирование печи, так как на внутренней поверхности конденсируется влага из воздуха. По опыту работ наличие конденсата увеличивает время вакуумирования печи в два и более раза.
Известны вакуумные дуговые печи, оснащенные для предупреждения конденсации влаги замкнутой системой подогрева воды, имеющей собственный нагреватель и насос для подачи горячей воды в контур охлаждения - прототип (Рафинирование переплава стали и сплавов в вакууме. В.А.Бояринов. Металлургия, М.: 1979 г., стр.143-144). Недостаток таких печей - затраты энергии на нагрев воды в контуре нагрева, усложнение конструкции, снижение надежности системы.
Задача изобретения - снижение затрат на обогрев плавильной камеры в межплавочный период, упрощение системы подогрева плавильной камеры, повышение надежности и безопасности использования.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в регламентации температуры рабочей поверхности плавильной камеры в межплавочный период.
Поставленная цель достигается тем, что вакуумная дуговая печь, содержащая плавильную камеру, электродержатель, источник тока, системы вакуумирования и охлаждения, дополнительно снабжена аккумулятором теплоты, который образован в полости ограниченной наружной поверхностью плавильной камеры и внутренней поверхностью кожуха и заполнен веществом, аккумулирующим тепло.
Также возможно если в качестве вещества, аккумулирующего тепло, использовать вещество, изменяющее агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур, например парафин.
По конструктивным соображением температура на рабочей поверхности плавильной камеры не должна быть выше 70°С (требование техники безопасности при очистке стенок камеры от отложений летучих веществ, например хлористого магния) и ниже 30°С (гарантия не допущения образования конденсата). Таким образом, диапазон изменения температур в межплавильный период составляет 30-70°С.
Известно, что в процессе вакуумного дугового переплава до 60% тепловой энергии поглощается элементами конструкции печи и передается охлаждающей воде. Если на окончательном этапе плавления или в процессе охлаждения слитка в печи (в вакууме или в атмосфере инертного газа) снизить расход воды в плавильной камере, камера начнет нагреваться. Регулируя расход воды, нагревают стенки плавильной камеры до температуры, при которой происходит накопление тепловой энергии теплоаккумулирующим веществом. Таким образом, сама печь аккумулирует тепло от слитка в количестве, достаточном для поддержания регламентируемой температуры на рабочей поверхности плавильной камеры в межплавильный период. На практике он не превышает 3 часов.
Изобретение поясняется чертежом, где показаны плавильная камера 1, наружный кожух 2, система охлаждения 3, полость, заполненная теплоаккумулирующим веществом 4.
Заявляемая конструкция работает следующим образом. На окончательном этапе плавления или в процессе охлаждения слитка в печи (в вакууме или в атмосфере инертных газов) снижается расход воды в системе охлаждения плавильной камеры 1, последняя начинает нагреваться и передает часть тепла теплоаккумулирующему веществу, находящемуся в непосредственном контакте с наружной стенкой камеры. Количество аккумулируемого тепла может быть увеличено путем подсоединения дополнительной емкости с теплоаккумулирующим веществом, сообщающейся с полостью, образованной наружной стенкой плавильной камеры и внутренней поверхностью защитного кожуха. В межплавильном периоде накопленное тепло обеспечивает поддержание заданной температуры на внутренней поверхности плавильной камеры, препятствуя образованию конденсата.
При использовании в качестве теплоаккумулирующего вещества парафина происходит переход тепловой энергии в его скрытую теплоту плавления.
Обеспечение температурного режима плавильной камеры печи в межплавочный период происходит в два этапа. На первом этапе происходит постепенное снижение температуры камеры по экспоненте. Скорость изменения температуры зависит от температуры окружающей среды, начальной температуры теплоаккумулирующего вещества и т.д. Затем при достижении температуры затвердевания парафина происходит термостатирование системы, т.е. ее температура держится на уровне 56-59°С (температура плавления парафина находится в пределах 55-59°С, а удельная теплота плавления составляет 190-200 кДж/кг).
Следует отметить, что использование в качестве теплоаккумулирующего вещества вещество, изменяющее агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур, например парафин, позволяет значительно уменьшить габариты теплового аккумулятора (для справки удельная теплоемкость воды равна 4.2 кДж/кг°С). Объем полости в существующих печах достаточен для размещения всей массы рабочего тела (парафина) и позволяет проводить ее модернизацию без существенных затрат. К положительным качествам использования воды в качестве вещества, аккумулирующего тепло, относятся пожарная безопасность и экологичность.
Пример конкретного выполнения. Вакуумная дуговая печь, с внутренним диаметром рабочей камеры 770 мм, предназначенная для выплавки слитков массой 8 т, была оснащена тепловым аккумулятором, в качестве рабочего тела используется вода. При выплавке сплава марки ВТ6 цикл плавки составляет 8 часов. Процесс вакуумирования до оснащения печи тепловым аккумулятором длился около 1 часа, после оснащения сократился до 20 минут. Таким образом, производительность печи возросла на 8,3%, а полный рабочий цикл сократился до 7 часов 20 минут.
Claims (2)
1. Вакуумная дуговая печь, содержащая плавильную камеру, электрододержатель, источник тока, системы вакуумирования и охлаждения, отличающаяся тем, что печь дополнительно снабжена аккумулятором теплоты, который образован в полости, ограниченной наружной поверхностью плавильной камеры и внутренней поверхностью кожуха, и заполнен веществом, аккумулирующим тепло.
2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве вещества, аккумулирующего тепло, использовано вещество, изменяющее агрегатное состояние в диапазоне температур плавильной камеры в межплавочный период, например парафин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004118336/02A RU2270264C1 (ru) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Вакуумная дуговая печь с тепловым аккумулятором |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004118336/02A RU2270264C1 (ru) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Вакуумная дуговая печь с тепловым аккумулятором |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2270264C1 true RU2270264C1 (ru) | 2006-02-20 |
Family
ID=36051031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004118336/02A RU2270264C1 (ru) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Вакуумная дуговая печь с тепловым аккумулятором |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2270264C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011056279A1 (de) * | 2011-12-12 | 2013-06-13 | Escad Ag | Verfahren zum Umwandeln und Speichern von Energie |
-
2004
- 2004-06-16 RU RU2004118336/02A patent/RU2270264C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БОЯРИНОВ В.А. и др. Рафинирование переплава стали и сплавов в вакууме. М.: Металлургия, 1979, с.143-144. АНДРЕЕВ А.Л. и др. Плавка и литье титановых сплавов. М.: Металлургия, 1994, с.150-156. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011056279A1 (de) * | 2011-12-12 | 2013-06-13 | Escad Ag | Verfahren zum Umwandeln und Speichern von Energie |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8009717B2 (en) | Process and equipment for the treatment of loads or residues of non-ferrous metals and their alloys | |
US7967057B2 (en) | Induction melting apparatus employing halide type crucible, process for producing the crucible, method of induction melting, and process for producing ingot of ultrahigh-purity Fe-, Ni-, or Co-based alloy material | |
RU2012121882A (ru) | Гибкая система электрической дуговой печи с минимальным потреблением энергии и способы получения стальных продуктов | |
RU2270264C1 (ru) | Вакуумная дуговая печь с тепловым аккумулятором | |
CN109182775A (zh) | 马氏体沉淀硬化不锈钢电渣重熔工艺 | |
RU2639078C2 (ru) | Способ плавления металлического материала в плавильной установке и плавильная установка | |
AU719916B2 (en) | Recovery of metal from dross | |
WO2011096170A1 (ja) | アルミニウムの精製方法及びその装置 | |
RU2661322C2 (ru) | Способ изготовления биметаллического электрода путем электрошлаковой наплавки | |
RU2266337C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи | |
RU2209842C2 (ru) | Способ плавки и литья металла | |
RU2283355C2 (ru) | Вакуумная дуговая гарнисажная печь | |
RU2005120263A (ru) | Способ производства титаносодержащей продукции и устройство для осуществления способа | |
RU2190679C1 (ru) | Способ производства слитков магниевых сплавов | |
RU2565198C1 (ru) | Способ очистки технического кремния | |
RU2740343C1 (ru) | Плавильный тигель вакуумной дуговой гарнисажной печи и способ гарнисажной плавки | |
US20080136069A1 (en) | Air plasma induced low metal loss | |
CN103114168A (zh) | 一种转炉炉底残留钢渣的清除方法 | |
RU2374338C1 (ru) | Способ подготовки расходуемого электрода | |
RU2190034C2 (ru) | Способ выплавки сплавов из оксидосодержащих материалов | |
RU2194232C2 (ru) | Плавильный тигель | |
NO115326B (ru) | ||
JP2006225698A (ja) | 溶解炉の合金溶製方法 | |
RU2555294C2 (ru) | Способ пирометаллургической переработки меднолитейных шлаков | |
RU2244030C1 (ru) | Вакуумная дуговая печь |