RU2301841C2 - Method of forming metal ingot - Google Patents
Method of forming metal ingot Download PDFInfo
- Publication number
- RU2301841C2 RU2301841C2 RU2005129018/02A RU2005129018A RU2301841C2 RU 2301841 C2 RU2301841 C2 RU 2301841C2 RU 2005129018/02 A RU2005129018/02 A RU 2005129018/02A RU 2005129018 A RU2005129018 A RU 2005129018A RU 2301841 C2 RU2301841 C2 RU 2301841C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- ingot
- rod
- mold
- crust
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электродуговой металлургии и может быть использовано для повышения качества слитков титана и сплавов.The invention relates to electric arc metallurgy and can be used to improve the quality of titanium ingots and alloys.
Для производства титана и сплавов на его основе в промышленном масштабе применяются электродуговые вакуумные печи с расходуемым электродом [1, 2]. В настоящее время в промышленной эксплуатации применяются два типа печей: вакуумная дуговая печь (ВДП), в которой переплав расходуемого электрода осуществляется непосредственно в изложнице (кристаллизаторе), и вакуумная дуговая гарнисажная печь (ВДГП), где переплав расходуемого электрода (возвратный гарнисаж) совместно с гарнисажем осуществляется в тигле, а расплав из тигля сливается в самостоятельную изложницу, в которой формируется слиток.For the production of titanium and alloys based on it on an industrial scale, electric arc vacuum furnaces with a consumable electrode are used [1, 2]. Currently, two types of furnaces are used in industrial operation: a vacuum arc furnace (VDP), in which the consumable electrode is remelted directly in the mold (crystallizer), and a vacuum arc skull furnace (VDGP), where the consumable electrode is remelted (return skull) together with the skull is carried out in the crucible, and the melt from the crucible merges into an independent mold, in which an ingot is formed.
В отличие от ВДП гарнисажная печь не требует мощного пресса для изготовления расходуемого электрода, так как новый электрод наряду со слитком получается в каждом плавильном цикле, а в тигель печи загружаются отходы, размеры которых могут быть соизмеримы с внутренними размерами тигля.Unlike the VDP, the skull furnace does not require a powerful press for the manufacture of the consumable electrode, since the new electrode, along with the ingot, is obtained in each melting cycle, and waste is loaded into the crucible of the furnace, the dimensions of which can be commensurate with the internal dimensions of the crucible.
Формирование большой ванны расплава способствует полноте протекания физико-химических процессов в ней, улучшая химическое взаимодействие различных составляющих и усреднение химического состава.The formation of a large melt pool contributes to the completeness of the flow of physical and chemical processes in it, improving the chemical interaction of various components and averaging the chemical composition.
Значительным недостатком существующего способа получения слитка в ВДГП является то, что расплав сливается в самостоятельную водоохлаждаемую изложницу или в изложницу с массивными стенками, где слиток формируется без воздействия каких-либо внешних воздействий. При таком способе получения слитка имеет место значительная пористость по всей длине слитка. Особенно пористость увеличивается в области формирования усадочной раковины. Одной из причин образования пористости является кристаллизация «сверху», при которой образуется корка.A significant drawback of the existing method for producing an ingot in VDGP is that the melt is poured into an independent water-cooled mold or into a mold with massive walls, where the ingot is formed without any external influences. With this method of producing the ingot, significant porosity occurs along the entire length of the ingot. Particularly, porosity increases in the area of shrinkage shell formation. One of the reasons for the formation of porosity is crystallization "from above", in which a crust forms.
Цель изобретения - повышение качества слитка - достигается тем, что дополнительно нагревают расплав в изложнице, одновременно разрушают корку, уплотняют расплав, вытесняют газовую составляющую пор путем передачи через химически нейтральный электропроводящий стержень расплаву тепловой и механической энергии и перемешивают электромагнитным воздействием при пропускании через расплав электрического тока с созданием аксиального и радиального магнитного поля в объеме расплава, при этом постоянно поддерживают электромеханический контакт стержня с расплавом.The purpose of the invention is to improve the quality of the ingot is achieved by additionally heating the melt in the mold, at the same time destroying the crust, compacting the melt, displacing the gas component of the pore by transferring heat and mechanical energy through the chemically neutral electrically conductive rod to the melt and mixing it with electromagnetic action when passing electric current through the melt with the creation of an axial and radial magnetic field in the volume of the melt, while electromechanical contact is constantly maintained t rod with a melt.
Предложенный способ поясняет схема, приведенная на чертеже.The proposed method explains the diagram shown in the drawing.
В изложницу 1 через желоб 8 сливается расплав металла из тигля (не показан). Водонеохлаждаемая изложница изготавливается из ферромагнитной стали с толщиной стенки порядка 300 мм. Водоохлаждаемую изложницу делают из немагнитного материала. Слиток 2 формируется из расплава путем интенсивного теплообмена между расплавом и стенкой изложницы. В результате такого способа формирования слитка образуются поры 3 и корка 4 при кристаллизации сверху, препятствующая выходу газовой составляющей пор. При осевой части слитка и в области формирования усадочной раковины возникает рыхлость металла, и в результате он становится непригодным для изготовления изделий. С целью подготовки расходуемого электрода из такого слитка для повторного переплава в ВДП приходится отрезать нижнюю и головную части слитка в отходы. В этом случае может уходить до 25% металла слитка.The molten metal from the crucible (not shown) is discharged into the mold 1 through a trough 8. The water-cooled mold is made of ferromagnetic steel with a wall thickness of about 300 mm. The water-cooled mold is made of non-magnetic material. Ingot 2 is formed from the melt by intensive heat exchange between the melt and the mold wall. As a result of this ingot formation method, pores 3 and crust 4 are formed during crystallization from above, which prevents the gas component of the pores from escaping. With the axial part of the ingot and in the area of formation of the shrink shell, friability of the metal occurs, and as a result it becomes unsuitable for the manufacture of products. In order to prepare a consumable electrode from such an ingot for re-remelting in the VDP, it is necessary to cut the lower and head parts of the ingot into waste. In this case, up to 25% of the ingot metal can go.
Для уменьшения пористости слитка стержень 9 опускают ниже зеркала расплава, дополнительно нагревают нагревателем 10 с источником питания 11 до определенной температуры, препятствующей образованию корки 4. Одновременно стержню придают механические колебания устройством, состоящим из магнитострикционной вставки 16 стержня, соленоида 14, запитываемого источником переменного тока 15. Механические колебания от вставки передаются через теплоизоляционный переходник 12 стержню 9 и далее расплаву 2. Механические колебания стержня одновременно разрушают корку, уплотняют расплав и вытесняют газовый состав пор. Через расплав пропускают ток от источника тока 7, а соленоидом 5, подключенным к источнику тока 6, создают аксиальное и радиальное магнитное поле. В результате электромагнитного взаимодействия перемешивают расплав.To reduce the porosity of the ingot, the rod 9 is lowered below the melt mirror, additionally heated by a heater 10 with a power source 11 to a certain temperature that prevents the formation of crust 4. At the same time, the rod is subjected to mechanical vibrations by a device consisting of a magnetostrictive insert 16 of the rod, a solenoid 14, fed by an alternating current source 15 Mechanical vibrations from the insert are transmitted through the heat-insulating adapter 12 to the rod 9 and then to the melt 2. Mechanical vibrations of the rod at the same time ushayut crust densified melt and displace the gas composition pores. The current from the current source 7 is passed through the melt, and an axial and radial magnetic field is created by the solenoid 5 connected to the current source 6. As a result of electromagnetic interaction, the melt is mixed.
При образовании усадочной раковины может нарушиться механический, тепловой и электрический контакт стержня 9 с расплавом 2. Стабилизация постоянного контакта осуществляется с помощью устройства вертикального передвижения стержня 17, управляемого электронным блоком 18.With the formation of a shrinkable shell, the mechanical, thermal, and electrical contact of the rod 9 with the melt 2 may be disturbed. The constant contact is stabilized by the device for the vertical movement of the rod 17 controlled by the electronic unit 18.
При разрыве контакта на сопротивление 13 резко поднимается напряжение, поступающее на электронный блок, который дает команду устройству 17 на передвижение стержня вниз до образования надежного контакта.When the contact breaks on the resistance 13, the voltage rises to the electronic unit, which instructs the device 17 to move the rod down until a reliable contact is formed.
Предлагаемый способ достаточно легко реализуется на практике, не требует больших затрат на изготовление устройства по этому способу, а эффективность его высокая.The proposed method is quite easily implemented in practice, does not require large costs for the manufacture of a device by this method, and its efficiency is high.
Источники информацииInformation sources
1. А.Ш.Фридман, М.Костанци, Ф.Орелья. Гарнисажная плавильная установка для производства титановых слитков. Научно-технический журнал "Титан", 2002 г., №1(11), с.7-10.1. A.Sh. Fridman, M. Kostantsi, F. Orella. Skull melting plant for the production of titanium ingots. Scientific and technical journal "Titan", 2002, No. 1 (11), pp. 7-10.
2. Л.Д.Волохонский. Вакуумные дуговые печи. М., Энергоиздат, 1985, 232 с. (прототип).2. L.D. Volokhonsky. Vacuum arc furnaces. M., Energy Publishing House, 1985, 232 pp. (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129018/02A RU2301841C2 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Method of forming metal ingot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129018/02A RU2301841C2 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Method of forming metal ingot |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005129018A RU2005129018A (en) | 2007-03-27 |
RU2301841C2 true RU2301841C2 (en) | 2007-06-27 |
Family
ID=37998839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005129018/02A RU2301841C2 (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Method of forming metal ingot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2301841C2 (en) |
-
2005
- 2005-09-16 RU RU2005129018/02A patent/RU2301841C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВОЛОХОНСКИЙ Л.Д. Вакуумные дуговые печи.- М.: Энергоиздат, 1985, с.232. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005129018A (en) | 2007-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1329990C (en) | Method for induction melting reactive metals and alloys | |
US6561259B2 (en) | Method of melting titanium and other metals and alloys by plasma arc or electron beam | |
US20060291529A1 (en) | Cold wall induction nozzle | |
JP4563687B2 (en) | Melt-solidifying furnace and melt-solidifying method using two heating means | |
CN104889401A (en) | Method for preparing CuCr25 electrical contact | |
JPH0720288A (en) | Glass fusion processing method | |
JP5878398B2 (en) | Titanium melting equipment | |
JP5027682B2 (en) | Method for producing refractory metal ingot | |
US7849912B2 (en) | Process for electroslag remelting of metals and ingot mould therefor | |
RU2301841C2 (en) | Method of forming metal ingot | |
Busygin et al. | The heating process in an induction crucible furnace and the technology of chromium bronze smelting in order to obtain resistance welding electrodes | |
US8917754B2 (en) | Aluminum melting apparatus | |
JP4263366B2 (en) | Method and apparatus for melting rare earth magnet scrap | |
Vutova et al. | Electron-Beam Melting and Reuse of Metallic Materials | |
SU341323A1 (en) | Method of electroslag casting of ingots | |
RU2661322C2 (en) | Method for manufacture of bimetallic electrode by electroslag cladding | |
JP5203680B2 (en) | Metal electroslag remelting process and ingot mold used therefor | |
US3665083A (en) | Apparatus for melting titanium | |
CN104903024A (en) | Continuous casting method for ingot produced from titanium or titanium alloy | |
Zaitsev et al. | Reliable steel-copper anodes for direct current electric arc furnaces manufactured by electroslag remelting under two circuits diagram | |
RU2163269C1 (en) | Method for making laminate ingots by electroslag refining | |
CN113667831B (en) | Electroslag remelting device and method for refining electroslag ingot solidification structure through dual power supply coupling | |
JPH04362144A (en) | Induction melting method | |
SU415082A1 (en) | ||
RU2319752C2 (en) | Method for induction melting of metal and apparatus for performing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130917 |