RU2309996C2 - Способ получения слитков из меди и ее сплавов - Google Patents
Способ получения слитков из меди и ее сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2309996C2 RU2309996C2 RU2005127608/02A RU2005127608A RU2309996C2 RU 2309996 C2 RU2309996 C2 RU 2309996C2 RU 2005127608/02 A RU2005127608/02 A RU 2005127608/02A RU 2005127608 A RU2005127608 A RU 2005127608A RU 2309996 C2 RU2309996 C2 RU 2309996C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- consumable electrode
- electrode
- furnace
- calcine
- electric arc
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к спецэлектрометаллургии, в частности к получению сплавов из меди вакуумным дуговым переплавом расходуемого электрода. Осуществляют загрузку расходуемого электрода в установленный в печи кристаллизатор соосно закрепленному в электрододержателе огарку, вакуумирование печи, зажигание дуги между нижним торцом огарка и верхним торцом расходуемого электрода, наплавление лунки жидкого металла на верхнем торце расходуемого электрода, приварку расходуемого электрода к огарку путем опускания электрододержателя с огарком до упора в торец расходуемого электрода, охлаждение, вскрытие печи и оценку качества приварки, вакуумирование печи, вакуумный дуговой переплав расходуемого электрода в кристаллизатор. Перед наплавлением лунки жидкого металла верхний торец расходуемого электрода разогревают дугой с удельной мощностью 0,05-0,06 кВт/см2 в течение времени, определяемого выражением: τ≥a×[1-exp(-b×M×q)], где τ - время разогрева расходуемого электрода, с; а=1200 с; b=4×10-2 см2/кВт×кг; М - масса расходуемого электрода, кг; q - удельная мощность дуги при разогреве расходуемого электрода, кВт/см2; затем поднимают удельную мощность дуги и после наплавления лунки производят приварку расходуемого электрода к огарку. Изобретение позволяет увеличить производительность цикла плавки и выхода годного, а также снизить трудозатраты на операции приварки за счет обеспечения надежного соединения расходуемого электрода и огарка. 1 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к способам получения слитков из меди и ее сплавов, в том числе специального назначения, вакуумным дуговым переплавом.
Известен способ вакуумно-дугового переплава («Электрические промышленные печи. Дуговые печи и установки специального назначения» под ред. А.Д.Свенчанского, 2 изд., М., Энергоиздат, 1981 г., с.217), при котором расходуемый электрод крепится к электрододержателю вакуумной дуговой печи механическим способом с помощью муфты с цанговым или клиновым зажимом.
Недостатком данного способа является необходимость высокоточной токарной обработки верхней части расходуемого электрода, что повышает трудозатраты и снижает выход в годное.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ вакуумно-дуговой плавки (Б.В.Линчевский «Вакуумная металлургия стали и сплавов», М., «Металлургия», 1970 г., с.154), при котором расходуемый электрод приваривают дугой к огарку, соединенному с электрододержателем, непосредственно в камере печи. Расходуемый электрод загружают в кристаллизатор, производят откачку воздуха из камеры печи, зажигают дугу между нижним торцом огарка и верхним торцом расходуемого электрода, наплавляют лунку жидкого металла и опускают электрододержатель с огарком до упора. Этим обеспечивают выдавливание жидкого металла из лунки на верхнем торце расходуемого электрода и сварку по периферии между огарком и расходуемым электродом.
Недостатком данного способа при вакуумно-дуговой плавке меди и ее сплавов является невозможность наведения на верхнем торце расходуемого электрода при приварке огарка достаточно глубокой лунки жидкого металла при осуществлении процесса приварки на мощности, соответствующей плавлению металла, что приводит к преждевременному его вытеканию из лунки и как следствие не обеспечивает надежной сварки огарка и расходуемого электрода и создает опасность обрыва электрода во время плавки.
Технической задачей, решаемой с помощью данного изобретения, является разработка способа вакуумно-дуговой плавки меди и ее сплавов, который обеспечивает повышение технико-экономических показателей процесса, в частности увеличение производительности цикла вакуумно-дуговой плавки и выхода в годное, а также снижение трудозатрат на операции приварки за счет обеспечения надежного соединения расходуемого электрода и огарка.
Решение поставленной задачи достигают тем, что в отличие от известного способа перед наведением лунки жидкого металла на верхнем торце расходуемого электрода производят его разогрев дугой с удельной мощностью 0,05-0,06 кВт/см2 в течение времени, определяемого выражением:
τ≥а×[1-ехр(-b×M×q)],
где τ - время разогрева расходуемого электрода, с;
а=1200 с;
b=4×10-2 см2/кВт×кг;
М - масса расходуемого электрода, кг;
q - удельная мощность дуги при разогреве расходуемого электрода, кВт/см2;
затем поднимают удельную мощность дуги и после наплавления лунки производят приварку расходуемого электрода к огарку.
Результаты проведенных экспериментов, представленные в таблице, показывают, что при вакуумно-дуговой плавке надежную приварку к огарку расходуемых электродов из меди и ее сплавов при их разогреве со значением удельной мощности дуги q≥0,07 кВт/см2 с первого раза и без потери металла осуществить не удается из-за перегрева верхнего торца расходуемого электрода и стекания с него металла.
В то же время значения q<0,05 кВт/см2 не обеспечивают достаточной степени прогрева электрода. В этом случае, как и при значениях (0,05≤q≤0,06) кВт/см2 и недостаточном времени прогрева расходуемого электрода τ, также происходит отекание металла с его торца при последующем повышении q до значений, соответствующих наплавлению лунки жидкого металла перед опусканием электрододержателя с огарком, в результате чего качество приварки получается неудовлетворительным, и этот процесс приходится повторять, производя после вскрытия печи переустановку электрода и огарка, что значительно увеличивает общее время цикла плавки и снижает его производительность.
При соблюдении значений q и τ, определенных по приведенной зависимости, во всех случаях удается осуществить качественную приварку расходуемого электрода из меди и ее сплава с оловом с первого раза.
Примером осуществления предлагаемого способа является получение слитка бронзы (Cu+14 мас.% Sn) в вакуумной дуговой печи типа ДКВ-3,2 в кристаллизатор диаметром 33 см. Расходуемый электрод диаметром 26,2 см и массой 755 кг, отлитый в вакуумной индукционной печи, загружали в кристаллизатор и после вакуумирования печи приваривали к огарку, соединенному с электрододержателем печи, осуществляя предварительный разогрев электрода при удельной мощности дуги q=0,06 кВт/см2 в течение времени τ=1010 сек, после чего поднимали удельную мощность дуги до q=0,17 кВт/см2, наводили лунку жидкого металла на верхнем торце расходуемого электрода, опускали огарок до упора в торец электрода и отключали питание печи.
Последующий визуальный осмотр места приварки расходуемого электрода к огарку показал высокое ее качество: приварка огарка произошла по всему его торцу без утечки металла. После контроля качества приварки печь вакуумировали и проводили вакуумно-дуговой переплав. Производительность цикла вакуумно-дуговой плавки составила 82,6 кг/час. По такой технологии были получены 4 слитка бронзы массой от 755 кг до 907 кг.
Кроме того, был выплавлен слиток бронзы (Cu+14 мас.% Sn) такого же диаметра и массой 760 кг по способу, предложенному в прототипе и включающему проведение операции приварки при удельной мощности дуги q=0,17 кВт/см2 без предварительного разогрева электрода. Осуществить надежную приварку расходуемого электрода с огарком удалось только с третьего раза, при этом потери металла, вытекшего из лунки, составили 41 кг (5,4% от массы электрода), а производительность цикла плавки снизилась на 25% по сравнению с предлагаемым способом.
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о решении поставленной технической задачи и получении нового технического результата: создание способа повышения технико-экономических показателей процесса получения слитков из меди и ее сплавов путем вакуумно-дугового переплава за счет обеспечения качественной приварки расходуемого электрода к огарку, что позволило поднять производительность цикла плавки до 25%, увеличить выход в годное до 5% и снизить трудозатраты по сравнению с прототипом.
Предложенный способ может быть использован в промышленном производстве для выплавки слитков из меди и ее сплавов, в том числе для производства сверхпроводников.
Таблица - Влияние технологических параметров на качество приварки расходуемого электрода из меди и ее сплавов и технико-экономические показатели процесса вакуумного дугового переплава | |||||||
№№п/п | Металл / сплав | Масса расходуемого электрода М, кг |
Удельная мощность при разогреве расходуемого электрода q, кВт/см2 |
Время разогрева дугой расходуемого электрода, факт./расчетн.τ, с | Качество приварки | Кол-во процессов приварки до получения требуемого качества |
Производительность цикла вакуумно-дуговой плавки, кг/час* |
1 | Cu | 603,6 | 0,07 | 980/979 | Неудовл., отекание металла | 2 | |
2 | Cu | 155,5 | 0,04 | 270 / 264 | Неудовл., стекание металла |
2 | |
3 | Cu | 603,1 | 0,06 | 900/918 | Неудовл. стекание металла | 2 | |
4 | Cu | 602,5 | 0,06 | 920/917 | Удовл. | 1 | |
- 5 | Cu+14%Sn | 309,4 | 0,05 | 520/554 | Неудовл. | 2 | |
6 | Cu+14%Sn | 308,6 | 0,05 | 555/553 | Удовл. | 1 | |
7 | Cu+14%Sn | 755 | 0,06 | 1010/1004 | Удовл. | 1 | 82,6 |
8 | Cu+14% Sn (по прототипу) | 760 | 0,17 | - | Неудовл., стекание металла | 3 | 61,6 |
* - Производительность цикла рассчитана с учетом длительности операций загрузки, приварки, плавки, охлаждения и выгрузки |
Claims (1)
- Способ получения слитков из меди и ее сплавов вакуумным дуговым переплавом расходуемого электрода, включающий загрузку расходуемого электрода в установленный в печи кристаллизатор соосно закрепленному в электрододержателе огарку, вакуумирование печи, зажигание дуги между нижним торцом огарка и верхним торцом расходуемого электрода, наплавление лунки жидкого металла на верхнем торце расходуемого электрода, приварку расходуемого электрода к огарку путем опускания электрододержателя с огарком до упора в торец расходуемого электрода, охлаждение, вскрытие печи и оценку качества приварки, вакуумирование печи, вакуумный дуговой переплав расходуемого электрода в кристаллизатор, отличающийся тем, что перед наплавлением лунки жидкого металла верхний торец расходуемого электрода разогревают дугой с удельной мощностью 0,05-0,06 кВт/см2 в течение времени, определяемого выражением:τ≥a·[1-exp(-b·M·q)],где τ - время разогрева расходуемого электрода, с;а=1200 с;b=4·10-2 см2/кВт·кг;М - масса расходуемого электрода, кг;q - удельная мощность дуги при разогреве расходуемого электрода, кВт/см2;а затем поднимают удельную мощность дуги и производят приварку расходуемого электрода к огарку после наплавления лунки жидкого металла.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005127608/02A RU2309996C2 (ru) | 2005-09-05 | 2005-09-05 | Способ получения слитков из меди и ее сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005127608/02A RU2309996C2 (ru) | 2005-09-05 | 2005-09-05 | Способ получения слитков из меди и ее сплавов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005127608A RU2005127608A (ru) | 2007-03-10 |
RU2309996C2 true RU2309996C2 (ru) | 2007-11-10 |
Family
ID=37992286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005127608/02A RU2309996C2 (ru) | 2005-09-05 | 2005-09-05 | Способ получения слитков из меди и ее сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2309996C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731540C1 (ru) * | 2020-03-27 | 2020-09-04 | Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" | Способ получения хромовой бронзы |
RU2770807C1 (ru) * | 2021-12-07 | 2022-04-21 | Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" | Способ получения заготовки из низколегированных сплавов на медной основе |
-
2005
- 2005-09-05 RU RU2005127608/02A patent/RU2309996C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЛИНЧЕВСКИЙ Б.В. Вакуумная металлургия стали и сплавов. - М.: Металлургия, 1970, с.154. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731540C1 (ru) * | 2020-03-27 | 2020-09-04 | Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" | Способ получения хромовой бронзы |
RU2770807C1 (ru) * | 2021-12-07 | 2022-04-21 | Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" | Способ получения заготовки из низколегированных сплавов на медной основе |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005127608A (ru) | 2007-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA120786C2 (uk) | Спосіб плавки та рафінування сплавів | |
CN110527843B (zh) | 一种高铌钛合金均质铸锭的制备方法 | |
CN105238934B (zh) | 一种降低高温合金中氮含量的真空感应熔炼方法 | |
CN114934205B (zh) | 一种镍基高温合金高纯净度化的熔炼方法 | |
CN106839762A (zh) | 超高熔炼温度的冷坩埚感应熔炼方法 | |
CN108568514A (zh) | 一种控制真空感应炉熔炼夹杂物及夹渣的装置及其方法 | |
CN107164639A (zh) | 一种电子束层覆式凝固技术制备高温合金的方法 | |
RU2309996C2 (ru) | Способ получения слитков из меди и ее сплавов | |
CN112301230B (zh) | 一种空心电渣重熔自耗电极及其制备方法和电渣重熔方法 | |
CN110284014A (zh) | 一种蒙乃尔合金的冶炼方法 | |
CN108660320A (zh) | 一种低铝高钛型高温合金电渣重熔工艺 | |
CN105803257A (zh) | 一种提高TiAl-Nb合金液态流动性的方法 | |
CN113118419A (zh) | 电渣重熔复合(再)制造梯度复合层金属轧辊的工艺 | |
CN1754631A (zh) | 铝铸轧机用辊套的冶炼及铸锻造的制造方法 | |
RU2360014C2 (ru) | Вакуумная дуговая гарнисажная печь | |
JP4263366B2 (ja) | 希土類磁石スクラップの溶解方法及び溶解装置 | |
CN111424191B (zh) | 一种锌合金及其制备方法 | |
CN103817530B (zh) | 真空自耗炉结晶器焊接式筒体制备工艺及焊接辅具 | |
RU2770807C1 (ru) | Способ получения заготовки из низколегированных сплавов на медной основе | |
RU2386707C1 (ru) | Способ получения монолитных слитков-электродов | |
CN109371254B (zh) | 真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置及施工方法 | |
CN206959580U (zh) | 一种自给料式Ti‑6AL‑4V块料回收真空自耗熔炼炉 | |
CN112267042B (zh) | 高效节能短流程连续化铸造铝合金生产工艺 | |
CN111471876B (zh) | 一种锌合金的制备方法 | |
JPS58133338A (ja) | チタン族金属またはその合金の溶解法 |