RU2331679C2 - Method of production of consumable electrode - Google Patents

Method of production of consumable electrode Download PDF

Info

Publication number
RU2331679C2
RU2331679C2 RU2006124358/02A RU2006124358A RU2331679C2 RU 2331679 C2 RU2331679 C2 RU 2331679C2 RU 2006124358/02 A RU2006124358/02 A RU 2006124358/02A RU 2006124358 A RU2006124358 A RU 2006124358A RU 2331679 C2 RU2331679 C2 RU 2331679C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
reinforcing bars
pressed
pressing
container
Prior art date
Application number
RU2006124358/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006124358A (en
Inventor
Петр Семенович Альтман (RU)
Петр Семенович Альтман
Анатолий Егорович Гончаров (RU)
Анатолий Егорович Гончаров
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
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 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
Priority to RU2006124358/02A priority Critical patent/RU2331679C2/en
Publication of RU2006124358A publication Critical patent/RU2006124358A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2331679C2 publication Critical patent/RU2331679C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to special electrometallurgy, particularly to fabricating of pressed consumable electrodes made out of high reactive metals and alloys, for example of titanium ones, with further remelting. According to this method reinforcing bars are installed into a hollow container, then, in batches, loose charge is loaded into the container and jointly pressed with a compression-ram. As reinforcing bars, long-length wastes of remelted metal are used, which are fixed in the electrode at pressing of the first and the last batch of charge, while at pressing the intermediary batches of charge the reinforcing bars are continuously fed into a gap between the container and the compression-ram and they are pressed into the surface layer of the electrode with formation of continuous reinforcing bars along the length; the reinforcing bars are made as a package composed out of thin sheet long length wastes. As pressing goes the reinforcing bars are pressed into the electrode by spiral, and the start angle of different bars is set either the same or different. This invention reduces labour input at production of consumable electrodes, increases their mechanical strength, facilitates including of long length wastes into the electrode composition omitting their preliminary processing.
EFFECT: reduction of labour input at production of consumable electrodes and increase of their mechanical strength.
3 cl, 2 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, а именно к изготовлению прессованных расходуемых электродов, преимущественно из титана и его сплавов, для последующего переплава.The invention relates to the field of special electrometallurgy, namely to the manufacture of extruded consumable electrodes, mainly from titanium and its alloys, for subsequent remelting.

Известен способ получения расходуемого электрода для вакуумного дугового переплава (ВДП) прессованием через конусную проходную матрицу порций кусковых и сыпучих шихтовых материалов (см. Титановые сплавы. Плавка и литье титановых сплавов. Отв. ред. В.И.Добаткин. М.: «Металлургия», 1978, с.265-271).There is a method of producing a consumable electrode for vacuum arc remelting (VDP) by pressing portions of lump and bulk charge materials through a cone feed matrix (see Titanium alloys. Melting and casting of titanium alloys. Edited by V.I.Dobatkin. M.: Metallurgy ", 1978, p. 265-271).

Данный способ является достаточно производительным и позволяет вовлекать в состав электрода различные виды возвратных шихтовых отходов после их соответствующей переработки.This method is quite productive and allows you to involve in the composition of the electrode various types of return charge waste after their appropriate processing.

Недостатком способа является слабая механическая связь между компонентами шихты, что при увеличении размеров электрода приводит к снижению его прочности, разрушению при транспортировке и во время переплава, создает аварийные ситуации в вакуумных дуговых печах, вызывает брак слитков и электродов, снижая тем самым выход годного металла.The disadvantage of this method is the weak mechanical connection between the components of the charge, which with an increase in the size of the electrode leads to a decrease in its strength, destruction during transportation and during remelting, creates emergency situations in vacuum arc furnaces, and causes the marriage of ingots and electrodes, thereby reducing the yield of metal.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения расходуемого электрода для ВДП, включающий изготовление компонентов шихты заданных размеров, причем часть шихты выполняют в виде арматурных стержней ограниченной длины, порционную загрузку в контейнер арматурных стержней и кусковых и сыпучих компонентов шихты и последующее из совместное прессование с периодической фиксацией стержней (RU 2264887, C22B 9/20, 27.11.2005) - прототип.Closest to the technical nature of the claimed invention is a method of producing a consumable electrode for a VDP, including the manufacture of charge components of a given size, and part of the charge is made in the form of reinforcing bars of limited length, portioned loading of reinforcing bars and bulk and bulk components of the charge into the container and the subsequent joint pressing with periodic fixation of the rods (RU 2264887, C22B 9/20, 11.27.2005) - prototype.

Данный способ позволяет несколько повысить прочность электрода и увеличить в нем долю возвратных отходов.This method allows you to slightly increase the strength of the electrode and increase the proportion of returnable waste in it.

Недостатком известного способа является сложность осуществления и большая трудоемкость.The disadvantage of this method is the complexity of the implementation and the great complexity.

Используемые арматурные стержни должны иметь вполне определенные геометрические размеры, в частности длину и толщину. Длину арматурных стержней задают не меньше чем суммарная длина периметров прессовки и верхней конусной части контейнера (а при прессовании последней порции шихты - не выходящую за габариты прессовки) и не больше суммарной длины периметров всего электрода и верхней конусной части контейнера. В противном случае возможно либо недоиспользование всей длины стержней, либо их нехватка. Периодическая фиксация стержней приводит к тому, что стержни толщиной менее 3 мм при обратном ходе пресс-штемпеля рвутся и практически при прессовании на прессах усилием 2500-10000 тс стержни должны быть толщиной не менее 8-10 мм.The reinforcing bars used must have well-defined geometric dimensions, in particular length and thickness. The length of the reinforcing bars is set not less than the total length of the pressing perimeters and the upper conical part of the container (and when pressing the last portion of the charge, not exceeding the pressing dimensions) and not more than the total length of the perimeters of the entire electrode and the upper conical part of the container. Otherwise, either underutilization of the entire length of the rods or their shortage is possible. Periodic fixation of the rods leads to the fact that the rods with a thickness of less than 3 mm during the reverse stroke of the stamp are torn and practically when pressed on presses with a force of 2500-10000 tf, the rods should be at least 8-10 mm thick.

Специальное изготовление таких стержней связано со значительными трудозатратами. Кроме того, установка стержней перед каждой загрузкой, их периодическая фиксация и необходимость придания им определенной конфигурации холостыми ходами пресс-штемпеля приводит к снижению производительности процесса прессования электрода.Special manufacture of such rods is associated with significant labor costs. In addition, the installation of the rods before each loading, their periodic fixation and the need to give them a certain configuration by idling the press stamp leads to a decrease in the productivity of the electrode pressing process.

Высокая трудоемкость способа не оправдывается повышением прочности электрода, поскольку в таком электроде в местах прохождения (по торцевой поверхности блоков) донной части отформованных стержней ослаблены силы сцепления между блоками, что приводит к падению непроплавленных кусков шихты в ванну жидкого металла в процессе плавления электрода.The high complexity of the method is not justified by an increase in the strength of the electrode, since in such places at the places of passage (along the end surface of the blocks) of the bottom of the molded rods, the adhesion forces between the blocks are weakened, which leads to the fall of unmelted pieces of the charge into the molten metal bath during the melting of the electrode.

Совокупность указанных недостатков ограничивает возможность промышленного применения известного способа.The combination of these disadvantages limits the possibility of industrial application of the known method.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является снижение трудоемкости изготовления прессованного электрода и повышение его прочности за счет использования в качестве арматурных стержней длинномерных отходов производства.The problem to which this invention is directed is to reduce the complexity of manufacturing a pressed electrode and increase its strength due to the use of long production waste as reinforcing bars.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения расходуемого электрода для последующего переплава, включающем установку в полый контейнер арматурных стержней из отходов переплавляемого металла, порционную загрузку сыпучей шихты в контейнер и их совместное прессование пресс-штемпелем, согласно изобретению в качестве арматурных стержней используют длинномерные отходы, которые фиксируют в электроде при прессовании первой и последней порции шихты, а при прессовании промежуточных порций шихты арматурные стержни непрерывно подают в зазор между контейнером и пресс-штемпелем и запрессовывают их в поверхностный слой электрода с образованием по длине электрода сплошных арматурных стержней, при этом арматурные стержни выполняют в виде пакета, набранного из тонколистовых отходов.The problem is solved in that in the method for producing a consumable electrode for subsequent remelting, comprising installing reinforcing rods from the waste of remelted metal in a hollow container, portioning the bulk charge into the container and pressing them together with a press stamp, according to the invention, lengthy waste is used as reinforcing rods which are fixed in the electrode when pressing the first and last portion of the mixture, and when pressing intermediate portions of the mixture, the reinforcing bars are continuously ayut into the gap between the container and the press stamp and is pressed into the surface of the electrode layer to form a continuous electrode along the length of reinforcing bar, wherein the reinforcing bars operate as a package assembled from thin sheet wastes.

Кроме того, арматурные стержни по мере прессования запрессовывают в электрод по спирали, а заход спирали разных стержней задают одинаковым или различным.In addition, the reinforcing bars are pressed into the electrode in a spiral as they are pressed, and the helix of different rods is set equal or different.

При прессовании промежуточных блоков электрода длинномерные арматурные стержни запрессовываются в электрод преимущественно в его поверхностном слое, обеспечивая качественное сцепление компонентов шихты по торцевым поверхностям блоков и дополнительно упрочняя связь блоков по периферии.When pressing intermediate blocks of the electrode, long reinforcing bars are pressed into the electrode mainly in its surface layer, providing high-quality adhesion of the charge components along the end surfaces of the blocks and additionally strengthening the peripheral connection of the blocks.

Поскольку фиксация стержней при этом не производится, исключается возможность их разрыва при ходе пресс-штемпеля. Это позволяет использовать в качестве арматурных стержней пакеты, набранные их тонколистовых (толщиной от 0,1 до 3,0 мм) отходов производства без их предварительной взаимосвязи друг с другом. Происходящее при прямом ходе пресс-штемпеля скольжение внутренних слоев пакета относительно наружных в направлении прессования вызывает сцепление отдельных слоев пакета на этом участке. Благодаря этому возможное разрушение одного или нескольких внутренних слоев пакета при обратном ходе пресс-штемпеля не нарушает общей целостности арматурного многослойного стержня.Since the rods are not fixed in this case, the possibility of their rupture during the course of the press stamp is excluded. This allows you to use as reinforcing rods packages collected their thin-sheet (from 0.1 to 3.0 mm thick) production waste without their preliminary relationship with each other. The sliding of the inner layers of the packet relative to the outer ones in the pressing direction, which occurs during the forward stroke of the stamp, causes the adhesion of the individual layers of the packet in this section. Due to this, the possible destruction of one or more inner layers of the package during the reverse stroke of the stamp does not violate the overall integrity of the reinforcing multilayer rod.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.The essence of the proposed method is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан общий вид контейнера перед прессованием очередной порции шихты с арматурным стержнем в виде пакета, набранного из тонколистовых длинномерных отходов; на фиг.2 показан контейнер во время прессования шихты арматурных стержней с запрессовкой по спирали, α - угол захода спирали.Figure 1 shows a General view of the container before pressing the next portion of the mixture with the reinforcing bar in the form of a bag, recruited from long-sheet thin waste; figure 2 shows the container during pressing the mixture of reinforcing bars with a press fitting in a spiral, α is the angle of approach of the spiral.

Пример 1 (фиг.1)Example 1 (FIG. 1)

Был изготовлен расходуемый электрод для ВДП диаметром 220 мм, длиной 1500 мм прессованием на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 5 тыс. тс с использованием арматурного пакета длиной 3400 мм, шириной 50 мм, толщиной 10 мм при толщине отдельных полос пакета 0,1-3,0 мм.A consumable electrode was made for a VDP with a diameter of 220 mm, a length of 1,500 mm by pressing on a horizontal hydraulic press with a force of 5 thousand tonnes, using a reinforcing bag with a length of 3400 mm, a width of 50 mm, a thickness of 10 mm and a thickness of individual strip bands of 0.1-3.0 mm

Через загрузочную воронку 1 в коническую полость 2 контейнера 3, ограниченную верхним плоским торцом ранее отпрессованного электрода 4, закладывают многослойный арматурный стержень 5, выполненный в виде пакета, набранного из длинномерных тонколистовых отходов листопрокатного производства.Through a loading funnel 1 into the conical cavity 2 of the container 3, bounded by the upper flat end of the previously pressed electrode 4, lay a multi-layer reinforcing bar 5, made in the form of a package, recruited from long-length sheet-metal wastes of sheet-rolled production.

После деформации стержня 5 в контейнер засыпают первую порцию 6 шихты и прессуют пресс-штемпелем с фигурной шайбой 7. При этом арматурный стержень фиксируется в первом блоке 8 электрода 9. Из отпрессованного блока в полость контейнера выступают два диаметрально противолежащих участка арматурного стержня, создающего дополнительную жесткую связь отпрессованного блока со следующей порционной частью.After the rod 5 is deformed, the first portion 6 of the charge is poured into the container and pressed with a stamp with a figured washer 7. In this case, the reinforcing bar is fixed in the first block 8 of the electrode 9. Two diametrically opposite sections of the reinforcing bar protrude into the cavity of the container, creating an additional rigid connection of the pressed block with the next portion portion.

После удаления из полости контейнера пресс-штемпеля в него засыпают следующую порцию шихты и производят ее прессование совместно с арматурным стержнем. При этом стержень находится в свободном незафиксированном состоянии. При прямом ходе пресс-штемпеля и сжатии арматурного стержня происходит скольжение образующих его тонких полос относительно друг друга в направлении прессования, что способствует сохранению общей целостности стержня. Процесс прессования продолжают до получения расходуемого электрода необходимой длины. Концы арматурного стержня фиксируют в последней порционной части электрода в процессе прессования пресс-штемпелем с плоской шайбой 10.After removing the stamp from the cavity of the container, the next portion of the charge is poured into it and it is pressed together with the reinforcing bar. In this case, the rod is in a free, unfixed state. In the direct course of the press stamp and compression of the reinforcing bar, the thin strips forming it slide relative to each other in the pressing direction, which helps to maintain the overall integrity of the bar. The pressing process is continued until a consumable electrode of the required length is obtained. The ends of the reinforcing bar are fixed in the last portion of the electrode during pressing by a stamp with a flat washer 10.

Пример 2 (фиг.2)Example 2 (figure 2)

Изготовлен расходуемый электрод для ВДП диаметром 490 мм, длиной 5500 мм прессованием на вертикальном гидравлическом прессе усилием 10 тыс. тс с использованием арматурных стержней размерами 8×60×7500 мм.A consumable electrode was made for a VDP with a diameter of 490 mm and a length of 5500 mm by pressing on a vertical hydraulic press with a force of 10 thousand tf using reinforcing bars with dimensions of 8 × 60 × 7500 mm.

В коническую полость контейнера 3, ограниченную верхним плоским торцом ранее отпрессованного электрода (не показано), задают три арматурных стержня 5 в виде полосы под углом захода спирали α=15°.In the conical cavity of the container 3, bounded by the upper flat end of the previously pressed electrode (not shown), three reinforcing rods 5 are set in the form of a strip at a spiral angle α = 15 °.

После установки стержней в контейнер 3 засыпают порцию предварительно перемешанной кусковой и сыпучей шихты 6 заданного фракционного и химического состава. Засыпанную шихту 6 совместно со стержнями 5 прессуют пресс-штемпелем с фигурной шайбой 7, фиксируя стержни в первом блоке электрода.After installing the rods in the container 3, a portion of a pre-mixed lump and bulk mixture 6 of a predetermined fractional and chemical composition is poured. The filled charge 6 together with the rods 5 is pressed with a stamp with a figured washer 7, fixing the rods in the first block of the electrode.

Далее засыпку порции шихты и совместное ее прессование с длинномерными арматурными стержнями производят аналогично примеру 1.Next, filling the portion of the mixture and its joint pressing with long reinforcing bars is carried out analogously to example 1.

Изменяя по мере прессования угол наклона арматурного стержня относительно оси электрода, регулируют шаг спирали, обеспечивая оптимальное содержание листовой обрези в общем объеме шихты.Changing the angle of inclination of the reinforcing bar relative to the axis of the electrode as it is pressed, the pitch of the spiral is regulated, ensuring the optimal content of sheet trim in the total volume of the charge.

Преимущества предлагаемого способа получения расходуемых электродов по сравнению с прототипом заключаются в следующем:The advantages of the proposed method for producing consumable electrodes in comparison with the prototype are as follows:

- Снижается трудоемкость за счет устранения предварительной переработки отходов и исключения ряда операций из непосредственного процесса прессования электрода.- Reduces the complexity by eliminating the preliminary processing of waste and eliminating a number of operations from the direct process of pressing the electrode.

- Повышается механическая прочность электрода за счет ликвидации участков слабого сцепления блоков (по торцевым поверхностям).- Increases the mechanical strength of the electrode due to the elimination of areas of weak adhesion of the blocks (on the end surfaces).

- Обеспечивается возможность безотходного вовлечения в состав электрода длинномерных отходов производства без их предварительной переработки.- It provides the possibility of non-waste involvement in the composition of the electrode of lengthy production wastes without their preliminary processing.

- Расширяются технологические возможности способа за счет варьирования вида и способа запрессовки арматурных стержней.- Expanding the technological capabilities of the method by varying the type and method of pressing in reinforcing bars.

- Снижается себестоимость изготовления 1 т расходуемого электрода.- The cost of manufacturing 1 ton of consumable electrode is reduced.

Claims (3)

1. Способ получения расходуемого электрода для последующего переплава, включающий установку в полый контейнер арматурных стержней, порционную загрузку сыпучей шихты в контейнер и их совместное прессование пресс-штемпелем, отличающийся тем, что в качестве арматурных стержней используют длинномерные отходы переплавляемого металла, которые фиксируют в электроде при прессовании первой и последней порций шихты, а при прессовании промежуточных порций шихты арматурные стержни непрерывно подают в зазор между контейнером и пресс-штемпелем и запрессовывают их в поверхностный слой электрода с образованием по длине электрода сплошных арматурных стержней.1. A method of producing a consumable electrode for subsequent remelting, comprising installing reinforcing rods in a hollow container, portioning the bulk charge into the container and pressing them together with a press stamp, characterized in that lengthy remelted metal wastes are used as reinforcing rods, which are fixed in the electrode when pressing the first and last batches of the charge, and when pressing the intermediate batches of the mixture, the reinforcing bars are continuously fed into the gap between the container and the stamp they are pressed into the surface layer of the electrode with the formation of continuous reinforcing bars along the length of the electrode. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют арматурные стержни в виде пакета, набранного из тонколистовых длинномерных отходов.2. The method according to claim 1, characterized in that the use of reinforcing bars in the form of a package recruited from long-sheet thin waste. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что арматурные стержни по мере прессования запрессовывают в электрод по спирали, а угол захода спирали разных арматурных стержней задают одинаковым или различным.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing bars are pressed into the electrode in a spiral as they are pressed, and the angle of approach of the spiral of different reinforcing bars is set the same or different.
RU2006124358/02A 2006-07-06 2006-07-06 Method of production of consumable electrode RU2331679C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124358/02A RU2331679C2 (en) 2006-07-06 2006-07-06 Method of production of consumable electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124358/02A RU2331679C2 (en) 2006-07-06 2006-07-06 Method of production of consumable electrode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006124358A RU2006124358A (en) 2008-01-20
RU2331679C2 true RU2331679C2 (en) 2008-08-20

Family

ID=39108221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006124358/02A RU2331679C2 (en) 2006-07-06 2006-07-06 Method of production of consumable electrode

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2331679C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107674989A (en) * 2017-09-08 2018-02-09 重庆金世利钛业有限公司 A kind of overall preparation method of electrode for titanium alloy vacuum consumable smelting
RU2721979C1 (en) * 2019-05-27 2020-05-25 Публичное акционерное общество "Русполимет" Method of producing consumable electrode for vacuum-arc remelting for precise alloying

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107674989A (en) * 2017-09-08 2018-02-09 重庆金世利钛业有限公司 A kind of overall preparation method of electrode for titanium alloy vacuum consumable smelting
RU2721979C1 (en) * 2019-05-27 2020-05-25 Публичное акционерное общество "Русполимет" Method of producing consumable electrode for vacuum-arc remelting for precise alloying

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006124358A (en) 2008-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2401034C (en) Electrolytic reduction of metal oxides such as titanium dioxide and process applications
RU2331679C2 (en) Method of production of consumable electrode
JP2017501038A5 (en)
CN201608933U (en) Electrode used for vacuum consumable electric arc melting
WO2010118820A1 (en) Method for producing a semi-finished part for mokume gane jewelry
WO2011072961A1 (en) Process for sintering powders assisted by pressure and electric current
WO2019160439A1 (en) Method for producing ingots from zirconium alloys based on magnesium-thermic sponge
JP4699497B2 (en) Recycled raw material processing method
US3213533A (en) Method of making metal covered refractory bricks
RU2291030C1 (en) Consumable electrode semi-continuous pressing method and die for perfoming the same
RU2048274C1 (en) Method for manufacture of combined consumable electrode for vacuum arc melting
RU2365464C2 (en) Method of manufacture of consumable electrode from sponge metal
AU2009313307A1 (en) Solid composition having enhanced physical and electrical properties
RU2264887C1 (en) Method for semi-continuous pressing of articles of titanium alloy charge materials
RU2020772C1 (en) Consumable electrode of vacuum electric-arc furnace
RU2120351C1 (en) Method of semicontinuous molding of articles from charge materials of titanium alloys
RU2796507C1 (en) Method for obtaining zirconium-niobium alloy
JPH10113793A (en) Powder forming device and method for forming helical gear using the device
RU2754419C1 (en) Method for obtaining layered metal-ceramic composite materials
WO2011050362A2 (en) Mechanical processing of reactive laminates
RU2284236C1 (en) Tool for compacting charge materials
RU2404018C2 (en) Method of producing continuous section-shaped billet from thermit steel
RU2313590C1 (en) Consumable electrode producing method
RU2602579C1 (en) Method for production of high-speed steel from wastes of worn-out cutting tool
JP2004206900A (en) Electrode for consumable electrode type arc melting