RU2355791C2 - Method of manufacturing of high reactivity metals and alloys ingots and vacuum-arc-refining furnace for manufacturing of reactivity metals and alloys ingots - Google Patents
Method of manufacturing of high reactivity metals and alloys ingots and vacuum-arc-refining furnace for manufacturing of reactivity metals and alloys ingots Download PDFInfo
- Publication number
- RU2355791C2 RU2355791C2 RU2007120284/02A RU2007120284A RU2355791C2 RU 2355791 C2 RU2355791 C2 RU 2355791C2 RU 2007120284/02 A RU2007120284/02 A RU 2007120284/02A RU 2007120284 A RU2007120284 A RU 2007120284A RU 2355791 C2 RU2355791 C2 RU 2355791C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- electrode
- vacuum
- ingots
- furnace
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, а именно к вакуумному дуговому переплаву высокореакционных металлов и сплавов, и может быть использовано при выплавке слитков первого переплава с максимальным вовлечением стружки в процесс переплава.The invention relates to the field of special electrometallurgy, namely to a vacuum arc remelting of highly reactive metals and alloys, and can be used in the smelting of ingots of the first remelting with the maximum involvement of chips in the remelting process.
Наиболее распространенным (около 45% от общей массы промышленных металлических отходов) и труднее всего перерабатываемым видом отходов является стружка, сложность подготовки которой к переработке заключается в том, что она занимает большой объем и, как правило, загрязнена.The most common (about 45% of the total mass of industrial metal waste) and the most difficult to recycle type of waste is shavings, the difficulty of preparing it for processing lies in the fact that it takes up a large amount and is usually contaminated.
Известен способ получения расходуемых электродов с использованием 10-15% стружки титановых сплавов, остальное - титановая губка (Кипарисов С.С. и др. Переработка титанового скрапа. - М. 1984, вып.1).A known method of producing consumable electrodes using 10-15% shavings of titanium alloys, the rest is a titanium sponge (Kiparisov S.S. et al. Processing of titanium scrap. - M. 1984, issue 1).
Недостатком способа является использование значительного количества дорогостоящей титановой губки, а также недостаточная механическая прочность электродов, что может привести к их разрушению в процессе переплава.The disadvantage of this method is the use of a significant amount of expensive titanium sponge, as well as insufficient mechanical strength of the electrodes, which can lead to their destruction during remelting.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является способ изготовления слитков из некомпактных стальных отходов (RU 2148665, МПК7 С22В 9/18, публ. 2000 г. Бюл. №13) - прототип. Способ включает загрузку в кристаллизатор вакуумной дуговой электропечи расходуемого прессованного из отходов электрода с запрессованными в блоки порциями флюса и постепенное совместное расплавление отходов и флюса, совмещающее процессы электрошлакового переплава и вакуумного дугового переплава.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed invention is a method for the manufacture of ingots from non-compact steel wastes (RU 2148665, MPK7 С22В 9/18, publ. 2000 Bull. No. 13) - prototype. The method includes loading into the crystallizer of a vacuum electric arc furnace a consumable electrode pressed from waste materials with flux portions pressed into blocks and gradually melting the waste and flux together, combining electroslag remelting processes and vacuum arc remelting.
Недостатком известного способа является невозможность получения цельного прессованного электрода длиной более двух метров и, вследствие этого, невозможность получить путем вакуумного дугового переплава слиток с максимальным вовлечением стружки, на что направлено заявляемое изобретение.The disadvantage of this method is the impossibility of obtaining a single molded electrode with a length of more than two meters and, therefore, the inability to obtain by vacuum arc remelting an ingot with maximum chip involvement, to which the claimed invention is directed.
Известна вакуумная дуговая печь для выплавки слитков высокореакционных металлов и сплавов, содержащая вакуумную камеру, электрододержатель, кристаллизатор, поддон и токоподвод (Андреев А.Л., Аношкин Н.Ф. и др. Титановые сплавы. Плавка и литье титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1994, с.151-152, рис.54) - прототип.Known vacuum arc furnace for smelting ingots of highly reactive metals and alloys, containing a vacuum chamber, electrode holder, mold, pan and current supply (Andreev A.L., Anoshkin N.F. and other titanium alloys. Melting and casting of titanium alloys. - M. : Metallurgy, 1994, p.151-152, Fig. 54) - prototype.
Недостатком известной печи является то, что данная печь предназначена для переплава только расходуемого электрода. Добавление дополнительных шихтовых материалов в процессе плавления электрода конструктивно невозможно.A disadvantage of the known furnace is that this furnace is intended for remelting only the consumable electrode. Adding additional charge materials during the melting of the electrode is structurally impossible.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является увеличение доли вовлекаемых вторичных отходов, в частности стружки, в процесс выплавки слитков с возможностью получения слитков требуемого химического состава.The problem to which this invention is directed, is to increase the share of secondary waste involved, in particular shavings, in the process of smelting ingots with the possibility of obtaining ingots of the required chemical composition.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления слитков высокореакционных металлов и сплавов, включающем загрузку прессованного расходуемого электрода в кристаллизатор вакуумной дуговой печи и постепенное сплавление электрода, согласно изобретению по мере сплавления прессованного расходуемого электрода в кольцевой зазор между электродом и стенкой кристаллизатора печи порционно подают титановую стружку и расплавляют ее одновременно с расходуемым электродом. Кроме того, после загрузки расходуемого электрода в кристаллизатор на его поддон насыпают, по крайней мере, одну порцию титановой стружки.The problem is solved in that in the method of manufacturing ingots of highly reactive metals and alloys, comprising loading a pressed consumable electrode into a mold of a vacuum arc furnace and gradually fusing the electrode, according to the invention, as the molded pressed consumable electrode is fused, titanium is portioned into the annular gap between the electrode and the wall of the mold of the furnace shavings and melt it simultaneously with a consumable electrode. In addition, after loading the consumable electrode into the mold, at least one portion of titanium shavings is poured onto its tray.
Поставленная задача также решается тем, что вакуумная дуговая печь для изготовления слитков высокореакционных металлов и сплавов, содержащая вакуумную камеру, электрододержатель, кристаллизатор, поддон и токоподвод, согласно изобретению снабжена шихтовым бункером для порционной подачи в кристаллизатор титановой стружки, соединенным с кристаллизатором печи посредством переходного фланца с окном и выполненным с решеткой в нижней части приемной воронки и лотком на выходе из шихтового бункера, поверхность которого выполнена в виде двух ручьев, разделяющих поступающую в кристаллизатор стружку на два потока. Кроме того, печь дополнительно содержит два привода и два реле времени, которые приводят в движение, как поочередно, так и вместе, решетку и лоток.The problem is also solved in that a vacuum arc furnace for the manufacture of ingots of highly reactive metals and alloys, containing a vacuum chamber, an electrode holder, a mold, a pan and a current lead, according to the invention is equipped with a charge hopper for portion feeding of titanium shavings into the mold, connected to the mold of the furnace through a transition flange with a window and made with a grate in the lower part of the receiving funnel and a tray at the exit of the feed hopper, the surface of which is made in the form of two streams dividing the chips entering the mold into two streams. In addition, the furnace additionally contains two drives and two time relays, which drive, both alternately and together, a grill and a tray.
Сущность заявляемого изобретения поясняется графическими материалами. На фиг.1 показана схема предлагаемой вакуумной дуговой печи с шихтовым бункером.The essence of the invention is illustrated by graphic materials. Figure 1 shows a diagram of the proposed vacuum arc furnace with a feed hopper.
На фиг.2 представлена схема лотка с перегородками, разделяющими его на два ручья для подачи стружки в кристаллизатор печи.Figure 2 presents a diagram of the tray with partitions dividing it into two streams for feeding chips into the mold of the furnace.
Печь содержит вакуумную камеру 3, кристаллизатор 5, поддон 6, а также электрододержатель 1, к которому крепится электрод 2. Печь с помощью переходного фланца 4 и лотка 11 соединена с шихтовым бункером 7, который в своей нижней части имеет приемную воронку 8 с размещенной в ней решеткой 9. Решетка 9 и лоток 11 приводятся в движение вибраторами 10. Стружка в кристаллизатор 5 печи подается через окно 12, расположенное в переходном фланце 4.The furnace contains a vacuum chamber 3, a mold 5, a pan 6, as well as an electrode holder 1 to which the electrode 2 is attached. The furnace is connected via a transition flange 4 and a tray 11 to a charge hopper 7, which in its lower part has a receiving funnel 8 with her lattice 9. The lattice 9 and the tray 11 are driven by vibrators 10. The chips in the mold 5 of the furnace is fed through the window 12, located in the transitional flange 4.
Вакуумная дуговая печь работает следующим образом.Vacuum arc furnace operates as follows.
Вакуумную камеру 3, переходной фланец 4, кристаллизатор 5 закрепляют между собой стационарно. В нижней части кристаллизатора расположен поддон 6, на который насыпают порцию стружки. Расходуемый прессованный электрод 2 приваривают к электрододержателю 1. Печь вакуумируют. Перед включением источника питания дуги и наведением ванны жидкого металла была произведена смена полярности горения дуги с прямой на обратную. После расплавления первой порции стружки и части прессованного электрода производят порционную подачу стружки из шихтового бункера. Стружка из шихтового бункера 7 поступает через решетку 9, расположенную в приемной воронке 8 на лоток 11 и через окно 12, расположенное в переходном фланце 4 ссыпается двумя потоками в зазор между расходуемым электродом 2 и стенкой кристаллизатора 5. Поверхность лотка 11 выполнена в виде двух ручьев. Вибраторы 10 решетки 9 и лотка 11 используются в технологическом процессе как поочередно, так и одновременно. При помощи двух реле времени, установленных на рабочем пульте плавильщика, регулируется масса ссыпаемой стружки. Порционная подача стружки происходит в процессе всей плавки до полного сплавления электрода. После охлаждения слитка производится его выгрузка.The vacuum chamber 3, the transition flange 4, the mold 5 are fixed to each other stationary. At the bottom of the mold is a pan 6, on which a portion of the chip is poured. Consumable extruded electrode 2 is welded to the electrode holder 1. The furnace is evacuated. Before turning on the arc power source and pointing the molten metal bath, the polarity of arc burning was changed from direct to reverse. After the first portion of the chip and part of the pressed electrode are melted, a portion supply of chips from the charge hopper is performed. Chip from the feed hopper 7 enters through the grate 9 located in the receiving funnel 8 onto the tray 11 and through the window 12 located in the transitional flange 4 is poured by two streams into the gap between the consumable electrode 2 and the mold wall 5. The surface of the tray 11 is made in the form of two streams . The vibrators 10 of the grill 9 and the tray 11 are used in the process both alternately and simultaneously. With the help of two time relays installed on the working panel of the smelter, the mass of poured chips is regulated. Batch feed of chips occurs during the entire melting process until the electrode is completely fused. After cooling, the ingot is unloaded.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
Плавление слитка осуществляли в вакуумной дуговой электрической печи ВД 650 с использованием прессованного расходуемого электрода титанового сплава Вт6 массой 520 кг, диаметром 390 мм, длиной 1120 мм. Общее количество отходов в прессованном электроде составило 38%, в том числе титановой стружки 18%, что соответствует 94 кг массы электрода. В процессе плавления производили порционное ссыпание стружки сплава Вт6 в количестве 226 кг. Таким образом, суммарное количество стружки в выплавленном слитке составило 44%.The ingot was melted in a VD 650 vacuum electric arc furnace using a pressed consumable W6 titanium alloy electrode with a mass of 520 kg, diameter 390 mm, and length 1120 mm. The total amount of waste in the pressed electrode was 38%, including 18% of titanium chips, which corresponds to 94 kg of electrode mass. In the process of melting, batch pouring of chips of W6 alloy in an amount of 226 kg was performed. Thus, the total amount of chips in the smelted ingot was 44%.
Полученный слиток подвергли двум дополнительным переплавам в вакуумной дуговой печи.The resulting ingot was subjected to two additional remelts in a vacuum arc furnace.
Химический состав полученного слитка приведен в таблице.The chemical composition of the obtained ingot is given in the table.
Химический состав слитка соответствовал ГОСТ 19807-91 «Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки.»The chemical composition of the ingot corresponded to GOST 19807-91 “Titanium and wrought titanium alloys. Stamps. "
Предлагаемый способ изготовления слитков и вакуумная дуговая печь для его осуществления, по сравнению с известными, позволяют обеспечить дополнительное (до 26% и более) вовлечение шихтовых материалов в виде стружки в процесс изготовления слитков и получить слитки с требуемым химическим составом для дальнейшего использования в металлообрабатывающей промышленности.The proposed method for the manufacture of ingots and a vacuum arc furnace for its implementation, in comparison with the known ones, allows for additional (up to 26% or more) involvement of charge materials in the form of shavings in the manufacturing process of ingots and to obtain ingots with the required chemical composition for further use in the metalworking industry .
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007120284/02A RU2355791C2 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Method of manufacturing of high reactivity metals and alloys ingots and vacuum-arc-refining furnace for manufacturing of reactivity metals and alloys ingots |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007120284/02A RU2355791C2 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Method of manufacturing of high reactivity metals and alloys ingots and vacuum-arc-refining furnace for manufacturing of reactivity metals and alloys ingots |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007120284A RU2007120284A (en) | 2008-12-10 |
RU2355791C2 true RU2355791C2 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=41021968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007120284/02A RU2355791C2 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Method of manufacturing of high reactivity metals and alloys ingots and vacuum-arc-refining furnace for manufacturing of reactivity metals and alloys ingots |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2355791C2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573456C2 (en) * | 2010-02-05 | 2016-01-20 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. | Systems and methods of manufacturing and treatment of alloy ingots |
US9242291B2 (en) | 2011-01-17 | 2016-01-26 | Ati Properties, Inc. | Hot workability of metal alloys via surface coating |
US9267184B2 (en) | 2010-02-05 | 2016-02-23 | Ati Properties, Inc. | Systems and methods for processing alloy ingots |
US9539636B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-10 | Ati Properties Llc | Articles, systems, and methods for forging alloys |
US10207312B2 (en) | 2010-06-14 | 2019-02-19 | Ati Properties Llc | Lubrication processes for enhanced forgeability |
RU223184U1 (en) * | 2023-11-08 | 2024-02-05 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | LABORATORY VACUUM ARC FURNACE FOR REMELTING CHAVINGS FROM HIGHLY REACTIVE METALS AND ALLOYS |
-
2007
- 2007-05-30 RU RU2007120284/02A patent/RU2355791C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АНДРЕЕВ А.Л. и др. Титановые сплавы. Плавка и литье титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1994, с.151-152, рис.54. * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573456C2 (en) * | 2010-02-05 | 2016-01-20 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. | Systems and methods of manufacturing and treatment of alloy ingots |
US9267184B2 (en) | 2010-02-05 | 2016-02-23 | Ati Properties, Inc. | Systems and methods for processing alloy ingots |
US9533346B2 (en) | 2010-02-05 | 2017-01-03 | Ati Properties Llc | Systems and methods for forming and processing alloy ingots |
US11059089B2 (en) | 2010-02-05 | 2021-07-13 | Ati Properties Llc | Systems and methods for processing alloy ingots |
US11059088B2 (en) | 2010-02-05 | 2021-07-13 | Ati Properties Llc | Systems and methods for processing alloy ingots |
US10207312B2 (en) | 2010-06-14 | 2019-02-19 | Ati Properties Llc | Lubrication processes for enhanced forgeability |
US9242291B2 (en) | 2011-01-17 | 2016-01-26 | Ati Properties, Inc. | Hot workability of metal alloys via surface coating |
US9539636B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-10 | Ati Properties Llc | Articles, systems, and methods for forging alloys |
RU223184U1 (en) * | 2023-11-08 | 2024-02-05 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | LABORATORY VACUUM ARC FURNACE FOR REMELTING CHAVINGS FROM HIGHLY REACTIVE METALS AND ALLOYS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007120284A (en) | 2008-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2355791C2 (en) | Method of manufacturing of high reactivity metals and alloys ingots and vacuum-arc-refining furnace for manufacturing of reactivity metals and alloys ingots | |
EP1543172B1 (en) | Purification of metal particles by heat processing | |
WO2010068140A1 (en) | Method and apparatus for electron-beam or plasma-jet melting of metal from a crystallizer into a crystallizer | |
RU2454471C2 (en) | Method of electron-beam or plasma zonal melting to square crystalliser | |
RU2335564C2 (en) | High titanium ferro alloy produced by two stages reduction out of ilmenite | |
WO1997000978A1 (en) | Process for the manufacture of a high carbon cobalt-chromium-molybdenum alloy | |
RU2699887C1 (en) | Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis | |
RU2487181C1 (en) | Method for electroslag remelting of metal-containing wastes | |
RU2360014C2 (en) | Vacuum arc-refining skull furnace | |
CN100449240C (en) | Method and device for melting rare earth magnet scrap and primary molten alloy of rare earth magnet | |
RU2630157C2 (en) | Method to produce electrodes of alloys based on titanium aluminide | |
RU2672609C1 (en) | Method of recovery and activation of substandard waste for nickel-based alloys | |
CN205954085U (en) | Equipment of metallic lead recovery of hot aluminium ash and slag preparation steelmaking auxiliary material | |
RU2196843C2 (en) | Method for furnace melting of ferrotitanium from titanium oxides | |
CN101230423A (en) | Method for manufacturing high-titanium ferrotitanium | |
RU2247162C1 (en) | Method of production of blanks from copper or its alloys | |
RU2229528C2 (en) | Method of production of ingots | |
JP4652537B2 (en) | Method for melting titanium or titanium alloy scrap | |
RU2770807C1 (en) | Method for producing blanks from low-alloy copper-based alloys | |
RU2209842C2 (en) | Metal melting and pouring method | |
RU2148665C1 (en) | Method of producing castings from noncompact steel wastes and device for pressing blocks of steel consumable electrodes for method embodiment | |
RU2762460C1 (en) | Method for producing special copper ingots | |
RU2716326C1 (en) | Method of obtaining high-alloy heat resistant alloys on nickel base with titanium and aluminium content in narrow range | |
RU2630138C2 (en) | Melting method of reactive metals and alloys on its basis | |
RU2302475C2 (en) | Method of production of ingots on base of refractory metals by vacuum autocrucible arc melting |