RU2360014C2 - Vacuum arc-refining skull furnace - Google Patents

Vacuum arc-refining skull furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2360014C2
RU2360014C2 RU2007132509/02A RU2007132509A RU2360014C2 RU 2360014 C2 RU2360014 C2 RU 2360014C2 RU 2007132509/02 A RU2007132509/02 A RU 2007132509/02A RU 2007132509 A RU2007132509 A RU 2007132509A RU 2360014 C2 RU2360014 C2 RU 2360014C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
ingot
furnace
ingots
stub
Prior art date
Application number
RU2007132509/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007132509A (en
Inventor
Александр Валентинович Иванов (RU)
Александр Валентинович Иванов
Original Assignee
ОАО "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 ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" filed Critical ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА"
Priority to RU2007132509/02A priority Critical patent/RU2360014C2/en
Publication of RU2007132509A publication Critical patent/RU2007132509A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2360014C2 publication Critical patent/RU2360014C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: provided invention relates to special metallurgy field and can be used for melting of ingots of refractory, high- reacting metals and alloys, predominately titanic, used in aerospace engineering. At top working side of underpan it is implemented central notch by shape and dimensions of sternpost of working stub of ingot-electrode.
EFFECT: invention provides receiving of monolithic ingot - electrode with reverse stub in skull furnace, exclude operations of welding of consumed stub to ingot-electrode, to remove manufacturing of fusers and all complex of facilities and equipment by its processing, to extend accuracy of unit, alignment and fixation in pallet of fill in ingot-electrode in mold of major diametre.
1 ex, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области специальной электрометаллургии и может быть использовано для выплавки слитков тугоплавких высокореакционных металлов и сплавов, преимущественно титановых, применяемых в аэрокосмической технике.The present invention relates to the field of special electrometallurgy and can be used for the smelting of ingots of refractory highly reactive metals and alloys, mainly titanium, used in aerospace engineering.

Выбор технологической схемы производства данных сплавов определяется их назначением и требованиями к качеству полуфабрикатов. Для основной массы слитков главное требование - чистота металла от внутренних включений и однородность химического состава, а также экономичность процессов. Кроме обеспечения высокого качества и экономичности технологическая схема производства слитков должна удовлетворять требованиям техники безопасности и охране окружающей среды.The choice of a technological scheme for the production of these alloys is determined by their purpose and quality requirements for semi-finished products. For the bulk of the ingots, the main requirement is the purity of the metal from internal inclusions and the uniformity of the chemical composition, as well as the efficiency of the processes. In addition to ensuring high quality and cost-effectiveness, the technological scheme for the production of ingots must meet the requirements of safety and environmental protection.

Для получения качественных слитков используемых в авиации, двигателестроении, космонавтике и других высокотехнологических областях, используют слитки двойного и тройного переплава. Оптимальной технологией первого переплава является гарнисажная плавка. Она обеспечивает вовлечение необходимого по расчету количества отходов, полное усреднение состава сплава, отсутствие брака по включениям тяжелых тугоплавких частиц, остающихся на дне тигля. Далее слитки получают вакуумно-дуговым переплавом. Это позволяет получать качественный металл с хорошей структурой. Однако вакуумно-дуговой переплав содержит ряд высокозатратных технологических операций, связанных с транспортировкой слитка, его загрузкой в печь и приваркой оборотного огарка, эти операции сопровождаются загрязнением слитков, непроизводительной работой и простоями печей.To obtain high-quality ingots used in aviation, engine building, astronautics and other high-tech fields, double and triple remelting ingots are used. The optimum technology for the first remelting is skull molding. It ensures the involvement of the amount of waste necessary for the calculation, the complete averaging of the alloy composition, and the absence of rejects for inclusions of heavy refractory particles remaining at the bottom of the crucible. Further, the ingots are obtained by vacuum-arc remelting. This allows you to get high-quality metal with a good structure. However, vacuum-arc remelting contains a number of high-cost technological operations associated with transporting the ingot, loading it into the furnace and welding the cinder, these operations are accompanied by contamination of the ingots, unproductive work and downtime of the furnaces.

Известна вакуумная дуговая гарнисажная печь ДТВГ4ПФ, содержащая рабочую камеру, электрододержатель, медный охлаждаемый тигель и кристаллизатор с плоским поддоном. Формирование слитка-электрода в применяемой гарнисажной печи может производиться как за одну, так и несколько последовательных плавок, при этом предшествующий слиток получают в изложнице меньшего диаметра. При последующей плавке слиток устанавливают на плоский поддон в изложницу кристаллизатора большего диаметра, а образовавшуюся вокруг него полость заполняют расплавом. [1] - прототип.Known vacuum arc skull furnace DTVG4PF containing a working chamber, an electrode holder, a copper cooled crucible and a mold with a flat tray. The formation of the ingot electrode in the used skull furnace can be performed in one or several consecutive heats, while the previous ingot is obtained in a mold of a smaller diameter. During subsequent melting, the ingot is mounted on a flat tray in a mold of a larger diameter mold, and the cavity formed around it is filled with a melt. [1] is a prototype.

Недостатком известной гарнисажной печи является применяемый плоский поддон кристаллизатора, в результате чего у отливаемого слитка-электрода донная поверхность получается плоской. По этой причине при установке заливаемого слитка на плоский поддон не обеспечивается необходимая точность центровки и фиксации слитка-электрода при последующей плавке в кристаллизаторе большего диаметра. Окончательный слиток-электрод не приспособлен для закрепления на электрододержателе вакуумной дуговой печи. Для этого производят дуговую приварку расходуемого огарка к донному торцу слитка-электрода, сопровождающуюся разбрызгиванием металла, образованием натеков, сплесов, корольков и хлоридов, загрязняющих печи, их электрододержатели с закрепленными на них огарками, а следовательно, это создает предпосылки к получению сплава с возможным наличием дефектов. После приварки производят ручную сухую чистку печи, вредную для здоровья исполнителя. Донную часть слитка-электрода, приваренную к расходуемому огарку, не доплавляют, оставляют в виде «блина» высотой 40-80 мм, плавление которого требует дополнительной технологической операции. Дополнительная операция производится после выгрузки полученного слитка с кристаллизатором из печи, последующей загрузки специального неглубокого кристаллизатора «чашу», и расплавляют оставшийся «блин», получая оплавыш, который после достаточно сложной обработки в виде отходов вовлекается в технологический процесс. Вследствие этого в рабочем цикле плавки основное оборудование (вакуумная дуговая печь) до 35% времени загружена вспомогательными операциями, а 2-3% годного металла растрачивается на применяемые расходуемые огарки и выплавляемые оплавыши.A disadvantage of the known skull furnace is the used flat mold tray, as a result of which the bottom surface of the cast ingot electrode is flat. For this reason, when installing the cast ingot on a flat pallet, the necessary accuracy of alignment and fixation of the ingot electrode during subsequent melting in a larger diameter crystallizer is not provided. The final ingot electrode is not adapted to be mounted on the electrode holder of a vacuum arc furnace. To do this, the consumable cinder is arc welded to the bottom end of the ingot electrode, accompanied by metal spatter, the formation of sagging, splits, kings and chlorides that pollute the furnaces, their electrode holders with cinders fixed on them, and therefore, this creates the preconditions for obtaining an alloy with possible presence defects. After welding, a manual dry cleaning of the furnace is performed, which is harmful to the health of the performer. The bottom part of the ingot electrode welded to the consumable cinder is not melted, left in the form of a “pancake” 40–80 mm high, the melting of which requires an additional technological operation. An additional operation is carried out after unloading the obtained ingot with a crystallizer from the furnace, subsequent loading of a special shallow mold “bowl”, and the remaining “pancake” is melted, receiving a melter, which, after a rather complicated treatment in the form of waste, is involved in the technological process. As a result, in the melting work cycle, the main equipment (vacuum arc furnace) is loaded up to 35% of the time with auxiliary operations, and 2-3% of the suitable metal is spent on used consumable cinders and melted floats.

Задачей предлагаемого изобретения является получение монолитного слитка-электрода с оборотным огарком в гарнисажной печи без применения расходуемых огарков и операции их приварки к слитку-электроду.The objective of the invention is to obtain a monolithic ingot electrode with a cinder in the skull furnace without the use of consumable cinders and the operation of welding them to the ingot electrode.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является:The technical result achieved by the invention is:

- точность установки, центровки и фиксации в поддоне заливаемого слитка-электрода в кристаллизаторе большего диаметра,- the accuracy of installation, alignment and fixation in the pan poured ingot electrode in the mold of a larger diameter,

- устранение с вакуумных дуговых печей вспомогательной операции оплавления «блинов» - слитков-электродов и кристаллизаторов - «чаш»,- elimination from vacuum arc furnaces of the auxiliary operation of melting “pancakes” - ingot electrodes and crystallizers - “bowls”,

- устранение производства оплавышей и всего комплекса средств и оборудования по их переработке,- elimination of the production of floaters and the whole range of facilities and equipment for their processing,

- повышение производительности печи,- increase the productivity of the furnace,

- повышение культуры и безопасности производства слитков, качества титановой продукции и снижение ее себестоимости,- improving the culture and safety of the production of ingots, the quality of titanium products and reducing its cost,

- улучшение окружающей среды и условий труда,- improvement of the environment and working conditions,

- устранение из употребления двойных, тройных свариваемых шовных слитков-электродов.- elimination of the use of double, triple weldable suture ingots-electrodes.

Технический результат достигается тем, что, в вакуумной дуговой гарнисажной печи для получения слитков-электродов титановых сплавов, содержащей рабочую камеру, электрододержатель, медный охлаждаемый тигель и кристаллизатор с плоским поддоном, на верхней рабочей стороне поддона выполнено центральное углубление по форме и размерам хвостовой части оборотного огарка слитка-электрода.The technical result is achieved by the fact that, in a vacuum arc skull furnace for receiving ingots-electrodes of titanium alloys containing a working chamber, an electrode holder, a copper cooled crucible and a crystallizer with a flat pallet, a central recess is made on the upper working side of the pallet in shape and size of the tail part of the reverse cinder-electrode cinder.

Сущность изобретения поясняется графическим материалом:The invention is illustrated graphic material:

На фиг.1 показана заявленная вакуумная дуговая гарнисажная печь. На фиг.2 показана фиксация заливаемого слитка-электрода в кристаллизаторе большего диаметра. На фиг.3 - полученный слиток-электрод с оборотным огарком на донной части. На фиг.4 - фотография поддона с углублением.Figure 1 shows the claimed vacuum arc skull furnace. Figure 2 shows the fixation of the filled ingot electrode in a larger diameter crystallizer. Figure 3 - the obtained ingot electrode with a cinder on the bottom. Figure 4 is a photograph of a pallet with a recess.

Получение слитков-электродов в соответствии с заявленным изобретением заключается в следующем.Obtaining ingots-electrodes in accordance with the claimed invention is as follows.

После расплавления расходуемого электрода 1 и шихты 2 в тигле 3 первый расплав через сливную воронку 4 переливается в кристаллизатор 5, формируя монолитный слиток-электрод 6 с оборотным огарком 7 на поддоне 8 с углублением 9. Полученный слиток-электрод при последующей плавке устанавливают в кристаллизатор 10 большего диаметра и заполняют расплавом 11 образующуюся полость. Остывший слиток-электрод выгружается из печи, и на конце его огарка протачивается хвостовик, необходимый для закрепления слитка-электрода на электрододержателе вакуумной дуговой печи ВДП второго переплава.After the consumable electrode 1 and the charge 2 are melted in the crucible 3, the first melt through the drain funnel 4 is poured into the mold 5, forming a monolithic ingot electrode 6 with a cinder 7 on the tray 8 with a recess 9. The resulting ingot electrode is installed in the mold 10 during subsequent melting a larger diameter and fill the resulting cavity with melt 11. The cooled ingot-electrode is discharged from the furnace, and at the end of its cinder, a shank is pierced, which is necessary to fix the ingot-electrode on the electrode holder of the second-remelting vacuum arc furnace VDP.

Подготовленный слиток-электрод 12 с оборотным огарком закрепляется на электрододержателе вакуумной дуговой печи и переплавляется.The prepared ingot electrode 12 with a cinder is fixed on the electrode holder of a vacuum arc furnace and is remelted.

Пример.Example.

На реконструированной по предлагаемому изобретению печи ДТВГ4ПФ впервые в титановой металлургии получены слитки-электроды диаметром 672 мм весом до 5 тонн с оборотными огарками на их донной части. В результате их применения при переплаве на вакуумных дуговых печах ДТВ8,7Г10 выплавлены слитки сплава ответственного назначения (для изготовления шасси самолетов) 10-2-3 с рекордной производительностью.On the DTVG4PF furnace reconstructed according to the invention, for the first time in titanium metallurgy, ingots-electrodes with a diameter of 672 mm weighing up to 5 tons with revolving cinders on their bottom were obtained. As a result of their use in remelting in vacuum arc furnaces DTV8,7G10, ingots of critical alloys (for the manufacture of aircraft chassis) 10-2-3 with record performance were smelted.

Данное изобретение позволило получать:This invention allowed to obtain:

- бесшовные высокоточные слитки-электроды с оборотными огарками на их донной части в процессе основной технологической операции (выплавки слитка в гарнисажной печи);- Seamless high-precision ingots-electrodes with revolving cinders on their bottom part during the main technological operation (smelting of an ingot in a skull furnace);

- обеспечить точную центровку слитка-электрода при переплаве в вакуумной дуговой печи, что повышает взрывобезопасность плавки;- to ensure accurate alignment of the ingot electrode during remelting in a vacuum arc furnace, which increases the explosion safety of the melting;

- позволяет исключить из технологического процесса операции, создающие предпосылки для загрязнения металла тугоплавкими включениями;- allows you to exclude from the process operations that create the prerequisites for metal contamination by refractory inclusions;

- исключает технологические операции с вредными условиями труда;- excludes technological operations with harmful working conditions;

- повышает производительность при выплавке слитков двойного и тройного переплава.- improves productivity in the smelting of ingots of double and triple remelting.

Источники информацииInformation sources

1. Заявка на патент №2005131893/02 от 20.04.2007.1. Application for patent No. 2005131893/02 of 04.20.2007.

Claims (1)

Вакуумная дуговая гарнисажная печь для получения слитков-электродов титановых сплавов, содержащая рабочую камеру, электрододержатель, медный охлаждаемый тигель и кристаллизатор с плоским поддоном, отличающаяся тем, что на верхней рабочей стороне плоского поддона кристаллизатора выполнено центральное углубление по форме и размерам хвостовой части оборотного огарка слитка-электрода. A vacuum arc skull furnace for producing ingots-electrodes of titanium alloys containing a working chamber, an electrode holder, a copper cooled crucible and a crystallizer with a flat pallet, characterized in that a central recess is made on the upper working side of the flat pallet of the mold in the shape and dimensions of the tail of the ingot electrode.
RU2007132509/02A 2007-08-28 2007-08-28 Vacuum arc-refining skull furnace RU2360014C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007132509/02A RU2360014C2 (en) 2007-08-28 2007-08-28 Vacuum arc-refining skull furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007132509/02A RU2360014C2 (en) 2007-08-28 2007-08-28 Vacuum arc-refining skull furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007132509A RU2007132509A (en) 2009-03-10
RU2360014C2 true RU2360014C2 (en) 2009-06-27

Family

ID=40528091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007132509/02A RU2360014C2 (en) 2007-08-28 2007-08-28 Vacuum arc-refining skull furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2360014C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466197C1 (en) * 2011-07-28 2012-11-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method for obtaining electrode ingots, and device for its implementation
RU2478722C1 (en) * 2011-09-07 2013-04-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method of installing consumable electrode in casting mould
RU2500823C1 (en) * 2012-08-01 2013-12-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method for obtaining electrode ingots, and device for its implementation
RU2740343C1 (en) * 2020-01-21 2021-01-13 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Melting crucible of vacuum aerial skull furnace and skull firing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466197C1 (en) * 2011-07-28 2012-11-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method for obtaining electrode ingots, and device for its implementation
RU2478722C1 (en) * 2011-09-07 2013-04-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method of installing consumable electrode in casting mould
RU2500823C1 (en) * 2012-08-01 2013-12-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method for obtaining electrode ingots, and device for its implementation
RU2740343C1 (en) * 2020-01-21 2021-01-13 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Melting crucible of vacuum aerial skull furnace and skull firing method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007132509A (en) 2009-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106756082B (en) A kind of technique of electron-beam cold bed furnace recycling remelting TC11 crumbles
CN106544544A (en) A kind of method of electron-beam cold bed furnace single melting TC4 titan alloy casting ingots
CN106399728B (en) The method of smelting of high manganic aluminum bronze alloy
US20220003497A1 (en) Systems and methods for casting metallic materials
CN104480331A (en) Dosing method for solving segregation of alloy elements in high temperature alloy
CN107532317A (en) Produce the method for aluminium-scandium alloy and implement the reactor of this method
RU2360014C2 (en) Vacuum arc-refining skull furnace
CN105420524B (en) A kind of method that use K417G and DZ417G reverts prepare K424 cast superalloys
US20230100820A1 (en) Iron-aluminum alloy and preparation method therefor
CN113652564B (en) Method for smelting high-temperature alloy by using return material
CN105274360A (en) Novel technique for melting titanium or titanium alloy by reducing oxide through plasma carbon
RU2621207C1 (en) Method for producing aluminium-based alloy and device for its implementation
CN114134356A (en) Zinc alloy production process
RU2770807C1 (en) Method for producing blanks from low-alloy copper-based alloys
RU2386707C1 (en) Method of obtaining soliol ingots-electrodes
JPS58133338A (en) Method for melting titanium group metal or alloy thereof
Weirauch Jr Technologically significant capillary phenomena in high-temperature materials processing: Examples drawn from the aluminum industry
RU2426804C1 (en) Furnace for melting and refining of reaction metals and alloys
RU2263721C2 (en) Method for producing of ingots
RU2317343C2 (en) Method of production of ingots
RU2246547C1 (en) Method of autocrucible melting of metals and slag lining furnace for realization of this method
RU2807237C1 (en) Method for smelting heat-resistant copper base alloys
CN104630497A (en) Melting technology of casting pure copper
Friedrich et al. Ceramic crucible melting of titanium alloys and intermetallics in VIM
RU2377325C2 (en) Tank-casting mould of installation for receiving of ferrotitanium by means of electroarc melting of rutile under layer of protective flux