RU2403120C2 - Установка для получения литых металлических заготовок - Google Patents

Установка для получения литых металлических заготовок Download PDF

Info

Publication number
RU2403120C2
RU2403120C2 RU2009104233/02A RU2009104233A RU2403120C2 RU 2403120 C2 RU2403120 C2 RU 2403120C2 RU 2009104233/02 A RU2009104233/02 A RU 2009104233/02A RU 2009104233 A RU2009104233 A RU 2009104233A RU 2403120 C2 RU2403120 C2 RU 2403120C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
torch
refining
crucible
installation
electric arc
Prior art date
Application number
RU2009104233/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009104233A (ru
Inventor
Роман Владимирович Дробинин (RU)
Роман Владимирович Дробинин
Алексей Александрович Ложкин (RU)
Алексей Александрович Ложкин
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 RU2009104233/02A priority Critical patent/RU2403120C2/ru
Publication of RU2009104233A publication Critical patent/RU2009104233A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2403120C2 publication Critical patent/RU2403120C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургического производства. Установка содержит изолированную от внешней среды рабочую камеру, в которой размещены устройство для загрузки шихты, независимые источники нагрева, неподвижный тигель со сливным носком, разделенный на зоны расплавления и рафинирования, а также кристаллизатор. Источником нагрева в зоне рафинирования расплава является электродуговой генератор низкотемпературной термической плазмы, формирующий пульсирующий факел с частотой колебания 0,1-10 Гц. Обеспечивается повышение качества заготовок за счет предотвращения попадания неметаллических включений в литую заготовку. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к технике производства из расплавов жаропрочных, тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов литых металлических заготовок с заданными геометрическими размерами и весом.
Известна установка для получения заготовок в вакууме, содержащая рабочую камеру, в которой установлены устройство для загрузки шихты, тигель, источники нагрева и гранулятор (Патент РФ №2185932, 2002 г.).
Известна установка для получения металлических заготовок в среде инертных газов, содержащая рабочую камеру, в которой размещены устройство для загрузки шихты, медный тигель, источники нагрева и кристаллизатор (Патент США №7137436, 2006 г.) - прототип.
Общим недостатком известных установок является возможность попадания в зону кристаллизации литых заготовок в кристаллизаторе легких неметаллических включений, находящихся на поверхности расплава жидкого металла в тигле и поступающих в кристаллизатор, где возникает захват неметаллических включений во время кристаллизации литой заготовки.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является получение высококачественных литых металлических заготовок без неметаллических включений с максимально возможным выходом годного и ликвидации потерь в виде стружки, снимаемой из-за удаления дефектов на поверхности литой металлической заготовки.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является исключение попадания неметаллических включений, присутствующих на поверхности расплава, в литую металлическую заготовку во время кристаллизации ее в кристаллизаторе, а также повышение выхода годного за счет устранения операции обточки поверхности заготовки.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке для получения литых металлических заготовок в вакууме или среде инертных газов, содержащей изолированную от внешней среды рабочую камеру, в которой размещены устройство для загрузки шихты, независимые источники нагрева, тигель со сливным носком и кристаллизатор, согласно изобретению тигель выполнен неподвижным и разделенным на зоны расплавления и рафинирования, при этом источником нагрева в зоне рафинирования расплава является электродуговой генератор низкотемпературной термической плазмы, формирующий факел, пульсирующий с частотой 0,1-10 Гц. Установка снабжена электромагнитным клапаном, осуществляющим изменение расхода плазмообразующего газа. Электрод электродугового генератора выполнен полым с винтовой проточкой переменного шага на его наружной поверхности для создания переменного магнитного поля, воздействующего на факел.
Изобретение поясняется чертежом.
На чертеже изображен общий вид установки. Установка состоит из рабочей камеры 1 с вращающимся барабаном-питателем 2, помещаемым в устройство загрузки шихты 3, источников нагрева 4, 5, 6 с плазменным факелом 7, тигля 8, разделенного перегородками на две части: зону 9 для расплавления шихты и зону 10 для рафинирования расплава металла, кристаллизатора 11.
Установка работает следующим образом.
Шихту требуемого сплава помещают во вращающийся барабан-питатель 2, который помещается в устройство загрузки шихты 3 рабочей камеры 1. Установка герметизируется и вакуумируется. В зоне расплавления металла 9 зажигаются источники нагрева 4. Затем по очереди зажигаются источники нагрева 5, расположенные в зоне рафинирования 10, и источник нагрева 6, расположенный в зоне кристаллизатора 11. В зоне рафинирования расплава 10 металла осуществляется очистка расплава от неметаллических включений. Очищенный жидкий расплав поступает в кристаллизатор 11, где происходит кристаллизация и охлаждение полученной литой заготовки.
С целью усиления процесса рафинирования расплава воздействием факела электродугового генератора низкотемпературной термической плазмы установка дополнительно создает колебания поверхности жидкого расплава. Пульсация факела посредством вибрации воздействует на расплав жидкого металла, создавая концентрические волны на поверхности расплава и, тем самым, вытесняя неметаллические включения из центральной зоны ванны жидкого металла на стенки рафинировочной емкости. Электродуговой генератор низкотемпературной термической плазмы формирует факел, пульсирующий с частотой 0,1÷10 Гц. Интервал значений частоты пульсации факела обусловлен условиями оптимальной очистки расплава от неметаллических включений. При частоте пульсации факела менее 0,1 Гц не обеспечивается достаточная степень очистки расплава от неметаллических включений, частота пульсации факела свыше 10 Гц не увеличивает эффективность рафинирования.
Пульсация факела электродугового генератора осуществляется периодическим изменением расхода плазмообразующего газа, посредством воздействия на факел генератора переменного магнитного поля, а также питанием генератора пульсирующим током дуги.
Изменение расхода плазмообразующего газа осуществляется за счет включения и отключения электромагнитного клапана. При изменении расхода плазмообразующего газа колебания факела образуются за счет изменения давления на выходе плазмотрона. Разность давлений на выходе плазмотрона, воздействуя на ванну жидкого металла, создает вибрацию на поверхности ванны.
Пульсацию факела электродугового генератора низкотемпературной термической плазмы возможно осуществлять посредством изменения величины тока электродугового генератора, т.е. воздействием пульсирующего тока дуги. Воздействие пульсирующим током дуги осуществляется в интервале 1,2÷1,4 от номинального значения тока. Интервал значения пульсирующего тока дуги определен исходя из требующейся продолжительности работы полого электрода плазмотрона.
Пульсация факела воздействием переменного магнитного поля осуществляется за счет выполнения винтовой проточки с переменным шагом на наружной поверхности полого глухого электрода электродугового генератора. Винтовая проточка с переменным шагом образует катушку для создания вертикального магнитного поля, которое формирует давление на поверхность расплава жидкого металла.
Промышленная применимость настоящего изобретения подтверждается примером конкретного выполнения.
Металлическую стружку (сплав Инконель 718) в количестве 3000 кг загружали в барабан - питатель, помещали в устройство загрузки шихты рабочей камеры. Установку герметизировали и вакуумировали до величины остаточного давления 6,67 Па. После чего установку заполняли гелием до величины избыточного давления 117,7 кПа, зажигали источник нагрева в зоне расплавления шихты, затем последовательно зажигали остальные источники нагрева, производили расплавление шихты и рафинирование расплава. В зоне рафинирования производили очистку расплава от неметаллических включений при помощи рафинирующего флюса на основе CaF2, а дополнительное рафинирование осуществляли электродуговым генератором низкотемпературной плазмы, формировавшим пульсацию факела плазмообразующего газа частотой 1 Гц, посредством изменения тока дуги факела в интервале 2,5÷2,8 кА при номинальном значении тока 2,0 кА. Очищенный жидкий расплав поступал в кристаллизатор с вытяжным подом диаметром 705 мм. Плавку производили в течение 6 часов, после чего литая металлическая заготовка охлаждалась при постоянной циркуляции гелия в течение 5 часов и выгружалась из камеры вытяжки кристаллизатора. Полученная литая заготовка после проведения исследований характеризовалась высоким качеством и отсутствием неметаллических включений.
Предлагаемая установка для получения литых металлических заготовок позволяет исключить попадание в литую металлическую заготовку неметаллических включений, а также до 5% повысить выход годного за счет устранения операции обточки поверхности заготовки.

Claims (3)

1. Установка для получения литых металлических заготовок в вакууме или среде инертных газов, содержащая изолированную от внешней среды рабочую камеру, в которой размещены устройство для загрузки шихты, независимые источники нагрева, тигель со сливным носком и кристаллизатор, отличающаяся тем, что тигель выполнен неподвижным и разделенным на зоны расплавления и рафинирования, при этом источником нагрева в зоне рафинирования расплава является электродуговой генератор низкотемпературной термической плазмы, формирующий факел, пульсирующий с частотой 0,1-10 Гц.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена электромагнитным клапаном, осуществляющим изменение расхода плазмообразующего газа.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, электрод электродугового генератора выполнен полым с винтовой проточкой переменного шага на его наружной поверхности для создания переменного магнитного поля, воздействующего на факел.
RU2009104233/02A 2009-02-09 2009-02-09 Установка для получения литых металлических заготовок RU2403120C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009104233/02A RU2403120C2 (ru) 2009-02-09 2009-02-09 Установка для получения литых металлических заготовок

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009104233/02A RU2403120C2 (ru) 2009-02-09 2009-02-09 Установка для получения литых металлических заготовок

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009104233A RU2009104233A (ru) 2010-08-20
RU2403120C2 true RU2403120C2 (ru) 2010-11-10

Family

ID=44026200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009104233/02A RU2403120C2 (ru) 2009-02-09 2009-02-09 Установка для получения литых металлических заготовок

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2403120C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602924C2 (ru) * 2011-04-01 2016-11-20 Икои С.Р.Л. Машина для формирования металлических болванок

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602924C2 (ru) * 2011-04-01 2016-11-20 Икои С.Р.Л. Машина для формирования металлических болванок
RU2722295C2 (ru) * 2011-04-01 2020-05-28 Икои С.П.А. Машина для формирования металлических болванок

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009104233A (ru) 2010-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10961605B2 (en) Method for producing magnesium by distillation
CN104032151A (zh) 一种tc4钛合金铸锭的eb冷床炉熔炼方法
US5985206A (en) Electroslag refining starter
WO2010068140A1 (ru) Способ и устройство электронно- лучевой или плазменной плавки из кристаллизатора в кристаллизатор
RU2403120C2 (ru) Установка для получения литых металлических заготовок
JP2008163420A (ja) 金属精製方法及び装置、精製金属、鋳造品、金属製品及び電解コンデンサ
JP2009078948A (ja) 材料の精製方法
RU2536561C1 (ru) Способ управления электрической дугой при вакуумном дуговом переплаве
RU2089633C1 (ru) Устройство для плавления и литья металлов и сплавов
RU2008149292A (ru) Способ получения сферических гранул жаропрочных и химически активных металлов и сплавов, устройство для его осуществления и устройство для изготовления исходной расходуемой заготовки для реализации способа
RU2346221C1 (ru) Способ вакуумно-плазменной плавки металлов и сплавов в гарнисажной печи и устройство для его осуществления
RU2465201C1 (ru) Способ получения слитков поликристаллического кремния
RU2465202C2 (ru) Способ очистки металлургического кремния увлажненной плазмой переменного тока в вакууме
KR101751794B1 (ko) 타이타늄정련용해로 및 타이타늄정련방법
RU2465200C1 (ru) Способ рафинирования металлургического кремния
RU2612867C2 (ru) Способ плавки высокореакционных металлов и сплавов на их основе и устройство для его осуществления
RU2381990C1 (ru) Способ вакуумной очистки кремния
SU553842A1 (ru) Вакуумна плазменно-электрошлакова печь
WO2011099208A1 (ja) シリコン真空溶解法
RU2084549C1 (ru) Способ электронно-лучевого переплава губчатого титана и установка для его осуществления
RU2703317C1 (ru) Способ вакуумного дугового переплава аустенитных сталей с использованием знакопеременного магнитного поля
RU2137857C1 (ru) Способ получения чистого ниобия
RU74125U1 (ru) Установка для электронно-лучевой плавки металлов
RU2318876C1 (ru) Устройство для прямого восстановления металлов
RU2762460C1 (ru) Способ получения слитков особочистой меди

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190210