RU2425158C2 - Vacuum arc furnace - Google Patents
Vacuum arc furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425158C2 RU2425158C2 RU2009133744/02A RU2009133744A RU2425158C2 RU 2425158 C2 RU2425158 C2 RU 2425158C2 RU 2009133744/02 A RU2009133744/02 A RU 2009133744/02A RU 2009133744 A RU2009133744 A RU 2009133744A RU 2425158 C2 RU2425158 C2 RU 2425158C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ingots
- melting
- cast
- electrode
- recesses
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротермии, в частности к конструкциям вакуумных дуговых печей для переплавки титановых отходов.The invention relates to the field of electrothermics, in particular, to designs of vacuum arc furnaces for melting titanium waste.
Известна вакуумная дуговая печь, в которой сплавляют расходуемый электрод, представляющий собой слиток первого переплава, состоящий из расходуемой цилиндрической части. При переплаве известного расходуемого электрода его приваривают к огарку, предварительно закрепленному в печи на электрододержателе, или к переходнику, приваренному к огарку. (Титановые сплавы. Плавка и литье титановых сплавов. / Андреев А.Л., Аношкин Н.Ф., Бочвар Г.А. и др. - М.: Металлургия, 1994, с.196, рис.71.)A vacuum arc furnace is known in which a consumable electrode is fused, which is an ingot of the first remelting, consisting of a consumable cylindrical part. When remelting a known consumable electrode, it is welded to a cinder previously fixed in the furnace to the electrode holder, or to an adapter welded to the cinder. (Titanium alloys. Melting and casting of titanium alloys. / Andreev A.L., Anoshkin N.F., Bochvar G.A. et al. - M.: Metallurgy, 1994, p.196, Fig. 71.)
Зона приварки характеризуется химической неоднородностью с основным металлом и является источником загрязнения выплавляемого слитка. Во избежание попадания дефектного металла из зоны приварки в слиток плавильщики не доплавляют последнюю часть электрода (блин), на практике высотой 50-100 мм, что оборачивается значительным снижением выхода годного металла. После выгрузки слитка из печи в нее устанавливают специальный кристаллизатор "чашу", в которую сплавляют остаток ("блин") электрода. Полученный слиток ("оплавыш"), загрязненный зоной приварки, используют для производства ферротитана. Если допускать участие данного слитка во вторичных шихтовых материалах, равномерно распределенных по всему объему шихты, то нужно применять огневую резку, нагрев, ковку, дробеструйную обработку, травление, что является трудоемкой операцией, а также способствует попаданию оксидов и нитридов в шихтовые материалы, что создает предпосылки для выплавки бракованных слитков.The welding zone is characterized by chemical heterogeneity with the base metal and is a source of contamination of the smelted ingot. In order to avoid the entry of a defective metal from the weld zone into the ingot, the swimmers do not melt the last part of the electrode (pancake), in practice, with a height of 50-100 mm, which results in a significant decrease in metal yield. After unloading the ingot from the furnace, a special mold “bowl” is installed in it, into which the remainder (“pancake”) of the electrode is fused. The obtained ingot ("float"), contaminated with the welding zone, is used for the production of ferrotitanium. If we allow the participation of this ingot in secondary charge materials uniformly distributed over the entire volume of the charge, it is necessary to use fire cutting, heating, forging, shot peening, etching, which is a time-consuming operation, and also contributes to the ingress of oxides and nitrides into the charge materials, which creates prerequisites for smelting defective ingots.
Известна вакуумная печь, содержащая вакуумную камеру, кристаллизатор, электрододержатель, расходуемый электрод и медный поддон. (Патент РФ № 2152141, Н05В 7/18, публ. 2000.06.27) - прототип.A known vacuum furnace containing a vacuum chamber, a mold, an electrode holder, a consumable electrode and a copper tray. (RF patent No. 2152141, Н05В 7/18, publ. 2000.06.27) - prototype.
Недостатки существующей печи заключаются в том, что при оплавлении остатка электрода получают слиток ("оплавыш") толщиной 5-60 мм, который в дальнейшем не участвует в переделе на вторичные шихтовые материалы (кусок) и идет на получение ферротитана.The disadvantages of the existing furnace are that when the remainder of the electrode is melted, an ingot (“float”) of 5-60 mm thickness is obtained, which does not subsequently participate in redistribution into secondary charge materials (a piece) and goes on to obtain ferrotitanium.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является снижение трудоемкости переработки оплавышей за счет исключения операций (огневая резка, ковка, травление и т.д.) дальнейшей переработки их в кусок; повышение качества шихтовых материалов за счет исключения попадания оксидов и нитридов в шихтовые материалы за счет исключения операции огневой резки, повышение выхода годного за счет дополнительного использования в качестве шихтовых материалов ранее шедшие на FeTi.The problem to which the invention is directed is to reduce the laboriousness of the processing of flavors by eliminating operations (fire cutting, forging, etching, etc.) of further processing them into a piece; improving the quality of the charge materials by eliminating the ingress of oxides and nitrides into the charge materials by eliminating the operation of fire cutting, increasing the yield due to the additional use of FeTi as charge materials.
Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в следующем: сплавление остатка электрода в литые заготовки, минуя операции по переделу слитков высотой 5-60 мм в кусок для дальнейшего использования их в прессование и/или при переплаве на гарнисажных печах за счет отливки заготовок разной массы. Отливки до 1 кг - для вовлечения в прессование электродов для вакуумной дуговой плавки, свыше - для переплава на гарнисажных печах.The technical result achieved by the implementation of the present invention is as follows: fusion of the remainder of the electrode into cast billets, bypassing the operations of converting ingots 5-60 mm high into a piece for their further use in pressing and / or during remelting on skull furnaces by casting billets different masses. Castings up to 1 kg - for involvement in the pressing of electrodes for vacuum arc melting, over - for remelting on skull furnaces.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой вакуумной дуговой печи, включающей электрододержатель с расходуемым электродом, вакуумную камеру, кристаллизатор и медный поддон, в поддоне выполнены, по крайней мере, два углубления сферической или конусной формы, образующие литейные полости, предназначенные для заполнения их расплавленным металлом, получаемым при оплавлении остатка расходуемого электрода, и изготовления из него литых заготовок, при этом суммарный объем упомянутых литейных полостей выбран из условия заполнения их жидким металлом без образования перемычек между упомянутыми литейными плоскостями.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed vacuum arc furnace, comprising an electrode holder with a consumable electrode, a vacuum chamber, a mold and a copper pan, at least two recesses of a spherical or conical shape are made in the pan, forming casting cavities intended to fill them molten metal obtained by reflowing the remainder of the consumable electrode and making cast billets from it, while the total volume of said casting cavities is selected from the condition I fill them with liquid metal without forming jumpers between the mentioned casting planes.
Углубления выполнены различного объема, поверхность углублений покрыта нейтральным флюсом на основе CaF2.The recesses are made of various volumes, the surface of the recesses is covered with a neutral flux based on CaF 2 .
Коэффициент заполнения определяется эмпирическим (опытным) путем с таким расчетом, что бы жидкий металл затек в полости без образования перемычек между литыми заготовками, весь остаток электрода используют на изготовление литых заготовок для дальнейшего использования в качестве шихтовых материалов.The fill factor is determined empirically (experimentally) in such a way that the liquid metal flows in the cavity without the formation of jumpers between the cast billets, the entire remaining electrode is used to make cast billets for further use as charge materials.
Расположение литейных полостей различного объема определяется опытным путем, но с таким учетом, что в центральной части поддона (чаши) отливаются заготовки максимального веса, т.к. она заполняется расплавленным металлом в первую очередь. Расположены они хаотично (по всей площади чаши), различного диаметра и глубины.The location of the casting cavities of various volumes is determined empirically, but taking into account that in the central part of the pallet (bowl), blanks of maximum weight are cast, it is filled with molten metal in the first place. They are located randomly (over the entire area of the bowl), of various diameters and depths.
Для исключения прилипания жидкого металла при сплавлении остатка расходуемого электрода (прессованного или литого) поверхность углублений дополнительно покрыта пленкой пыли нейтрального флюса.To prevent sticking of liquid metal during fusion of the remainder of the consumable electrode (pressed or cast), the surface of the recesses is additionally covered with a neutral flux dust film.
Реализуемость изобретения подтверждается конкретным примером.The feasibility of the invention is confirmed by a specific example.
На фиг.1 изображен плоский поддон 1 с углублениями 2 различной формы и глубины.Figure 1 shows a flat pallet 1 with recesses 2 of various shapes and depths.
На фиг.2 изображен плоский поддон с углублениями различной формы и глубины, но поддон имеет вогнутую поверхность с нейтральным флюсом по периферии данного поддона или «медной чаши», специально предназначенной для этой операции.Figure 2 shows a flat pallet with recesses of various shapes and depths, but the pallet has a concave surface with a neutral flux along the periphery of the pallet or "copper bowl" specifically designed for this operation.
Печь работает следующим образом.The furnace operates as follows.
После сплавления расходуемого электрода по существующей технологии происходит оплавление остатка электрода на поддон (чаша), на котором выполнены 2 углубления диаметром 150 мм, глубиной 120 мм, 1 углубление диаметром 120 мм, глубиной 100 мм, 15 углублений диаметром 80 мм, глубиной 60 мм, остальные углубления, равномерно по периметру окружности, диаметром 45 мм, глубиной 30 мм в виде полусферы или конуса. Для увеличения массы получаемых кусковых отходов на поддон диаметром 1200 мм помещаем темплет толщиной 5-25 мм (толщина не равномерная по диаметру), диаметром 1000 мм.After fusion of the consumable electrode according to existing technology, the remainder of the electrode is melted onto a pallet (bowl), on which there are 2 recesses with a diameter of 150 mm, a depth of 120 mm, 1 recess with a diameter of 120 mm, a depth of 100 mm, 15 recesses with a diameter of 80 mm, a depth of 60 mm, the remaining recesses, evenly around the circumference, with a diameter of 45 mm, a depth of 30 mm in the form of a hemisphere or cone. To increase the mass of lumpy waste obtained on a pallet with a diameter of 1200 mm, we place a template with a thickness of 5-25 mm (the thickness is not uniform in diameter), with a diameter of 1000 mm.
Печь вакуумируют, включают источник питания на обратной полярности. Катодом является темплет, установленный на поддон (чащу) с углублениями.The furnace is evacuated, the power supply is turned on at the reverse polarity. The cathode is a template mounted on a pallet (thicket) with recesses.
При 25 кА происходит нагрев темплета на обратной полярности и его расплавление. Жидкий металл от темплета затекает в углубления, после чего дополнительно затекает металл от остатка расходуемого электрода. Выплавили кусковые отходы общей массой 50 кг (от 0.5 кг до 5 кг).At 25 kA, the template is heated at the opposite polarity and melted. Liquid metal from the template flows into the recesses, after which metal additionally flows from the remainder of the consumable electrode. Lump waste with a total mass of 50 kg (from 0.5 kg to 5 kg) was smelted.
Кусковые отходы, полученные путем сплавления остатка электрода, остывают в течение 60 минут. Печь вскрывают и вынимают литые кусковые отходы из углубления.The lumpy waste obtained by fusing the remainder of the electrode cools down for 60 minutes. The furnace is opened and molten lump waste is removed from the recess.
Предлагаемая вакуумная дуговая печь позволяет вовлечь металл, находящийся в «оплавыше», в шихту для выплавки товарных титановых слитков, что повышает выход годного на 1-4%.The proposed vacuum arc furnace allows you to draw the metal in the "float" into the charge for smelting commodity titanium ingots, which increases the yield by 1-4%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009133744/02A RU2425158C2 (en) | 2009-09-08 | 2009-09-08 | Vacuum arc furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009133744/02A RU2425158C2 (en) | 2009-09-08 | 2009-09-08 | Vacuum arc furnace |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009133744A RU2009133744A (en) | 2011-03-20 |
RU2425158C2 true RU2425158C2 (en) | 2011-07-27 |
Family
ID=44053337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009133744/02A RU2425158C2 (en) | 2009-09-08 | 2009-09-08 | Vacuum arc furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2425158C2 (en) |
-
2009
- 2009-09-08 RU RU2009133744/02A patent/RU2425158C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АНДРЕЕВ А.Л. и др. Титановые сплавы. Плавка и литье титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1994, с.159-161, рис.58. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009133744A (en) | 2011-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106544544A (en) | A kind of method of electron-beam cold bed furnace single melting TC4 titan alloy casting ingots | |
CN113122741B (en) | Preparation process of BT22 titanium alloy | |
CN100493797C (en) | Method of welding electrode for vacuum consumable arc-melting | |
CN1009758B (en) | Cold hearth melting configuration and method | |
RU2425158C2 (en) | Vacuum arc furnace | |
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 | |
RU2360014C2 (en) | Vacuum arc-refining skull furnace | |
CN108660320A (en) | A kind of low-aluminium high titanium-type high temperature alloy electroslag remelting process | |
JP2011173172A (en) | Method for producing long cast block of active high melting point metal alloy | |
CN104195356A (en) | Smelting and purification method of beryllium beads used for casting pure beryllium ingots | |
CN104321452A (en) | Aluminum alloy plate for battery cases, which has excellent moldability and weldability | |
RU2166842C1 (en) | Consumable electrode | |
JP4652537B2 (en) | Method for melting titanium or titanium alloy scrap | |
US3603374A (en) | Methods of producing large steel ingots | |
RU2674596C1 (en) | Method for obtaining consumable electrodes of electroslag remelting for forming multi-layer casting | |
RU2247162C1 (en) | Method of production of blanks from copper or its alloys | |
CN215786607U (en) | Split type magnesium alloy ingot mould | |
JP5103007B2 (en) | Power supply jig for vacuum arc melting and method for manufacturing metal ingot using the same | |
RU2286398C2 (en) | Method for metal casting with the use of lining slag as consumable electrode | |
RU2314355C1 (en) | Consumable electrode production method | |
RU2148665C1 (en) | Method of producing castings from noncompact steel wastes and device for pressing blocks of steel consumable electrodes for method embodiment | |
JP4356107B2 (en) | Ingot manufacturing method | |
RU2630138C2 (en) | Melting method of reactive metals and alloys on its basis | |
JP6026210B2 (en) | Metal refining method | |
RU2229528C2 (en) | Method of production of ingots |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180909 |