RU2466197C1 - Способ получения слитков-электродов и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ получения слитков-электродов и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2466197C1 RU2466197C1 RU2011131803/02A RU2011131803A RU2466197C1 RU 2466197 C1 RU2466197 C1 RU 2466197C1 RU 2011131803/02 A RU2011131803/02 A RU 2011131803/02A RU 2011131803 A RU2011131803 A RU 2011131803A RU 2466197 C1 RU2466197 C1 RU 2466197C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shank
- ingot
- furnace
- mold
- electrode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при изготовлении слитков-электродов тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов в вакуумной дуговой гарнисажной печи. Способ включает получение при первом переплаве в гарнисажной печи расплава и формирование из него слитка-электрода, состоящего из цилиндрической части и хвостовика в донной части, для последующего переплава в вакуумной дуговой печи. Формирование хвостовика, выполненного в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено к цилиндрической части слитка, осуществляют посредством разъемной формы, установленной в центральное углубление поддона изложницы. Устройство содержит поддон изложницы гарнисажной печи с выполненным центральным углублением на верхней рабочей поверхности поддона. Поддон дополнительно оснащен разъемной формой, установленной в центральное углубление и выполненной в виде кольцевых секций, образующих внутреннюю коническую полость. Коническая поверхность полости разъемной формы сопряжена с наружной конической поверхностью хвостовика отливаемого слитка-электрода. Изобретение позволяет снизить затраты на изготовление слитков-электродов за счет уменьшения трудоемкости и повышения выхода годного металла. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при изготовлении слитков тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов.
В последние годы широкое распространение получили способы изготовления слитков из высокореакционных металлов и сплавов, например титановых сплавов, с использованием гарнисажной плавки. При гарнисажной плавке химический состав металла усредняется, рафинируется от газовых и летучих примесей, а нерасплавившиеся компоненты шихты и случайные включения, имеющие более высокую плотность и температуру плавления по отношению к основному металлу, оседают на дно жидкой ванны и «вмерзают» в донный гарнисаж и поэтому не попадают в отливаемый слиток. Для получения равномерного химического состава металла слитка и устранения усадочной пористости, полученной после гарнисажной плавки, следующий переплав производят в вакуумной дуговой печи.
Известен способ получения слитков двойным дуговым переплавом, в котором при первом переплаве в гарнисажной печи осуществляют переплав шихты и гарнисажа - расходуемого электрода с последующим сливом расплава в изложницу (Александров В.К. и др. Плавка и литье титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1994 г., стр.224-230). При этом получают слиток-электрод цилиндрического сечения с плоским торцом, используемый для последующего переплава в вакуумной дуговой печи. Для чего к плоскому торцу полученного слитка-электрода приваривают огарок, закрепляемый на электрододержателе вакуумной дуговой печи, а затем полученный электрод расплавляют на плоский поддон медного охлаждаемого кристаллизатора.
Недостатком известного способа является наличие приварки полученного в гарнисажной печи слитка-электрода к расходуемому огарку, имеющему цилиндрическую часть, которая приваривается к торцу слитка-электрода, и конический хвостовик, предназначенный для механического закрепления и надежного электрического контакта с электрододержателем в процессе вакуумного дугового переплава. В процессе приварки образуются дефектные химические включения в виде натеков, спекшихся брызг, хлоридов, которыми загрязняется огарок, печь, а следовательно, и выплавляемый в печи слиток. Зона сварного шва химически неоднородна с основным металлом и является источником загрязнения выплавляемого слитка.
Известен способ получения слитков, включающий получение при первом переплаве в гарнисажной печи расплава и формирование из него в изложнице цилиндрического слитка-электрода, состоящего из цилиндрической части и хвостовика (Патент РФ №2263721, 2003 г.) - прототип.
Недостатком известного способа является необходимость проведения дополнительной операции механической обработки хвостовика, выполненного в виде обратного конуса, с удалением литейных уклонов и получением противоположной конусности хвостовика, что уменьшает выход годного металла, увеличивает трудоемкость процесса и требует точной зацентровки полученного слитка-электрода с целью исключения смещения обработанного хвостовика при дальнейшей плавке в вакуумной дуговой печи.
Известна вакуумная дуговая гарнисажная печь для получения слитков-электродов, содержащая рабочую камеру, электрододержатель, медный охлаждаемый тигель и кристаллизатор с плоским поддоном, причем на верхней рабочей стороне поддона выполнено центральное углубление по форме и размерам хвостовой части оборотного огарка (Патент РФ №2360014, 2009 г.) - прототип.
В известной печи возможно получение хвостовика в виде обратного усеченного конуса, однако получение хвостовика необходимой конфигурации в виде прямого усеченного конуса с наличием конструктивных элементов в известной печи невозможно.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности способа получения слитков-электродов с однородными по химическому составу и бездефектными хвостовиками в донной части, а также разработка устройства для осуществления этого способа.
Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является снижение затрат на изготовление слитков-электродов за счет уменьшения трудоемкости и повышения выхода годного металла.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения слитков из тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов в вакуумной дуговой гарнисажной печи, включающем получение при первом переплаве в гарнисажной печи расплава и формирование из него слитка-электрода для последующего переплава в вакуумной дуговой печи, состоящего из цилиндрической части и хвостовика в донной части, согласно изобретению формирование хвостовика, выполненного в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено к цилиндрической части слитка, осуществляют посредством разъемных форм, установленных в центральное углубление поддона изложницы. На торце хвостовика формируют центрирующее углубление в виде конуса.
Указанный технический результат также достигается тем, в устройстве для получения слитков-электродов из тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов в вакуумной дуговой гарнисажной печи, содержащем поддон изложницы гарнисажной печи с выполненным центральным углублением на верхней рабочей поверхности поддона, согласно изобретению поддон дополнительно оснащен разъемной формой, выполненной в виде кольцевых секций, которые имеют внутреннюю коническую полость, при этом коническая поверхность полости разъемной формы сопрягается с наружной конической поверхностью хвостовика отливаемого слитка-электрода. В нижнем основании углубления поддона изложницы установлена сменная вставка с центральным коническим выступом.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Способ реализуется с помощью устройства, изображенного на фиг.1. На фиг.1 приведен эскиз сборки разъемной формы в поддоне изложницы гарнисажной печи. Разъемная двухсекционная форма 1 для формирования хвостовика 2 установлена в коническое углубление 3 поддона 4 изложницы 5 гарнисажной печи. На нижнем основании углубления 3 установлена сменная вставка 6 с выполненным центральным выступом 7.
Способ применяют при выплавке слитков двойным и более переплавом. Первый переплав проводят в гарнисажной печи, изложница 5 которой имеет пристыкованный к нижнему торцу съемный поддон с центральным коническим углублением 3. Перед плавкой в коническое углубление поддона 4 устанавливают разъемную форму 1. Разъемная форма 1 выполнена в виде двухсекционной матрицы, имеющей форму двух полуколец, стянутых болтами. Секции выполнены в виде полуколец трапецеидального сечения в радиальной плоскости с определенными наружным и внутренним уклонами. Уклоны выполнены таким образом, что наружная коническая поверхность формы секции сопрягается с конической поверхностью углубления поддона, а внутренняя коническая поверхность секции сопрягается с наружной конической поверхностью хвостовика 2 получаемого слитка-электрода и формирует хвостовик необходимой конфигурации. С целью единообразного соединения и исключения смещения секций при установке и эксплуатации разъемная форма снабжена замками. Для формирования центрирующего углубления на торце хвостовика в нижнем основании углубления поддона изложницы выполняют отверстие, в которое устанавливают сменную вставку 6 с наличием центрирующего выступа 7, выполненного в виде конуса. Центрирующее углубление на торце хвостовика используется в качестве фиксатора для дальнейшей обработки и позволяет улучшить центровку слитка-электрода при последующей доработке державки, кроме того, фиксатор обеспечивает необходимую точность и безопасность установки литого оборотного огарка в поддон кристаллизатора вакуумной дуговой печи.
При проектировании разъемной формы принимают во внимание теплофизические и прочностные свойства ее материала. Массу разъемной формы рассчитывают с учетом того, чтобы при сливе расплавленного металла конечная температура формы, полученная от нагрева ее расплавом, не превышала допустимую температуру материала формы и не приводила к ее смещению или короблению.
С целью плотного прилегания обеих секций формы и исключения образования заусенцев между секциями после черновой механической обработки кольцевую заготовку формы разрезают на две половины, стягивают и производят финишную обработку.
После окончания процесса плавки охлажденный слиток-электрод извлекают из изложницы вместе с разъемной формой, после чего разъемную форму демонтируют. Далее, с целью получения требуемой шероховатости для надежного электрического контакта с электрододержателем осуществляют чистовую проточку литой конической поверхности хвостовика с удалением минимального припуска. После механической обработки хвостовик готов для крепления в электрододержателе при последующем переплаве в вакуумной дуговой печи.
Промышленную применимость предлагаемого способа подтверждает следующий пример конкретного выполнения изобретения.
Шихту из титанового сплава 6A1-4V для изготовления продукции роторного назначения загружали в медный охлаждаемый тигель гарнисажной печи ДТВГ-4ПФ. В печь устанавливали изложницу с кристаллизатором ⌀690 мм и поддоном с выполненным центральным углублением в виде усеченного конуса. В нижнем основании углубления поддона запрессовывали цилиндрическую вставку с центральным выступом в виде конуса высотой 50 мм. В углубление поддона устанавливали разъемную форму, состоящую из двух полуколец трапецеидального сечения, стянутых болтами. В результате плавления, приготовления расплава, слива расплава в изложницу и расстыковки кристаллизатора, поддона и разъемной формы был получен слиток-электрод ⌀672 мм, содержащий конический хвостовик для установки в электрододержатель вакуумной дуговой печи. Размеры хвостовика слитка-электрода соответствовали заданным требованиям. После чего производили минимальную финишную проточку конической поверхности хвостовика с равномерным удалением припуска 4-5 мм. Далее слиток-электрод закрепили на электрододержателе печи для второго переплава и произвели плавку в вакуумной дуговой печи в кристаллизатор диаметром 770 мм. Полученный слиток был механически обработан на диаметр 740 мм и проконтролирован методом ультразвукового контроля. В процессе ультразвукового контроля слитка дефектов не выявлено. Качество полученных слитков и изготовленных из них полуфабрикатов полностью удовлетворяет требованиям действующих технических условий.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет уменьшить трудоемкость изготовления слитков и повысить выход годного металла.
Claims (4)
1. Способ получения слитков-электродов из тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов в вакуумной дуговой гарнисажной печи, включающий получение при первом переплаве в гарнисажной печи расплава и формирование из него слитка-электрода, состоящего из цилиндрической части и хвостовика в донной части, для последующего переплава в вакуумной дуговой печи, отличающийся тем, что формирование хвостовика, выполненного в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено к цилиндрической части слитка, осуществляют посредством разъемной формы, установленной в центральное углубление поддона изложницы гарнисажной печи.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на торце хвостовика формируют центрирующее углубление в виде конуса.
3. Устройство для получения слитков-электродов из тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов в вакуумной дуговой гарнисажной печи, содержащее поддон изложницы гарнисажной печи с выполненным центральным углублением на верхней рабочей поверхности ее поддона, отличающееся тем, что поддон дополнительно оснащен разъемной формой, установленной в центральное углубление и выполненной в виде кольцевых секций, образующих внутреннюю коническую полость, при этом коническая поверхность полости разъемной формы сопряжена с наружной конической поверхностью хвостовика отливаемого слитка-электрода.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в нижнем основании углубления поддона изложницы установлена сменная вставка с центральным коническим выступом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011131803/02A RU2466197C1 (ru) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Способ получения слитков-электродов и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011131803/02A RU2466197C1 (ru) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Способ получения слитков-электродов и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2466197C1 true RU2466197C1 (ru) | 2012-11-10 |
Family
ID=47322280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011131803/02A RU2466197C1 (ru) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Способ получения слитков-электродов и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2466197C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2166842C1 (ru) * | 1999-08-18 | 2001-05-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Расходуемый электрод |
JP2004206900A (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Sumitomo Titanium Corp | 消耗電極式アーク溶解用電極 |
RU2360014C2 (ru) * | 2007-08-28 | 2009-06-27 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Вакуумная дуговая гарнисажная печь |
RU2386707C1 (ru) * | 2008-07-23 | 2010-04-20 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ получения монолитных слитков-электродов |
-
2011
- 2011-07-28 RU RU2011131803/02A patent/RU2466197C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2166842C1 (ru) * | 1999-08-18 | 2001-05-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Расходуемый электрод |
JP2004206900A (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Sumitomo Titanium Corp | 消耗電極式アーク溶解用電極 |
RU2360014C2 (ru) * | 2007-08-28 | 2009-06-27 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Вакуумная дуговая гарнисажная печь |
RU2386707C1 (ru) * | 2008-07-23 | 2010-04-20 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ получения монолитных слитков-электродов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2497629C2 (ru) | Способ и устройство для полунепрерывной отливки полых металлических заготовок и получаемые с их помощью продукты | |
US5985206A (en) | Electroslag refining starter | |
CN107385244B (zh) | 一种电子束层覆诱导凝固技术高纯化制备镍基高温合金的方法 | |
RU2466197C1 (ru) | Способ получения слитков-электродов и устройство для его осуществления | |
JP2003522028A (ja) | 金属の鋳造体を製造する方法および装置 | |
CN113403491B (zh) | 一种高温合金的生产方法 | |
RU2360014C2 (ru) | Вакуумная дуговая гарнисажная печь | |
RU2500823C1 (ru) | Способ получения слитков-электродов и устройство для его осуществления | |
RU2386707C1 (ru) | Способ получения монолитных слитков-электродов | |
US4612649A (en) | Process for refining metal | |
CN104646955A (zh) | 一种20CrNi4材质穿孔顶头的制备方法 | |
RU2302921C2 (ru) | Способ получения бездефектных поковок для длинномерных изделий типа роторов или валов | |
RU221449U1 (ru) | Устройство для подачи расплава в кристаллизатор гарнисажной печи | |
RU2247162C1 (ru) | Способ получения заготовки из меди или ее сплавов | |
RU2770807C1 (ru) | Способ получения заготовки из низколегированных сплавов на медной основе | |
US3807486A (en) | Method of electroslag casting of ingots | |
CN218642799U (zh) | 一种细长型自耗电极坯及其制作模具 | |
RU2286398C2 (ru) | Способ литья металла с использованием гарнисажа в качестве расходуемого электрода | |
RU2656915C1 (ru) | Способ получения полой заготовки методом электрошлакового переплава с использованием порошка висмута | |
JP4563639B2 (ja) | 金属の中空鋳造体を製造する方法および装置 | |
RU2263721C2 (ru) | Способ получения слитков | |
RU2171854C2 (ru) | Способ получения слитка | |
RU2749010C1 (ru) | Способ вакуумного дугового окончательного переплава слитков из титанового сплава марки вт3-1 | |
RU2291209C2 (ru) | Способ для плавления и литья металлов и сплавов "карусельная плавка и донный слив - кпдс" | |
JP6104751B2 (ja) | 真空アーク溶解法によるインゴットの製造方法 |