RU2487182C1

RU2487182C1 - Method for electroslag remelting

Info

Publication number: RU2487182C1
Application number: RU2011141982/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Семенович Дуб; Алексей Владимирович Дуб; Сергей Олегович Соколов; Сергей Владимирович Каманцев; Александр Васильевич Бессонов; Леонид Яковлевич Левков; Игорь Александрович Свитенко; Юрий Николаевич Кригер; Сергей Витальевич Орлов; Сергей Маркович Нехамин; Михаил Анатольевич Киссельман; Александр Александрович Деднев; Александр Иванович Черняк; Андрей Владимирович Дементьев; Виктор Владимирович Семенов
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2013-07-10
Also published as: RU2011141982A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: in the method at least two seeds are used, which are made in the form of a cylinder or a parallelepiped, isolated from the crystalliser body and installed in the slag bath at the angle to the axis of the consumable electrode. At the same time during remelting the distance between the lower end of the consumable electrode and seeds is maintained within 1.5-2.5 of the seed height, and the distance between the lower end of the consumable electrode and the surface of the slag bath is maintained within 0.5-1.5 of the seed height.

EFFECT: invention makes it possible to increase efficiency of using spent electric energy in melting of a consumable electrode and quality of melted metal due to reduction of defects inside a bar and on its surface in the form of micropores, cracks, cissing and slag inclusions.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов.The invention relates to electrometallurgy and can be used in the smelting of ingots by electroslag remelting of consumable electrodes.

Известен способ переплава расходуемых электродов в охлаждаемом кристаллизаторе, включающем пропускание электрического тока через расходуемый электрод, шлаковую ванну, выплавляемый слиток и поддон.A known method of remelting consumable electrodes in a cooled mold, including passing electric current through a consumable electrode, a slag bath, a smelted ingot and a tray.

(«Электрошлаковые печи», под ред. Б.Е.Патона и Б.И.Медовара, Киев, изд. «Наукова думка», 1976, с.42-52)("Electroslag furnaces", under the editorship of B.E. Paton and B.I. Medovar, Kiev, publ. "Naukova Dumka", 1976, p. 42-52)

Недостатком известного способа является то, что непосредственно на плавление расходуемого электрода расходуется до 50% подводимой мощности. Кроме того, для получения слитка с мелкозернистой структуры, с низким уровнем газонасыщенности и инородных включений необходимо затрачивать дополнительную энергию.The disadvantage of this method is that directly on the melting of the consumable electrode is consumed up to 50% of the input power. In addition, to obtain an ingot with a fine-grained structure, with a low level of gas saturation and foreign inclusions, it is necessary to expend additional energy.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ электрошлакового переплава расходуемого электрода из меди в кристаллизатор на поддоне, в котором электрический ток протекает через затравки в виде дисков из стали, установленных на поддоне.The closest in technical essence and the technical result achieved is a method of electroslag remelting of a consumable copper electrode into a mold on a tray, in which electric current flows through the seeds in the form of steel disks mounted on a tray.

В результате рассредоточения электрического контакта «слиток-поддон» получают слиток с однородной мелкозернистой структурой, без инородных включений и с низким уровнем газонасыщенности.As a result of the dispersion of the electric ingot-pallet contact, an ingot with a uniform fine-grained structure, without foreign inclusions and with a low level of gas saturation is obtained.

(RU 2247162, С22В 9/18, С22В 15/00, опубликовано 27.02.2005)(RU 2247162, С22В 9/18, С22В 15/00, published February 27, 2005)

Однако известный способ радикально не уменьшает потери электрической мощности при плавлении расходуемого электрода. Кроме того, осуществление известного способа для переплава стальных расходуемых электродов мало отражается на качестве слитка и не снижает его стоимости.However, the known method does not radically reduce the loss of electrical power during melting of the consumable electrode. In addition, the implementation of the known method for remelting steel consumable electrodes has little effect on the quality of the ingot and does not reduce its cost.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования затрачиваемой электрической энергии при плавлении расходуемого электрода, повышение качества выплавляемого металла в виде снижения дефектов внутри слитка и на его поверхности в виде микропор, трещин, раковин и шлаковых включений.The objective and technical result of the invention is to increase the efficiency of use of the consumed electrical energy when melting the consumable electrode, to improve the quality of the smelted metal in the form of reducing defects inside the ingot and on its surface in the form of micropores, cracks, shells and slag inclusions.

Технический результат достигается тем, что способ электрошлакового переплава включает переплав расходуемого электрода при пропускании электрического тока между расходуемым электродом и затравкой из металла, при этом используют по меньшей мере две затравки, которые выполняют в виде цилиндра или параллелепипеда, изолируют от корпуса кристаллизатора и размещают в шлаковой ванне под углом к оси расходуемого электрода, причем при переплаве расстояние между нижним торцом расходуемого электрода и затравками поддерживают в пределах 1,5-2,5 высоты затравки, а расстояние между нижним торцом расходуемого электрода и поверхностью шлаковой ванны поддерживают в пределах 0,5-1,5 высоты затравки.The technical result is achieved in that the method of electroslag remelting involves remelting a consumable electrode by passing an electric current between a consumable electrode and a metal seed, using at least two seeds, which are in the form of a cylinder or parallelepiped, are isolated from the mold body and placed in slag the bath at an angle to the axis of the sacrificial electrode, and during remelting, the distance between the lower end of the sacrificial electrode and the seeds is maintained within 1.5-2.5 cells of the seed, and the distance between the lower end of the sacrificial electrode and the surface of the slag bath is maintained within 0.5-1.5 of the height of the seed.

Технический результат также достигается тем, что затравку (ось затравки) размещают под углом 90-100° к оси расходуемого электрода.The technical result is also achieved by the fact that the seed (the axis of the seed) is placed at an angle of 90-100 ° to the axis of the sacrificial electrode.

Реализацию способа по изобретения можно проиллюстрировать следующим примером и фиг.1.The implementation of the method according to the invention can be illustrated by the following example and figure 1.

Для выплавки слитка (1) использовали расходуемые литые стальные цилиндрические электроды (2) диаметром 100 мм. Четыре затравки (3) - водоохлаждаемые стальные цилиндры диаметром 20 мм - были равномерно размещены в зоне шлаковой ванны (4) по окружности уширенной части кристаллизатора диаметром 250 мм и изолированы керамическими вставками от корпуса кристаллизатора. Затравки были размещены под углом α=90° к оси расходуемого электрода. Кристаллизатор был снабжен датчиками уровня поверхности шлаковой ванны и расположения торца расходуемого электрода. Плавильную зону снизу перекрывал охлаждаемый поддон, снабженный механизмом вертикального перемещения, который опускал поддон вниз по мере кристаллизации слитка. Электрический ток пропускали между расходуемым электродом (2) и затравками (3).For the smelting of the ingot (1), consumable cast steel cylindrical electrodes (2) with a diameter of 100 mm were used. Four seeds (3) - water-cooled steel cylinders with a diameter of 20 mm - were evenly placed in the zone of the slag bath (4) around the circumference of the broadened part of the mold with a diameter of 250 mm and insulated with ceramic inserts from the mold body. The seeds were placed at an angle α = 90 ° to the axis of the sacrificial electrode. The mold was equipped with sensors for the surface level of the slag bath and the location of the end face of the consumable electrode. The melting zone from below was blocked by a cooled pan equipped with a vertical movement mechanism, which lowered the pan down as the ingot crystallized. An electric current was passed between the sacrificial electrode (2) and the seeds (3).

Начало процесса переплава осуществляли с использованием расплавленного шлака, который заливали в кристаллизатор сверху.The beginning of the remelting process was carried out using molten slag, which was poured into the mold from above.

В стационарном режиме процесс электрошлакового переплава требуемое расстояние в верхней части шлаковой ванны (4) между нижним торцом расходуемого электрода (2) и затравками (3) в пределах 2,0±0,3 высоты затравки (4) поддерживали вертикальным перемещением расходуемого электрода (2). Расстояние между нижним торцом расходуемого электрода (2) и поверхностью шлаковой ванны (4) в пределах 1,0±0,2 высоты затравки поддерживали добавлением шлака.In stationary mode, the process of electroslag remelting the required distance in the upper part of the slag bath (4) between the lower end of the sacrificial electrode (2) and the seeds (3) within 2.0 ± 0.3 of the height of the seed (4) was supported by the vertical movement of the sacrificial electrode (2) ) The distance between the lower end of the sacrificial electrode (2) and the surface of the slag bath (4) within 1.0 ± 0.2 of the seed height was maintained by the addition of slag.

Изменение токораспределения с осевого (известного) на преимущественно горизонтальное, направленное поперек шлаковой ванны, вызывает сильное движение шлака, повышающее температуру на периферии ванны, и образование тонкого гарнисажа, обеспечивающее более равномерный перенос тепла в слиток.Changing the current distribution from the axial (known) to the predominantly horizontal, directed across the slag bath, causes a strong movement of slag, increasing the temperature on the periphery of the bath, and the formation of a thin skull, providing a more uniform heat transfer to the ingot.

При осуществлении способа по изобретению увеличивается количество тепла, расходуемого на подогрев и расплавление электрода, а также его перегрев при прохождении через шлак капель расплавленного металла. Уменьшенный уровень погружения расходуемого электрода значительно снижает потерю тепла, связанного с его уносом через охлаждаемый водой кристаллизатор. Полученный характер распределения тепла в ванне обеспечивает получение более плоской формы ванны расплавленного металла.When implementing the method according to the invention, the amount of heat spent on heating and melting the electrode increases, as well as its overheating when passing through the slag drops of molten metal. The reduced immersion level of the consumable electrode significantly reduces the heat loss associated with its entrainment through a water-cooled crystallizer. The obtained nature of the heat distribution in the bath provides a more flat form of the molten metal bath.

В результате осуществления способа по изобретению был получен слиток без видимых дефектов в виде пор, трещин, раковин, шлаковых включений и гофров с равномерным распределением легирующих элементов и мелкозернистой структурой. При этом энергетические затраты на получение слитка были снижены на 15%.As a result of the implementation of the method according to the invention, an ingot without visible defects in the form of pores, cracks, shells, slag inclusions and corrugations with a uniform distribution of alloying elements and a fine-grained structure was obtained. At the same time, energy costs for obtaining the ingot were reduced by 15%.

Claims

1. The method of electroslag remelting, including remelting a consumable electrode by passing an electric current between a consumable electrode and a metal seed, characterized in that at least two seeds are used, which are in the form of a cylinder or parallelepiped, are isolated from the mold body and placed in a slag bath under angle to the axis of the sacrificial electrode, and during remelting, the distance between the lower end of the consumable electrode and the seeds is maintained within 1.5-2.5 of the height of the seed, and the distance yanie between the lower end of the consumable electrode and the surface of the slag bath is maintained within 0.5-1.5 height seed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the seeds are placed at an angle of 90-100 ° to the axis of the sacrificial electrode.