Устройство для холодного прессования расходуемого электрода для вакуумно-дуговой плавки

 

Использование: область металлургии, переработка отходов титановых, циркониевых и др. сплавов. Сущность: устройство для холодного прессования расходуемого электрода для вакуумно-дуговой плавки состоит из пресс-штемпеля, приемной воронки для загрузки шихты и матрицы с затвором, имеет выполненную в виде стакана с отбортованным фланцем листовую скрепляющую оболочку, входящую в состав сплава, установленную в матрице и опирающуюся донной частью на затвор выходной задней части матрицы-втулки. На торцовой поверхности верхней заходной части матрицы проточен кольцевой паз, а на приемной воронке - соответствующей формы бурт, в лабиринте между которыми защемлен фланец скрепляющей оболочки. Защемляющий бурт может быть выполнен в виде отдельного кольцевого элемента различного сечения. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке отходов титановых, циркониевых и других сплавов методом вакуумно-дугового переплава расходуемого электрода с наружной скрепляющей оболочкой из листового материала, входящего компонентом в состав выплавляемого сплава, и обеспечивает введение в слиток до 100% отходов.

Известен способ производства титановых сплавов вакуумно-дуговой плавкой расходуемого электрода, представляющего собою брикет цилиндрической формы, изготавливаемый способом прессования в матрице свободно насыпанной шихты, и обеспечивающий введение в электрод до 30-35% отходов. Увеличение количества отходов вызывает разрушение готового расходуемого электрода при последующих технологических операциях и ставит перед необходимостью изыскания путей скрепления электрода.

Известные устройства, применяемые для прессования расходуемого электрода, имеют пресс-штемпель, приемную воронку для загрузки шихты и матрицу-втулку [1, 2] Недостатком этих устройств является невозможность изготовления расходуемого электрода с наружной скрепляющей оболочкой из листового материала, входящего компонентом в состав выплавляемого сплава.

Известное устройство, применяемое при изготовлении расходуемого электрода [3] также исключает возможность изготовления расходуемого электрода с наружной скрепляющей оболочкой из листового материала, входящего компонентом в состав выплавляемого сплава.

В качестве прототипа принято устройство для прессования расходуемого электрода [4] включающее пресс-штемпель, матрицу с обратной конусностью внутренней поверхности и нижний закладной пуансон.

Общим недостатком аналогов и прототипа является невозможность изготовления расходуемого электрода с наружной скрепляющей оболочкой из листового материала, входящего компонентом в состав выплавляемого сплава.

Изобретение обеспечивает возможность изготовления расходуемого электрода с наружной скрепляющей оболочкой из листового материала, входящего компонентом в состав выплавляемого сплава. Основным техническим результатом, обеспечиваемым использованием предлагаемого устройства, является расширение технологических возможностей переработки отходов титановых, циркониевых и других сплавов за счет увеличения доли введения отходов до 100% и полностью исключить использование дефицитной и дорогостоящей титановой губки, составляющей более 50% шихты, при выплавке вторичных титановых сплавов и ферротитана.

Этот результат достигается тем, что известное устройство для прессования расходуемого электрода, включающее пресс-штемпель, приемную воронку, матрицу с обратной конусностью внутренней поверхности и нижний закладной пуансон, дополнительно снабжено фиксирующим элементом в виде кольцевого паза на торцовой поверхности верхней заходной части матрицы и соответственной формы бурта на приемной воронке для защемления фланца скрепляющей оболочки электрода.

Вариантами бурта на приемной воронке для защемления фланца могут быть отдельные кольцевые элементы. Регулирование высоты прессуемого расходуемого электрода достигается подбором высоты нижнего закладного пуансона.

На чертеже показано устройство для изготовления расходуемого электрода для вакуумно-дуговой плавки с наружной скрепляющей оболочкой из листового материала.

Оно содержит матрицу 1 с обратной конусностью внутренней поверхности и кольцевым пазом на торцовой поверхности верхней заходной части; затвор-опору 2, нижний закладной пуансон 3, оболочку 4 из листового материала, скрепляющую по наружной поверхности прессованый расходуемый электрод; приемную воронку 5 с буртом для защемления оболочки; элемент 6 крепления; пресс-штемпель 7, шихту 8 (отходы); готовый прессованный электрод 9 с наружной скрепляющей оболочкой; отдельный кольцевой элемент 10 для защемления фланца оболочки; α угол конусности внутренней поверхности матрицы.

Устройство функционирует следующим образом.

В смонтированное на вертикальном или горизонтальном прессе устройство, включающее матрицу 1, устанавливают нижний закладной пуансон 3 и закрывают затвором-опорой 2, затем внутрь матрицы вставляют скрепляющую оболочку 4 с отбортованным фланцем в верхней части и сформированным дном и устанавливают приемную воронку 5, защемляя отбортованный фланец скрепляющей оболочки в лабиринте, образованном кольцевым пазом на торцовой поверхности матрицы и буртом на приемной воронке 5. После чего фиксируют приемную воронку на матрице элементами крепления 6.

После сборки устройства в приемную воронку 5 загружают порциями шихту 8 и пресс-штампелем 7 осуществляют уплотнение шихты в скрепляющей оболочке 4, а после заполнения ее отпускают крепежные болты 6, снимают воронку 5, фланец оболочки 4 отгибают внутрь матрицы и закрывают получаемый расходуемый электрод подпрессовыванием пресс-штемпелем 7. Затем открывают затвор-опору 2 и выдавливают из матрицы нижний закладной пуансон 3 и готовый расходуемый электрод 9. Обратный конус матрицы с углом α 1-5^о уменьшает трение поверхностей при выдавливании электрода, а в процессе плавки сужающийся книзу электрод активизирует эффект самоторможения (заклинивания) шихты в оболочке и уменьшает осыпание при плавке.

Использование предлагаемого устройства для изготовления холодным прессованием расходуемого электрода для вакуумно-дуговой плавки с наружной скрепляющей оболочкой из листового материала, входящего в состав сплава, обеспечивает: простоту конструкции устройства, позволяющую экономично модернизировать существующую оснастку и исключить необходимость реконструкции производства; упрощение технологии изготовления расходуемых электродов из отходов, в том числе открывает возможность использования стружки; увеличение доли отходов, вводимых в электрод с 30-35% до 100% и обеспечение экономии титановой губки, применяемой при переработке отходов, в качестве связующего компонента, скрепляющего расходуемый электрод; расширяет технические возможности переработки отходов широкого ряда металлов и сплавов (титан, цирконий, молибден, вольфрам, ферротитан и др.).

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПРЕССОВАНИЯ РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ВАКУУМНО-ДУГОВОЙ ПЛАВКИ, включающее пресс-штемпель, приемную воронку, матрицу с обратной конусностью внутренней поверхности и нижний закладной пуансон, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено фиксирующим элементом в виде кольцевого паза на торцевой поверхности верхней заходной части матрицы и соответственной формы бурта на приемной воронке, в лабиринте между которыми защемлен фланец скрепляющей оболочки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что бурт приемной воронки для защемления фланца скрепляющей оболочки выполнен в виде отдельного кольцевого элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1