Способ электрошлакового переплава

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2479649:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов. Способ включает переплав расходуемого электрода на переменном токе с наложением на шлаковую и металлическую ванны переменного электромагнитного поля. При этом переплав расходуемого электрода осуществляют при частоте переменного тока 0,01-10 Гц и вводимой в шлаковую ванну мощности, которую поддерживают в соответствии с соотношением P=K·DC, где Р - вводимая в шлаковую ванну мощность, кВт, К - коэффициент, равный 0,6-0,8 кВт/мм, DC - диаметр выплавляемого слитка, мм, а переменное электромагнитное поле напряженностью 2000-14000 А/м и частотой 50 Гц накладывают в области плавления расходуемого электрода после формирования шлаковой и металлической ванны. Изобретение позволяет обеспечить эффективность теплообмена в зоне плавления расходуемого электрода, уменьшает дефекты выплавленного слитка, обеспечивает простоту и экономичность запуска процесса, снижает себестоимость переплава.

 

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов.

Известен способ переплава расходуемых электродов в охлаждаемом кристаллизаторе с помощью электрического тока при движении расплава под воздействием электромагнитного поля, которое периодически изменяет направление движения расплава и/или силу воздействия на него (DE 2213393 A1, C22B 9/18, опубликовано 11.10.1973).

Однако реализовать известные способы невозможно ввиду отсутствия сведений о средствах его осуществления при переплаве расходуемых электродов из стали, а также конкретных параметров электромагнитного воздействия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ электрошлакового переплава на переменном токе с наложением на шлаковую и металлическую ванны переменного электромагнитного поля (CN 101624657 A, C22B 9/18, опубликовано 13.01.2010).

Однако при осуществлении известного способа невозможно избежать образования столбчатой крупнозернистой структуры металла при кристаллизации, а также протекания ликвационных процессов и формирования сегрегаций различного типа. Кроме того, на поверхности и внутри слитка имеют место дефекты в виде микропор, трещин, раковин, шлаковых включений и гофров. Это связано с неэффективным процессом теплообмена в зоне плавления расходуемого электрода вследствие формирования ванны расплава металла параболической формы.

Задачей и техническим результатом изобретения является обеспечение эффективного теплообмена в зоне плавления расходуемого электрода, уменьшение дефектности выплавленного слитка, обеспечение простоты и экономичности запуска процесса, снижение себестоимости переплава.

Технический результат достигается тем, что способ электрошлакового переплава включает переплав расходуемого электрода на переменном токе с наложением на шлаковую и металлическую ванны переменного электромагнитного поля, при этом переплав расходуемого электрода осуществляют при частоте переменного тока 0,01-10 Гц и вводимой в шлаковую ванну мощности, которую поддерживают в соответствии с соотношением P=K·DC, где Р - вводимая в шлаковую ванну мощность, кВт, К - коэффициент, равный 0,6-0,8 кВт/мм, DC - диаметр выплавляемого слитка, мм, а переменное электромагнитное поле напряженностью 2000-14000 А/м и частотой 50 Гц накладывают в области плавления расходуемого электрода после формирования шлаковой и металлической ванны.

Реализацию способа по изобретению можно проиллюстрировать следующим примером.

Для выплавки слитка диаметром 1000 мм использовали расходуемые литые электроды диаметром 900 мм из стали. Начало процесса переплава осуществляли в режиме «сухого старта» (при наличии на дне охлаждаемого кристаллизатора сухого шлака и отсутствии жидкого металла) при частоте переменного тока 0,05 Гц и вводимой в шлак мощности Р=700 кВт, полученной из соотношения

P=K·DC, где

Р - вводимая в шлаковую ванну мощность, кВт,

К - коэффициент, равный 0,7 кВт/мм,

DC - диаметр выплавляемого слитка, мм.

Процесс электрошлакового переплава вели при размещении расходуемого электрода в верхней части шлаковой ванны.

После формирования расплава шлака и расплава расходуемого электрода в межэлектродном промежутке накладывали переменное электромагнитное поле напряженностью 2000-14000 А/м и частотой 50 Гц. Для этого использовали разрезанное медное кольцо, к концам которого был подключен автономный источник питания с регулируемой выходной мощностью до 10 кВт и частотой от 50 Гц. Медное кольцо было установлено в верхней части кристаллизатора, а слиток вытягивали вниз поддоном. Величину напряженности накладываемого электромагнитного поля, генерируемого медным кольцом, контролировали по величине выходного тока и напряжения источника питания после тарирования стандартным методом.

При воздействии электромагнитного поля происходит вращение шлаковой ванны в области плавления расходуемого электрода, что обеспечивает перенос каплями жидкого металла весьма значительной части тепла в периферийную зону, обеспечивая температурному полю металлической ванны равномерный характер по поперечному сечению кристаллизатора. При этом прогрев зоны действия электромагнитного поля не требует дополнительной мощности, подводимой к шлаковой ванне, а центральная часть металлической ванны за счет перераспределения температурного поля в периферийную зону получает меньше тепла. Такой характер распределения тепла позволяет обеспечить получение металлической ванны более плоской формы, что благоприятно сказывается на свойствах выплавляемого слитка: устраняет образование дефектов внутри слитка и на его поверхности в виде микропор, трещин, раковин, шлаковых включений и гофров; обеспечивает равномерное распределение легирующих элементов и мелкозернистую структуру.

Таким образом, предлагаемый способ электрошлакового переплава обеспечивает плоскую форму металлической ванны и соответственно осевую кристаллизацию металла слитков, кроме того, он более экономичен и конкурентно способен.

Способ электрошлакового переплава, включающий переплав расходуемого электрода на переменном токе с наложением на шлаковую и металлическую ванны переменного электромагнитного поля, отличающийся тем, что переплав расходуемого электрода осуществляют при частоте переменного тока 0,01-10 Гц и вводимой в шлаковую ванну мощности, которую поддерживают в соответствии с соотношением P=K·DC, где Р - вводимая в шлаковую ванну мощность, кВт, К - коэффициент, равный 0,6-0,8 кВт/мм, DC - диаметр выплавляемого слитка, мм, а переменное электромагнитное поле напряженностью 2000-14000 А/м и частотой 50 Гц накладывают в области плавления расходуемого электрода после формирования шлаковой и металлической ванны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству электрошлакового металла и может быть использовано для электрошлаковой сварки металла, электрошлаковой наплавки. .

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для электрошлаковой выплавки крупных полых слитков с толщиной стенки более 300 мм и сплошных слитков с диаметром больше 300 мм.

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано для электрошлаковой выплавки слитков. .

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при выплавке крупных полых заготовок с толщиной стенки больше 100 мм. .

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при производстве котельных и паропроводных труб методом электрошлакового переплава.

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к способам получения слоистых слитков импульсно-электрошлаковым переплавом. .

Изобретение относится к области электрошлакового переплава, в частности к конструкциям печей электрошлакового переплава. .

Изобретение относится к электрометаллургии, конкретнее к электрошлаковым печам. .

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может быть использовано для электрошлаковой выплавки слитков сплошного или полого сечения. .
Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может быть использовано при изготовлении слитка стали электрошлаковым переплавом расходуемого электрода

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, в частности к печам электрошлакового переплава металлосодержащих отходов с применением нерасходуемых электродов

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к области специальной электрометаллургии, а именно к производству биметаллических слитков с использованием электрошлаковой технологии

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, а именно к электрошлаковому переплаву стали

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к электрошлаковому переплаву металлосодержащих отходов

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов

Изобретение относится к области спецэлектрометаллургии и может быть использовано при конструировании электрошлаковой печи для выплавки слитков

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве расходуемого электрода для выплавления слитка. Датчики уровня шлаковой ванны размещают в стенке кристаллизатора, а переплав осуществляют с использованием дополнительного источника питания и двух затравок для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, размещенных горизонтально напротив друг друга в стенке кристаллизатора вблизи торцов расходуемых электродов, при этом дополнительный источник питания включают параллельно относительно упомянутого источника питания с образованием двух независимых электрических контуров, каждый из которых включает один из расходуемых электродов, шлаковую ванну, размещенные в поддоне затравки и затравки для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, причем в период приплавления размещенных в поддоне затравок к нижней части выплавляемого слитка отключают электрический контур между шлаковой ванной и затравками для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, а при получении сигнала от датчиков уровня шлаковой ванны о наличии разбаланса в скоростях плавления расходуемых электродов увеличивают скорость плавления электрода с меньшим заглублением в шлаковую ванну при одновременном уменьшении скорости плавления электрода с большим заглублением до устранения разбаланса. Изобретение позволяет быстро устранить разбаланс при переплаве расходуемых электродов, улучшить качество выплавляемого металла. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве расходуемого электрода для выплавления слитка. Датчики уровня шлаковой ванны размещают в стенке кристаллизатора, а переплав осуществляют с использованием дополнительного источника питания и двух затравок для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, размещенных горизонтально напротив друг друга в стенке кристаллизатора вблизи торцов расходуемых электродов, при этом дополнительный источник питания включают параллельно относительно упомянутого источника питания с образованием двух независимых электрических контуров, каждый из которых включает один из расходуемых электродов, шлаковую ванну, размещенные в поддоне затравки и затравки для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, причем в период приплавления размещенных в поддоне затравок к нижней части выплавляемого слитка отключают электрический контур между шлаковой ванной и затравками для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, а при получении сигнала от датчиков уровня шлаковой ванны о наличии разбаланса в скоростях плавления расходуемых электродов увеличивают скорость плавления электрода с меньшим заглублением в шлаковую ванну при одновременном уменьшении скорости плавления электрода с большим заглублением до устранения разбаланса. Изобретение позволяет быстро устранить разбаланс при переплаве расходуемых электродов, улучшить качество выплавляемого металла. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх