Электрошлаковая печь для выплавки слитков


 


Владельцы патента RU 2489505:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области спецэлектрометаллургии и может быть использовано при конструировании электрошлаковой печи для выплавки слитков. Печь содержит электроды с электрододержателем, соединенные с печным трансформатором, и водоохлаждаемый кристаллизатор, установленный на поддоне с затравкой, при этом она содержит коаксиально расположенные внутренний и внешний электроды с изоляционными кольцами между ними, при этом изоляционные кольца закреплены на внутреннем электроде и выполнены с отверстиями для прохода жидкого флюса. Изобретение позволяет создать электрошлаковую печь различного функционального назначения, т.е. одна электрошлаковая печь с коаксиальными электродами может заменить печи, работающие по монофилярной и бифилярной схемам. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, а именно специальной металлургии.

Известны электрошлаковые печи, содержащие 1, 2 и более электродов и называемые «монофилярные» (или «электрод-поддон») и «бифилярные» электрошлаковые печи, в которых количество электродов кратно 2 (Электрошлаковые печи / монография под ред. Б.Е. Патона и Б.И. Медовара. - Киев: Наукова Думка, 1976).

Название печей «монофилярные» и «бифилярные» связаны со схемой подключения электродов ко вторичной обмотке печного трансформатора.

Монофилярная схема означает применение одного или нескольких расщепленных электродов, когда к одному электроду прикрепляются несколько электродов, образующих «беличью клетку». Обязательным для данного случая является подключение низкой стороны печного трансформатора к электроду и поддону. Иначе монофилярная схема называется «электрод-поддон».

Монофилярная схема применяется для выплавки круглого сплошного или полого слитка.

Конструкция такой печи состоит из следующих основных узлов:

- колонна, по которой перемещаются верхняя и нижняя каретки (верхняя каретка перемещает электрод или несколько расщепленных; нижняя каретка перемещает кристаллизатор при плавке);

- печной трансформатор, соединенный гибкими токоподводами с электродами и поддоном;

- поддон замыкает нижнюю часть водоохлаждаемого кристаллизатора.

Каретки электродная и кристаллизатора имеют самостоятельные приводы, обеспечивающие одновременное встречное движение кареток.

Коэффициент мощности монофилярной печи не превышает 0,6 (cos ϕ≤0,6).

Недостатком монофилярной печи является тот факт, что в работе используется один крупный или несколько мелких (расщепленных) электродов. Это снижает функциональные возможности электрошлаковой печи.

Бифилярные печи имеют много общего с монофилярными. Так же по несущей колонне перемещаются две каретки: каретка электродная, несущая, в отличие от монофилярной, одновременно два электрода, и каретка подвижного (или неподвижного) кристаллизатора.

Предлагаемая конструкция включает в себя наружные электроды и внутренние электроды, объединенные в коаксиальные комплексы, что позволяет создавать электрошлаковую печь повышенного функционального назначения.

Бифилярные и монофилярные электрошлаковые печи имеют недостаток - комплекты электродов: в монофилярной печи это один электрод (или другое - обязательное нечетное количество электродов), а в бифилярной печи комплект электродов всегда равен четному количеству электродов.

Известны электрошлаковые печи, содержащие 2, 4 и кратное двум количество электродов, каждый из которых подключен ко вторичной обмотке печного трансформатора.

В таких печах выплавляются прямоугольные слитки. За счет низкой индуктивности вторичной сети таких печей коэффициент мощности достигает размеров не менее 0,9 (cos ϕ≥0,9).

Прототипом является электрошлаковая печь для выплавки слитков (см. Электрошлаковые печи. Под редакцией Б.Е. Патона, Киев: Наукова Думка, 1976, с.229-232, с.237-238, рис.276), содержащая электроды с электрододержателем, соединенные с печным трансформатором, и водоохлаждаемый кристаллизатор, установленный на поддоне с затравкой.

Задачей данного изобретения является создание электрошлаковой печи для выплавки слитков различного функционального назначения, т.е. одна электрошлаковая печь используется вместо двух - монофилярной и бифилярной.

Поставленная задача решается тем, что электрошлаковая печь для выплавки слитков содержит электроды с электрододержателем, соединенные с печным трансформатором, и водоохлаждаемый кристаллизатор, установленный на поддоне с затравкой, причем она содержит коаксиально расположенные внутренний и внешний электроды с изоляционными кольцами между ними, при этом изоляционные кольца закреплены на внутреннем электроде и выполнены с отверстиями для прохода жидкого флюса.

На чертеже изображена предлагаемая электрошлаковая печь для выплавки слитков, содержащая указанные электроды, называемые далее комплектно-коаксиальными.

На предлагаемом чертеже: 1 - наружный электрод; 2 - внутренний электрод, оба электрода закреплены на верхнем электрододержателе; 3 - жидкий флюс; 4 - металлическая ванна; 5 - водоохлаждаемый кристаллизатор; 6 - слиток; 7 - поддон с затравкой; 8, 9 - гарнисаж; 10 - изоляционные кольца; 11 - вторичная сеть печного трансформатора; 12 - печной трансформатор.

Электрошлаковая печь для выплавки слитков с коаксиальными электродами работает следующим образом. Независимо от того, какой старт применяется для плавки коаксиального электрода (жидкий или твердый), плавка начинается с того, что электроды 1 и 2 располагаются на расстоянии 30÷50 мм к поддону 7, затем жидкий флюс 3 заливается в зазор между наружным 1 и внутренним 2 электродами. Включается трансформатор 12 и вторичная сеть печного трансформатора 11 соответственно.

Плавка производится в замкнутом пространстве, образованном кристаллизатором 5 и поддоном 7. Затравка 8 предназначена для вваривания в выплавляемый слиток 6 и удерживания его на поддоне при перемещении или подъеме последнего. Изоляционные кольца 10 (выполненные из изоляционного материала с температурой плавления не выше 1400°С) закреплены предварительно на внутреннем электроде 2. Крепление изоляционных колец производится каждые 600 мм теми же винтами, что и материал изоляционного кольца 10.

При плавке коаксиальных электродов безразлично, какой слиток выплавляется - круглый сплошной, круглый полый, квадратный или листовой. Одним и тем же электродом может быть выплавлен слиток любой конфигурации, при этом количество коаксиальных электродов может быть любым. Это позволяет решать поставленную задачу - повышение функционального назначения электрошлаковой печи.

Наружный и внутренний электроды для одновременной плавки должны иметь одинаковые сечения. Изоляционные кольца крепятся к внутреннему электроду с интервалом 600 мм. Материал изоляционного кольца, как указывалось ранее, может быть фарфоровым, температура которого близка к температуре плавления стали, кольцо должно содержать отверстия для прохода жидкого флюса.

Электрошлаковая печь для выплавки слитков, содержащая электроды с электрододержателем, соединенные с печным трансформатором, и водоохлаждаемый кристаллизатор, установленный на поддоне с затравкой, отличающаяся тем, что она содержит коаксиально расположенные внутренний и внешний электроды с изоляционными кольцами между ними, при этом изоляционные кольца закреплены на внутреннем электроде и выполнены с отверстиями для прохода жидкого флюса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкции подовых электродов дуговой печи или агрегата ковш-печь постоянного тока. .
Изобретение относится к электротермии, в частности к электродам дуговых электрических печей, состоящих из графитовых цилиндрических секций и резьбовых соединений, и может быть использовано в дуговых электропечах при производстве стали и цветных металлов.

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции электрода для дуговой электропечи, и может быть использовано в химически агрессивных расплавах, а также в расплавах, чувствительных к углероду, переходящему из электродов.

Изобретение относится к узлу с резьбовым соединением, содержащему наружную деталь с внутренней резьбой и связанную с ней внутреннюю деталь с внешней резьбой. .

Изобретение относится к металлургии, в частности, к конструкции электродов для электродуговых плазменных реакторов-сепараторов для одновременного получения расплавов тугоплавких металлических материалов и тугоплавких неметаллических материалов и возгонов и может быть использовано в строительной промышленности, конкретно в производстве цемента, химической промышленности и металлургии.

Изобретение относится к производству графитированных электродов с защитным покрытием, в частности, для электродуговых и восстановительных печей. .

Изобретение относится к области электрометаллургии стали и ферросплавов, химической рудно-термии и другим производствам, где применяются трехфазные электропечи различной мощности для плавки и обработки стали и сплавов, ферросплавов, карбида кальция, силикокальция, высококремнистых, высокоглиноземистых и др.

Изобретение относится к дуговой и плазменно-дуговой технике, в частности к электродам, и может быть применено в металлургической, химической, энергетической промышленности и других отраслях техники, использующих дуговые межэлектродные разряды.

Изобретение относится к области цветной и черной металлургии и может быть использовано, в частности, на электропечах рудной и обеднительной плавок в производстве тяжелых цветных металлов и руднотермических печах в производстве ферросплавов.

Изобретение относится к области цветной и черной металлургии и может быть использовано в электропечах с погруженными в шлаковый расплав нерасходуемыми электродами.

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

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 при выплавке крупных полых заготовок с толщиной стенки больше 100 мм. .

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

Изобретение относится к электрометаллургии, конкретнее к электрошлаковым печам. .
Изобретение относится к специальной металлургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве высоколегированных сталей, имеющих температуру плавления меньше температуры плавления флюса.

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

Изобретение относится к металлургии, а именно к электрошлаковой металлургии, и может быть использовано в производстве особо чистых металлов и изделий из них. .

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