Способ электрошлаковой выплавки заготовки корпуса запорной арматуры пара

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к изготовлению электрошлаковым переплавом заготовки корпуса запорной арматуры для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара. В способе осуществляют переплав расходуемого электрода в шлаковой ванне с наплавлением заготовки вертикального полого корпуса и горизонтальных патрубков и с увеличением вводимой в нее электрической мощности во время наплавления патрубков, причем наплавление нижней части заготовки корпуса ведут со скоростью 7-8 мм/мин, затем при наплавлении патрубков вводимую в шлаковую ванну электрическую мощность увеличивают на 32-68%, а скорость наплавления снижают до 3-3,5 мм/мин, после чего для наплавления оставшейся части корпуса вводимую электрическую мощность уменьшают на 20-38%, а скорость наплавления увеличивают до 5,5-6,5 мм/мин. Изобретение позволяет повысить качество металла выплавляемого патрубка, а также качество его поверхности, включая зону сопряжения патрубка с корпусом.

 

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к изготовлению электрошлаковым переплавом заготовки корпуса запорной арматуры для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара.

Заготовка корпуса запорной арматуры пара представляет собой полый толстостенный цилиндр, снабженный двумя выступающими полыми или сплошными патрубками, размещенными на одной оси.

Известен способ электрошлаковой выплавки фасонной заготовки корпуса с патрубком, включающий переплав расходуемого электрода в шлаковой ванне с увеличением вводимой в нее мощности до 30% в процессе выплавки патрубка, причем в процессе выплавки патрубка в период уменьшения высоты шлаковой ванны до 0,8 ее высоты при выплавке корпуса мощность увеличивают на 1-5% за счет повышения напряжения, а в период уменьшения высоты шлаковой ванны от 0,7 до 0,5 упомянутой величины дальнейшее увеличение мощности производят за счет увеличения тока на 10-15% и дополнительного повышения напряженности на 3,5-5% по сравнению с величиной напряжения при выплавке корпуса.

(SU 1387461, С22В 9/18, опубликовано 27.01.1997).

Недостатком известного способа является низкое качество металла выплавляемого патрубка и зоны сопряжения патрубка с корпусом.

Наиболее близким по технической сущности является способ электрошлаковой выплавки заготовки корпуса арматуры с патрубками, включающий переплав расходуемого электрода в шлаковой ванне с выплавкой вертикального корпуса и горизонтальных патрубков и увеличением вводимой в нее электрической мощности во время выплавки патрубков, причем до начала выплавки патрубков кристаллизатор в зоне их формирования дополнительно подогревают горячей водой, а затем увеличивают вводимую в шлаковую ванну электрическую мощность на 11-16%, которую с завершением выплавления патрубков плавно уменьшают на 28-35% до режима обогрева и поддерживают в течение 0,4-0,7 общего времени выплавления упомянутой заготовки, после чего осуществляют плавное увеличение вводимой электрической мощности до рабочего значения с обеспечиванием выплавления оставшейся части корпуса и поддерживают ее неизменной до начала вывода усадочной раковины перед завершением процесса выплавки.

(RU 2506142, B22D 23/10, С22В 9/18, опубликовано 10.02.2014).

Недостатком известного способа является невозможность его применения при электрошлаковой выплавке массивных толстостенных заготовок корпуса запорной арматуры с толстостенными или сплошными патрубками, поскольку в зоне выплавления патрубков невозможно избежать образования гофр и шлаковых включений на поверхности металла.

Задачей предложенного способа и его техническим результатом является повышение качества металла выплавляемого патрубка, а также качества его поверхности, включая зону сопряжения патрубка с корпусом.

Технический результат достигается тем, что способ электрошлаковой выплавки заготовки корпуса запорной арматуры пара включает переплав расходуемого электрода в шлаковой ванне с выплавкой вертикального полого корпуса и горизонтальных патрубков и увеличением вводимой в нее электрической мощности во время выплавки патрубков, причем наплавление нижней части заготовки корпуса ведут со скоростью 7-8 мм/мин, затем при выплавлении патрубков вводимую в шлаковую ванну электрическую мощность увеличивают на 32-68%, а скорость наплавления снижают до 3-3,5 мм/мин, после чего для выплавления оставшейся части корпуса вводимую электрическую мощность уменьшают на 20-38%, а скорость наплавления увеличивают до 5,5-6,5 мм/мин.

Увеличение при выплавлении толстостенных или сплошных патрубков вводимой в шлаковую ванну электрической мощности на 32-68% при снижении скорости наплавления металла с 7-8 мм/мин до 3-3,5 мм/мин позволяет уменьшить образование гофр в патрубковой зоне и дефектов в виде шлаковых включений и ликваций.

Увеличение электрической мощности, вводимой в шлаковую ванну, на 20-38% в сочетании с увеличением скорости наплавления с 3-3,5 мм/мин способствует уменьшению образования рыхлот при выводе усадочной раковины.

Изобретение можно проиллюстрировать следующим примером.

При осуществлении способа формировали корпус запорной арматуры Ду250 мм для трубопровода пара. Корпус имел два сплошных горизонтальных патрубка, в которых на стадиях последующей механической обработки формировали сквозные отверстия. При этом толщина стенки выплавляемого корпуса составила 95-100 мм. В качестве расходуемого электрода для переплава в шлаковой ванне использовали непрерывно литую заготовку диаметром 80 мм из стали марки 10Х9МФБ-Ш.

Процесс электрошлаковой выплавки начинали с выплавки нижней части корпуса с рабочей электрической мощностью около 660 кВт (ток около 11,0 кА, напряжение 60 В) при скорости наплавления 7,6-8,0 мм/мин.

С начала выплавки патрубка вводимую электрическую мощность повышали на 45% до 960 кВт (ток около 15,8 кА, напряжение 60 В), а скорость наплавления снижали до 3-3,4 мм/мин.

После завершения выплавления патрубков вводимую электрическую мощность снижали на % до 710 кВт (ток около 11,8 кА, напряжение 60 В), а скорость наплавления в нижней цилиндрической части корпуса повышали до 5,5-6,5 мм/мин.

По предлагаемому способу были изготовлены два корпуса арматуры Ду250 мм из стали 10Х9МФБ-Ш, предназначенных для запорной арматуры трубопроводов с высокими и сверхкритическими параметрами пара. Кратковременные механические свойства металла корпуса и патрубков соответствовали требованиям ТУ 14-3Р-55-2001 для бесшовных труб из стали 10Х9МФБ-Ш. Поверхность патрубков и зоны сопряжения патрубков с корпусом не имели гофров и шлаковых включений.

Способ электрошлаковой выплавки заготовки корпуса запорной арматуры пара, включающий переплав расходуемого электрода в шлаковой ванне с наплавлением заготовки вертикального полого корпуса и горизонтальных патрубков с увеличением вводимой в шлаковую ванну электрической мощности во время выплавки патрубков, отличающийся тем, что наплавление нижней части заготовки полого корпуса ведут со скоростью 7-8 мм/мин, затем при наплавлении горизонтальных патрубков вводимую в шлаковую ванну электрическую мощность увеличивают на 32-68%, а скорость наплавления снижают до 3-3,5 мм/мин, после чего для наплавления оставшейся части полого корпуса вводимую электрическую мощность уменьшают на 20-38%, а скорость наплавления увеличивают до 5,5-6,5 мм/мин.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при электрошлаковой выплавке сплошных и полых слитков из конструкционных борсодержащих сталей. Флюс содержит, мас.%: оксид алюминия 7-10, оксид магния 3-8, фторид кальция 48-57, фторид магния 28-35.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для производства титансодержащих коррозионно-стойких марок стали методом электрошлакового переплава.
Изобретение относится к специальной электрометаллургии, а именно к производству слитков бор- и титансодержащей коррозионно-стойкой стали электрошлаковым переплавом для изготовления деталей атомного оборудования с высокой нейтронной поглощаемостью.

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к способам получения многослойных стальных слитков импульсно-электрошлаковым переплавом. Осуществляют импульсно-электрошлаковый переплав с изменением частоты импульсов комбинированного расходуемого электрода, выполненного с участками, имеющими различный химический состав в зависимости от требуемого химического состава стали на заданном участке слитка, при этом импульсно-электрошлаковую выплавку нижнего и верхнего слоев слитка осуществляют с модуляцией теплового потока шлаковой и металлической ванн, направленного из шлаковой ванны через фронт кристаллизации в тело слитка, с периодом времени, равным постоянной времени теплового процесса шлаковой ванны, и скважностью, равной двум, при этом осуществляют выплавку среднего слоя слитка на частоте резонансных колебаний поверхности жидкой металлической ванны.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве нержавеющей мартенситной стали. Перед этапом электрошлакового переплава слиток подвергают дегазации в вакууме в состоянии жидкого металла в течение времени, достаточного для получения содержания водорода в упомянутом слитке после упомянутого этапа электрошлакового переплава менее чем 3 ppm.

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для получения методом электрошлакового переплава (ЭШП) слитков из трещиночувствительной стали. Расходуемый электрод содержит инвентарную головку и сплавляемую часть, состоящую из верхней и нижней стальных частей разного состава.
Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве сталей с низким содержанием кислорода. Способ включает расплавление расходуемого электрода, замер активности кислорода и последующее раскисление шлаковой ванны смесью для раскисления, содержащей, мас.%: алюминий 8-12, кальций 19-23 и железо 74-69, которую принудительно подают на границу раздела шлаковой и металлической ванн в потоке нейтрального газа, причем количество оксида железа в расплавленном шлаке поддерживают не более 0,55 мас.%, а скорость подачи упомянутой смеси для раскисления составляет 0,9-1,1 скорости заполнения объема металлической ванны жидким металлом расходуемого электрода.

Изобретение относится к области металлургии, а конкретнее, к печам электрошлаковой выплавки стали для получения полых слитков. Печь выполнена с возможностью непрерывного измерения по ходу переплава расходуемых металлических электродов температуры шлака и металла в кристаллизаторе, концентрации кислорода и углерода в металле и контроля положения уровня границы раздела шлак-металл, и снабжена системой контроля уровня заглубления торцов упомянутых электродов в шлакометаллический расплав в кристаллизаторе, связанной с компьютерной системой с интерфейсом, обеспечивающей управление процессом переплава электродов в печи с учетом упомянутых измеренных данных, при этом расходуемые металлические электроды выполнены с возможностью вращения вокруг своей оси и с осевыми отверстиями по всей длине, посредством которых соединены с патрубками устройства для подачи раскислителей и шлакообразующих сыпучих материалов в зону переплава торцов упомянутых электродов.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при электрошлаковой выплавке стали для получения литых полых слитков. Осуществляют переплав в кристаллизаторе с охлаждаемым дорном расходуемых металлических электродов на основном и добавочном флюсах.
Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для выплавления фасонных заготовок, в частности корпусов фонтанной арматуры, с фланцами и патрубками.
Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для выплавления фасонных заготовок, в частности корпусов фонтанной арматуры, с фланцами и патрубками.
Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может быть использовано при изготовлении слитка стали электрошлаковым переплавом расходуемого электрода. .

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 области машиностроения и может быть использовано для изготовления сложных по геометрии штамповых вставок и элементов пресс-форм из литых заготовок, получаемых методом электрошлакового кокильного литья (ЭКЛ).
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в литейном производстве при изготовлении отливок из сталей. .

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 области изготовления тонкостенных высокопрочных корпусов с использованием электрошлаковой технологии получения стальных трубных заготовок с тонкой стенкой.

Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к области специальных видов литья, а именно к способам электрошлакового литья трубных заготовок из сталей различных классов для изделий ответственного назначения, и может быть использовано в различных областях техники, например ракетной, авиационной, а также в нефтегазохимической и энергетической промышленности, использующих трубные заготовки ответственного назначения.
Наверх