Способ электрошлакового переплава и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к получению длинномерных высококачественных слитков, например заготовок прокатных валков. Способ включает расплавление основного расходуемого электрода и дополнительных расходуемых электродов в слое электропроводного шлака, находящегося в приемной расширенной части подвижного охлаждаемого кристаллизатора, замену основного расходуемого электрода по мере его расплавления и вытягивание слитка в вертикальном направлении. Дополнительные расходуемые электроды подают в слой электропроводного шлака перед заменой основного расходуемого электрода, равномерно располагая их вокруг огарка основного расходуемого электрода, после чего отключают основной расходуемый электрод от источника питания и подключают дополнительные расходуемые электроды к нему с подачей через них 0,2-0,4 номинальной мощности, вводимой через основной электрод, а огарок основного расходуемого электрода извлекают после начала плавления дополнительных расходуемых электродов, после установки нового расходуемого электрода дополнительные электроды извлекают из шлака. Электрододержатель для дополнительных расходуемых электродов установлен на держателе кристаллизатора и выполнен составным из двух частей, установленных с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно общей оси для охвата с зазором основного расходуемого электрода и извлечения дополнительных расходуемых электродов в ходе процесса переплава упомянутого основного электрода. Изобретение позволяет повысить эффективность технологического процесса, улучшить качество слитка и упростить обслуживание устройства. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, а конкретно к получению длинномерных высококачественных слитков, например заготовок прокатных валков.

Известен способ получения слитков электрошлаковым переплавом, включающий расплавление расходуемого электрода, погружаемого в слой электропроводного шлака в охлаждаемом кристаллизаторе (А.В. Егоров. Электрометаллургия стали и спецэлектрометаллургия. М. «Учеба», 2007, С. 233, рис. 62).

Там же известно устройство для электрошлакового переплава, содержащее расходуемый электрод, закрепленный на электрододержателе, установленном с возможностью вертикального перемещения относительно колонны, а также стационарный охлаждаемый кристаллизатор.

К недостаткам известных способа и устройства относятся ограниченные функциональные возможности, так как возможная длина слитка ограничивается высотой кристаллизатора.

Из известных наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения слитков электрошлаковым переплавом, включающим расплавление расходуемого электрода, погружаемого в слой электропроводного шлака в охлаждаемом кристаллизаторе, и вытягивание слитка путем вертикального перемещения кристаллизатора (там же, с. 235, рис. 64б и 64в). Там же известно устройство для электрошлакового переплава, содержащее расходуемый электрод, закрепленный на электрододержателе, установленном с возможностью вертикального перемещения относительно колонны, а также подвижный в вертикальном направлении охлаждаемый кристаллизатор.

Длина слитка при этом лимитируется массой расходуемого электрода. При необходимости дальнейшего увеличения длины слитков, особенно при получении длинномерных заготовок прокатных валков расходуемый электрод заменяют, прекращая подачу электроэнергии, удаляют огарок, устанавливают и погружают в шлак новый расходуемый электрод (В. Хольцгрубер. Современное состояние ЭШП. // Электрошлаковая технология. Сборник статей, посвященных 30-летию электрошлакового переплава. Под ред. Б.Е. Патона, Б.И. Медовара, Бойко Г.А. Киев: «Наукова думка», 1988. С. 127).

Временное прекращение подвода тепла и жидкого металла при смене электрода влечет за собой образование дефектов в наружных слоях слитка и пережима.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности технологического процесса и улучшении качества слитка, а также в упрощении обслуживания устройства.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что перед сменой электрода в расплавленный шлак подают дополнительные расходуемые электроды, равномерно располагаемые вокруг нижней части основного электрода, а огарок основного электрода извлекают после начала плавления дополнительных электродов, после установки нового основного расходуемого электрода дополнительные электроды отключают от питания и извлекают из шлака.

Мощность, подводимая через дополнительные электроды, составляет 0,2-0,4 номинальной мощности. При меньшей мощности возможно недопустимое охлаждение ванны, а при большей - происходит перегрев стенок кристаллизатора и возможен прорыв металла.

Устройство для электрошлакового переплава, содержащее расходуемый электрод, закрепленный на электрододержателе, установленном с возможностью вертикального перемещения относительно колонны, а также подвижный в вертикальном направлении охлаждаемый кристаллизатор, содержит дополнительные расходуемые электроды, расположенные равномерно вокруг нижней части основного электрода на электрододержателе, установленном с возможностью вертикального перемещения относительно кристаллизатора.

Дополнительные электроды подключены к индивидуальному источнику питания мощностью 0,2-0,4 от номинальной. Электрододержатель дополнительных электродов состоит из двух частей, охватывающих основной электрод и установленных с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно общей оси.

Технический результат достигается за счет обеспечения непрерывности процесса и постоянства технологического режима путем дополнительного подвода тепла и металла при смене электродов, при этом увеличивается допустимое время замены электрода и, соответственно, упрощается обслуживание устройства.

Сущность изобретения поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, где на

- фиг. 1-4 изображены различные фазы смены основного расходуемого электрода: соответственно, момент, предшествующий началу смены электрода (фиг. 1); ввод дополнительных электродов (фиг. 2); удаление огарка основного расходуемого электрода (фиг. 3); подвод нового основного электрода (фиг. 4);

- фиг. 5 - схема устройства в рабочем положении;

- фиг. 6 - подключение дополнительных электродов при окончании переплавки основного электрода;

- фиг. 7 - то же, в момент подвода нового электрода;

- фиг. 8 - вариант с переплавом прокатных валков;

- фиг. 9 - разрез А-А по фиг. 5;

- фиг. 10 - то же, вариант с раздвижным дополнительным электрододержателем, который позволяет отводить дополнительные электроды в ходе процесса для переплавки электродов большого диаметра.

Способ электрошлакового переплава включает расплавление расходуемого электрода 1, погружаемого в слой электропроводного шлака 2 в охлаждаемом кристаллизаторе 3, подвижном в вертикальном направлении. Жидкий металл, стекающий каплями с торца расходуемого электрода, проходит через слой шлака, образует жидкометаллическую ванну и формируется в слиток 4 в кристаллизаторе. По мере расплавления электрода и удлинения слитка кристаллизатор перемещают вверх. Перед сменой основного расходуемого электрода в слой шлака вводят дополнительные расходуемые электроды 5, равномерно располагаемые вокруг нижней части основного электрода, после чего питание от основного электрода отключают и подводят питание к дополнительному электроду. В результате капли жидкого металла поступают по периметру слитка, благодаря чему при значительном снижении мощности, вводимой в шлаковую ванну, удается избежать образования дефектов (пережима) в зоне поверхности слитка в процессе смены основного электрода.

Через дополнительные электроды подают 0,2-0,4 номинальной мощности, вводимой через основной электрод. После завершения смены основного электрода дополнительные электроды отключают и выводят из шлака.

При необходимости операции повторяют при очередной смене основного электрода.

В связи с тем, что время смены электрода может быть увеличено, упрощается конструкция устройства и его эксплуатация.

Устройство для электрошлакового переплава содержит основной расходуемый электрод 1, закрепленный на электрододержателе 6, установленном с возможностью вертикального перемещения на колонне 7 и подвижный охлаждаемый кристаллизатор 3 с приемной расширенной частью 8, закрепленный на держателе 9, установленном с возможностью вертикального перемещения относительно колонны 7. На держателе 9 установлен с возможностью вертикального перемещения посредством привода 10 электрододержатель 11 с дополнительными расходуемыми электродами 5. Электрододержатель 11 охватывает с зазором 12 основной электрод 1 и может быть выполнен из двух составных частей 13, 14, установленных с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно общей оси 15 посредством привода 16.

Благодаря дополнительному подводу тепла и металла к ванне шлака в процессе смены электрода предотвращается образование дефектов слитка в период смены электрода и обеспечивается его высокое качество, в том числе поверхностных слоев, что особенно важно при серийном производстве заготовок прокатных валков ответственного назначения.

1. Способ получения длинномерного слитка электрошлаковым переплавом, включающий расплавление основного расходуемого электрода и дополнительных расходуемых электродов в слое электропроводного шлака, находящегося в приемной расширенной части подвижного охлаждаемого кристаллизатора, замену основного расходуемого электрода по мере его расплавления и вытягивание слитка в вертикальном направлении, отличающийся тем, что дополнительные расходуемые электроды подают в слой электропроводного шлака перед заменой основного расходуемого электрода, равномерно располагая их вокруг огарка основного расходуемого электрода, после чего отключают основной расходуемый электрод от источника питания и подключают к нему дополнительные расходуемые электроды с подачей через них 0,2-0,4 номинальной мощности, вводимой через основной электрод, при этом огарок основного расходуемого электрода удаляют после начала плавления дополнительных расходуемых электродов, а после установки нового расходуемого электрода дополнительные электроды извлекают из шлака.

2. Устройство для получения длинномерного слитка электрошлаковым переплавом, содержащее колонну, подвижный охлаждаемый кристаллизатор с приемной расширенной частью, закрепленный на держателе для кристаллизатора, основной расходуемый электрод с электрододержателем и электрододержатель для дополнительных расходуемых электродов, при этом держатель для кристаллизатора и электрододержатель установлены с возможностью вертикального перемещения на колонне, отличающееся тем, что электрододержатель для дополнительных расходуемых электродов установлен на держателе для кристаллизатора и выполнен составным из двух частей, установленных с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно общей оси для охвата с зазором основного расходуемого электрода и извлечения дополнительных расходуемых электродов в ходе процесса переплава упомянутого основного электрода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при квазинепрерывном проведении последовательных плавок в дуговой электропечи. Дуговая электропечь содержит нижнюю емкость для плавления железосодержащих материалов с выпускным устройством для регулярного выпуска расплава, крышку для установки на нижнюю емкость, по меньшей мере один электрод, удерживающее электрод устройство для удерживания по меньшей мере одного электрода через первое отверстие в крышке внутри дуговой электропечи и устройство электроснабжения для создания питающего электрического напряжения для электрода.

Изобретение относится к области переработки отходов и может быть использовано на промышленных предприятиях, а также в коммунальном хозяйстве. Устройство замены плазмотрона для установки плазменной переработки отходов включает водоохлаждаемую заслонку канала установки плазмотрона в футеровке камеры термической обработки установки плазменной переработки отходов, привод заслонки канала установки плазмотрона, каретку, направляющие перемещения каретки, привод перемещения каретки, фиксатор плазмотрона, адаптер плазмотрона, композитный разъем, привод композитного разъема.

Изобретение относится к электротермии, в частности к управлению перепуском электродов рудно-термических печей, преимущественно фосфорных, карбидных, где используются самообжигающиеся, графитированные и угольные электроды.

Изобретение относится к электрометаллургии, а именно к электрошлаковым печам (ЭШП) для плавки металла. Установка ЭШП содержит колонну, каретку электрододержателя с кронштейном, соединенные тросом через систему блоков и систему натяжения с контргрузом и барабаном привода перемещения каретки, отличается тем, что она снабжена зажимами и тензодатчиком, выполненным с возможностью контроля усилий, воспринимаемых тросом, при этом барабан привода перемещения каретки расположен у основания колонны, имеет двухстороннюю намотку и соединен с кареткой посредством замкнутого троса, один конец которого проходит через систему блоков, расположенную в верхней части колонны, и соединен с зажимом, расположенным с передней стороны каретки электрододержателя, а второй конец троса соединен с зажимом, расположенным на каретке с противоположной стороны колонны, при этом тензодатчик установлен на зажиме с передней стороны каретки.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для зажима и удержания электрода дуговой печи. Устройство содержит по меньшей мере одно генерирующее силу средство, выполненное с возможностью прикладывания радиальной силы к электроду, и гибкий периферийный натяжной элемент, выполненный с возможностью принятия реактивной силы, направленной от электрода, и распределения ее вокруг периферии электрода.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при определении расхода электродного материала в процессе производства стали в дуговой печи.

Изобретение относится к электрометаллургии, а именно к дуговым плавильным и ковшевым печам для плавки и нагрева металла. Электрододержатель состоит из головки с хомутом и контактной пластиной для подачи тока к графитированному электроду, токопроводящего рукава для передачи тока от гибких кабелей к контактной пластине и пружинно-гидравлического механизма зажима или разжима электрода, при этом на наружной поверхности токопроводящего рукава вдоль его длины расположены ребра в виде волны, ширина которой в 2-10 раз больше ее высоты.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при квазинепрерывном проведении последовательных плавок в дуговой электропечи. Дуговая электропечь содержит нижнюю емкость для плавления железосодержащих материалов с выпускным устройством для регулярного выпуска расплава, крышку для установки на нижнюю емкость, по меньшей мере один электрод, удерживающее электрод устройство для удерживания по меньшей мере одного электрода через первое отверстие в крышке внутри дуговой электропечи и устройство электроснабжения для создания питающего электрического напряжения для электрода.

Изобретение относится к области переработки отходов и может быть использовано на промышленных предприятиях, а также в коммунальном хозяйстве. Устройство замены плазмотрона для установки плазменной переработки отходов включает водоохлаждаемую заслонку канала установки плазмотрона в футеровке камеры термической обработки установки плазменной переработки отходов, привод заслонки канала установки плазмотрона, каретку, направляющие перемещения каретки, привод перемещения каретки, фиксатор плазмотрона, адаптер плазмотрона, композитный разъем, привод композитного разъема.

Изобретение относится к электрометаллургии, а именно к дуговым плавильным и ковшевым печам для плавки и нагрева металла. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к нажимному устройству электродной колонны рудовосстановительной электропечи для производства ферросплавов.

Изобретение относится к области электротермии и может применяться для управляемого, в том числе непрерывного, нагрева и плавления как легкоплавких, так и тугоплавких материалов в широком диапазоне - от металлов до неметаллических материалов, включая оксиды.

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам вакуумной дуговой плавки высокореакционных металлов, в частности титана и его сплавов. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в литейном производстве при изготовлении биметаллических деталей. В способе используют стальную трубу, которую жестко закрепляют на стальной пластине - нижнем электроде, образующем донную часть отрезка стальной трубы, вводят в нее графитовый электрод до соприкосновения с нижним электродом и засыпают шлак, содержащий 60% CaF2, 30% Al2O3, 10% CaO, пропускают ток для расплавления шлака и одновременного прогрева стальной трубы до температуры 950-1000°С, удаляют графитовый электрод и вводят наплавляемый медный электрод до касания его со шлаком и замыкания электрической цепи, после полного сплавления медного электрода процесс прекращают, полученную заготовку охлаждают, удаляют нижний электрод и шлак с поверхности меди, закрывают пространство трубы над медью фланцем с трубками для подачи и удаления охлаждающей жидкости и приваривают стальной стержень, который является держателем электрода и проводником тока.

Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к получению длинномерных высококачественных слитков, например заготовок прокатных валков. Способ включает расплавление основного расходуемого электрода и дополнительных расходуемых электродов в слое электропроводного шлака, находящегося в приемной расширенной части подвижного охлаждаемого кристаллизатора, замену основного расходуемого электрода по мере его расплавления и вытягивание слитка в вертикальном направлении. Дополнительные расходуемые электроды подают в слой электропроводного шлака перед заменой основного расходуемого электрода, равномерно располагая их вокруг огарка основного расходуемого электрода, после чего отключают основной расходуемый электрод от источника питания и подключают дополнительные расходуемые электроды к нему с подачей через них 0,2-0,4 номинальной мощности, вводимой через основной электрод, а огарок основного расходуемого электрода извлекают после начала плавления дополнительных расходуемых электродов, после установки нового расходуемого электрода дополнительные электроды извлекают из шлака. Электрододержатель для дополнительных расходуемых электродов установлен на держателе кристаллизатора и выполнен составным из двух частей, установленных с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно общей оси для охвата с зазором основного расходуемого электрода и извлечения дополнительных расходуемых электродов в ходе процесса переплава упомянутого основного электрода. Изобретение позволяет повысить эффективность технологического процесса, улучшить качество слитка и упростить обслуживание устройства. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

Наверх