Нерасходуемый электрод для плавки металлов и сплавов

 

(|11 5 I 9876

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1

I (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 12.12.72 (21) 1856042/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 27.07.76 (51) М. Кл.з Н 05В 7/08

С 21С 5/52.

F 27D 11/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.365.22 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Е. Патон, В. И. Лакомский, В. H. Костяков, В. И. Омельченко, Г. А. Мельник, И. Д. Быков, С. Г. Глазунов, А. Г. Крутипорог, Ю. Н. Росс и Ю. В, Лисовой

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е, О. Патона (71) Заявитель (54) Н ЕРАСХОДУЕМЫ Й ЭЛ ЕКТРОД

ДЛЯ ПЛАВКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к о|бласти специаль ной электрометаллурпии и предназ начено к

HiarIioльзованию в гарниссажных печах, в пе«ах с,керамическим тиглем и водоохлаждаемым иристаллизатором для плавки различных металлов, особенного активных металлов и сплавов на их основе.

Известны две наиболее совершенные консгрукции .нерасходуемых электродов, Это электрод ф ирмы Schliefrger 1пс LISÀ (1) и электрод Westilrhorrse Electric corp, USA (21. Оба электрода п редставлятот собой трубчатые констру кции с мед ным водоохлаждаемыи наконеч н иком. Элоктрическая дуга обратной поля рности зажигается между расплавляемым металлом и медным нако нечником электрода.

Отличие этих электродо в состоит в том, что в первои электроде,для,равномерного износа медного наконечника вследствие действия анодного пятна дуги,и увеличения орока его службы весь электрод вращают вокруг его оси. При вод вращения, щеточ|ное устройство для коммутации больших токов вплоть до

25,ка и салыниковое уплотнение для подвода и ка нал изации охлажда ющей воды раоположе но анаружи печи. Электрод у1плотнен в корпусе печи с помощью специального сальникового устройства, Во втором электроде та же цель достигается по средством соленоида, питаемого от индив идуального источ ни ка. Магнитное поле соленоида перемещает элекцрическую дугу,по торцу медно го наконечника, а электрод прои это м остается неподвижным. Соленоид размещается в водяной рубашке смедного наконечника.

Общ им He+OCTBTIKOM 3TlrriX pB :I KOHCT pgiKIJ IIII электродов является низ кип термический

:к,п.д. и недостаточная с forllKOctb медных Hàêîue нников.

10 Медный водо охлаждаемый наконечник не может из условий устойчивости дуги работать в качестве катода, и поэтому его подключают к «плюсу» .силового источника пита н ия. Так как на аноде рассеивается больше энерпип, чем на катоде, то это п ри|водпт к он пжению термического к.п.д. всего процесса плав|ки по ср а в нению, iHarriprruep, с вакуумно-дуговой. Pecyipc медных,наконечн ико в по даниным фирмраз работчико в,соста вляет при плавке титаионой губенки всего лишь 40 — 100 ча с.

K другим недостаткам,рассмотренных электродов от носятся сложность и низкая надежность токо- .и водоподводоB к электроду, необходимость иметь дополнительный механизм

25 вращения электрода, дополнительные расходы на oбсл ужива ние механизма вращелия, щеточового устройства, сальниковых водоподводов и,уплотнения электрода; сложность изгото вления медийных иаконеч нико в с,весьма глу30 бок ими выл.оч ками для охлаждающей воды, 519876 ухудшение условий охлаждения наиболее теплюнаг ряжен ной, .нижней части наконеч н ика, так .как там размещен соленоид, п репятствующий свободному доступу .воды к товарцу и-.êînåniíèêà. Наиболее близким к изоб ретению по технической,сущности и достигаемому результату явл яепся нерасходуемый электрод, содержащий водоохлаждаемый корпус, устанювле нные внутрен него водоподводящие трубки, о хватывающ ие,сердечник с соленоидом, размещенные эо внутренней полости медного нако неч|ника (3).

Недостапком этого электрода является не высо кая надежность его ра боты.

В п!р едложе н ном устройстве устр а н я ется этот, недостаток, и,кроме того, достигаются воз мюж ность быстрой замены отдельных узлю в, высокий термический iê.п.д. процесса плавки, возмож ность ведения активных металлургических процессов путем подачи газов ил|и их,смесей в,зону дуги.

С этой целью.в полости,по периметру отверст ия,в торцовой части установлены плотно прилегающие друг к другу и к по верх ности нако|нечника тугоплавкне стержневые вставки из катодного материала, например, лантанироBalHHolIo вольфрама.

Предлагаемый нерасходуемый элвктрод в раз!резе изображен на чертеже.

Электрод содержит вюдоохлаждаемый корпус 1, съемяый сердечник 2, защитный кожух 3 и медные наконечники 4. Корпус 1 электрода, выполнен из,нема гнит нюго материала в виде трех ко нценпричеоки .расположен,ных проб 5, 6 и 7, в зазю|р между .которыми вода .подаепся для охлаждения теплонапряжен ных узлюв электрода. Съемный,сердечник

2 состоит,из кожуха 8, накояечника 9, соленоида 10 и централыной врубки 11. Сердечник помещается в защитный:кожух 12, что защищает его и соленоид 10 в процессе пл авки.

В медном н аконечнике 4 ра змещены встажи

13 опециалынюй конструкц!ии из туго плаьких катад|ных материалов (на п р имер, лантанироваяного или итприраваяного вольфрама и т. д.).

В qpoiIIeicce ра боты к электроду,и солено иду подводится питание от независимых источ виков тока. Расплавление металла в печи ведется .иа дуге прямой пюляр иости, для чего элек5 трод пюдключаетоя к «минусу» силового источ ни ка пита и ия. Импульсное .питание,,подвод имое к солено иду, обеспечивает перемещение дуги |по поверхности тугоплавких вставок. Работа на дупе IIpaiMoH .полярности поз10 Bол яет уменьшить теплювые потери:в Ha(Koнеч. нике элек Прода, за счет чего повышается термический к.in.д.,всего npoiueoca пла вки.

Наличие зазора между внутренней трубой ко р пуса и защ илным кожухом и о рга низация

15 горения ду пи íà по верхности туго плавкой вставки медного нако|неч ни ка позволяет подавать газ в зону, дуги для металлургической о бработки металла. Устройство манжет ра ботать,B IIIHpolKQM диапазоне .изменения давле20 ний iB печ|и от 150 — 200 мм,рт. ст. до нескольких а пмосфер.

Формула изобретения

25 Нерасходуемый элвкпрод для плавки металлов и сплавов, содержащий водоохлаждаемый кор пус:с медным яако нечн иком, установленные внутри него водоподводящ ие трубки, охватывающие сердечник с соленоидом, которые

З0 размещены во в нутренней пюлю сти нако неч|ни:ка, î т л IH ч а ю щ IH и с я ТеМ, что, с целью по вышен.и,я надежности ра боты, в указа иной,полоспи по периметру отверстия,в торцовюй части уставовлен ы плотно пр илегаю щие друг

35 к другу и к поверхности наконечника тугоплавкие стержневые вставки из катодного материала, например, лантанированного вольфрама.

40 Источники информации, принятые во внима ние при экспертизе: (1) Metals and Materials and Metallurgiical

Reviews» 1970 ir. № 12. (2) «Ьзие of Westinhouse Engineer» 1970, 45 July. (3) Патент США № 3369067 кл. 13 — 18, 1968 г.

519876

Вода

Ä5

Составитель А. Андрианова

Техред А. Камышникова Корректор А Абдряхимова

Редактор В. Левятов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1562/15 Изд. № 1475 Тираж 1029 Поди ясное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и откргятиш

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5