Способ управления формированием слитка в переплавной установке

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ1:ЛЬСТВУ (11) 597723 (61)Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 27.12,76(21) 2435120/22-02 с присоединением эаявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.03.785юллетень № 10 (45) Дата опубликования описания 15.03.78 (51) М. Кл.

С 21 С 5/56

Гасударственный намнтвт

Ваввтв Мнннстрав MI,P аа делам нзааретеннч и атнрытий (53) УДК 669,187.012. .7 (088.8) (72) Авторы В. Н. Готин> В. А. Бояршинов, А. А. Дедюкин, Г. А. Хасин, E. Б. Качанов, изобретения Н. Ф; Хлыстов, Ю. В. Погуляев, Л. Н. Николаев, Н. К. Житков, B. А. Калицев, В. А. Дятлов и Д.H. Баранов (71)Заявитель центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И, П. Бардина (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ СЛИТКА

В ПЕРЕПЛАВНОЙ УСТАНОВКЕ

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, а именно к производству слитков в переплавных установках, например в вакуумных дуговых, электрошлаковых, электронно-лучевых, плазме но-gyroвых печах.

Известен способ управления процессом охлаждения металла при вакуумном дуговом переплаве, при котором для улучшения качества слитка и повышения производительности плавильных печей увеличивают интенсивность охлаждения слитка путем подачи газа, обладаюшего высокой теплопроводностью, например гелия, в усадочный зазор между слитком и стенкой водоохлаждаемого 15 кристаллизатора. Давление охлаждающего газа поддерживают в интервале 10-80 мм рт. ст. (1).

Известен также способ изготовления ме таллических слитков, включающий подачу охлаждающего газа в зазор между слитком и водоохлаждаемым кристаллизатором и поддержание давления в зазоре на таком уровне, чтобы газ не прорывал слой расплавленного металла в кристаллиэаторе, 2

Давление газа в зазоре поддерживают постоянным за все время формирования слит ка с момента образования усадочнаго зазора (2f.

Недостатком известных способов является неоднородность кристаллической структуры по высоте слитка, так как нижняя часть слитка охлаждается более интенсивно за счет увеличения теплопередачи от слитка к кристаплизатору через зазор, заполненный гелием, и за счет охлаждающего действия поддона. Кроме того, поскольку газ подает» ся в печь в течение всей плавки, его расход сравнительно велик и равен 0,4-0,6 м3/ч на каждую тонну слитков, Бель изобретения - повышение однородности кристаллической структуры слитка и уменьшение расхода охлаждающего газа, Это достигается тем, что охлаждающий гаэ подают в зазор между слитком и кристаллизатором после наплавления части слитка высотой 0,5-1,5 его диаметра, причем в течение 3-30 мин давление охлаждающего газа плавно увеличивают до рабочего значения.

597723 ираж 716 Подписное

Филиал ППП «Патент«, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В предложенном способе сочетание приемов: подача охлаждаюшего газа в зазор цосле наплавления некией части слитка высотой 0;5-1,5 его диаметра (высота, на которую распространяетс я охлаждающее

5 действие поддона) и плавное повЪ1шение давления в зазоре до рабочего значения в течение 3-30 мин, сЬздвет более равномер,ное охлаждение слитка по мере его формирования в кристаллизвторе и, как следствие,щ повышение однородности кристаллической структуры слитков.

Результаты промышленного опробования предлагаемого способа показывают, что наилучшие условия охлаждения слитке., например, в вакуумной дуговой печи достиг ются прн давлении гелия в зазоре не менее 100-120 мм рт. ст. В кристаллизвторах с гладкой внутренней поверхностью давленче охлаждающего газа в зазоре поддержи- 20 вают на уровне не более 80 мм рт. ст, При большем давлении газ проходит в ванну жидкого металла, вызывая ее кипение" и нарушение стабильности технологического режима переплава.

Повышение давления охлаждающего газа в зазоре между слитком и стенкой кристаллиэвтора до 80-140 мм рт. ст, наблюдается при применении криствллизвторав, имеющих поперечную нарезку нв внутренней 38 поверхности. Поперечная нарезка выполняет роль своеобразного лабиринтавого уплотнения, задерживающего газ в зазоре, и препятствует прохождению газа в ванну жидко. го мета ив. 35

П р и м, е р 1. Проводят опытные плавки сплавов на никелевой основе в вакуумных дуговых печах ДСВ-3,2 и QCB-6Ä3 с кристаллизаторами диаметром 320 я 400 мм

40 соответственно. Скорость наплавления слитков на 35-40% больше, чем по действующей технологии (3,7 кг/мин против

2,9 кг/мин для слитков диаметром 400 мм и 3,3 кг/мин против 2,1 кг/мин для слит35 ков диаметром 320 мм). Через 1„»-2 ч после начала плавки, чтс соответствует наплавлению слоя металла высотой 0,5-1„5 диаметра слитка, в зазор между слитком и кристаллизатором подают гелий, давление

50 которого плавно увеличивают в течение

3 мин для слитков диаметром 400 мм до

10-80 мм рт, ст. в зависимости от марки сплава и силы тока дуги (скорости наплавленни слитка ), Значительно большее время переходно1 » процесса при вакуумном дугоьом переплаве сплавов на никелевой основ в кристаллизаторе диаметром 400 мм обусловлено;:-г-обходимостью подавления ликввциоь - ых деф:::.топ,, вероятность образования которы;- уве11ичивается с увеличением диаметра -.литка.

В"с вь.плавленные слитки имеют плотную, однородную, бездефектную структуру.

В контрольных слитках, выплавленных без охлаждения гелием, при той же скорости наплавления наблюдаются многочисленные дефекты типа «Внеосевая ., ликвация".

П р и ж e p 2. Проводят опытные плавки нв никелевои основе в печи ДСВ-3,2 с кристаллизвтором диаметром 320 мм, имеющим поперечную нарезку (глубиной 0,5-1 мм с шагом 1 мм) на внутренней поверхно1:ти.

Переплав осуществляют при повышенной силе тока дуги 4,5 и 5,0 кА против 3,6 кА по действуюшей технологии. давление гелия в зазоре между слитком и кристаллизатороу увеличивают в процессе плавки до 80100 мм рт. ст. при токе дуги 4,5 кА и до

140 мм рт, ст. при токе 5,0 кА.

Все выплавленные слитки имеют бездефектную структуру значительно более плотную, чем слитки, выплавленные при меньшем давлении гелия (53 мм рт. ст.} в кристаллизаторах, не имеющих поперечной нарезки на внутренней поверхности.

Формула изобретения

Способ управления формированием слитка в переплавной установке, включающий подачу охлаждающего газа в зазор между слитком и кристаллиэатором, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения однородности кристаллической структуры слитка и уменьшения расхода охлаждающего газа, охлаждающий газ подают в зазор меж» ду слитком и кристаллизатором после наплавления части слитка высотой 0Ä5-1,5 его диаметра, причем в течение 3-30 мин давление охлаждающего газа плавно увеличивают до рабочего значения.

Источники информации, принятые во вни мание при акспертнзе:

1. Патент США % 3353585, кл. 164124, 1965.

2. Патент США Nv 3344840, кл. 164122, 1966.