Способ электрошлаковой отливки слитков

Способ электрошлаковой отливки слитков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнепистических

Респубпик (И) 341323 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 110671(21) 1668406/22-02 с присоединением заявки Ph— (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.1177.6юллетеНЬ рА 43 (45) Дата опубликования описания м.1177 (Щ Я. КЛ.

С 21 С- 5/56

ГВЦДЙРВТВФЗЗММ %6ВВТФТ

61зата МНИЕТРЕВ 666Р ав авлав азвбретаии1 е иприт)е (83) У,П,@

621.365.3(088,8) (72) Авторы изобретения

Б, Е. Патон, Д. A. Дудко, К. К. Прохоренко, Ю. В. Латаш, Л. Г,Пузрин, A E.Âîðîíèí, Е.С.Бондаренко, А.Б.Верник, Л.A.Êàìåíñêèé, A.Á.Ìîñòîâoé, В.В.Головченко, A.Â.Äåìèäîâ, Е.Т.Долбенко, С.М.Филиппов и B.Ñ.Äóá (71) ЗаяпитЕЛЬ Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. E.Î.Ïàòîíà (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ОТЛИВКИ СЛИТКОВ

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии.

Известны способы электрошлаковой отливки слитков, при которых в охлаждаемой.изложнице наводят ванну расплавленного шлака, заливая в нее шлак, заранее расплавле :ный в отдельной печи, или расплавляя в самой изложнице твердый шлак или смесь его компонентов нерасходуемыми, в частности, графитовыми электродами. Далее погружают в шлаковую ванну нерасходуемые (обычно графитовые) электроды и пропускают электрический ток, т.е. обеспечивают нагрев шлаковой ванны за счет электрошлакового процесса. Всю изложницу непрерывно заполняют жидким металлом (сталью).

По мере заполнения изложницы металпом и подъема в ней уровня металла и шлака продолжают электрошлаковый подогрев шлаковой ванны и, наконец, после заливки металла производят электрошлаковый обогрев головной части затвердевающего слитка.

При этих способах обеспечивается рафинирование жидкого металла от серы и окисных неметаллических включений, улучшается поверхность слитка.

Однако в связи с невозможностью непрерывной подачи в изложницу жидкого металла с весьма малыми скоро" стяжки, соизмеримыми со скоростями его кристаллизации (как это обеспе5 чивается при электрошлаковом переплаве расходуемых электродов), иапслпнение изложницы »идким металлом ведется со сравнительно большими скоростями, принятыми при обычной

10 Разливке стали. Поэтому кристаллизация основной массы залитого в изложницу металла начинается и протекает уже после наполнения изложницы в слитке развиваются дефекты ликвационного и усадочного происхождения (осевая пористость и другие), а достигаева электрошлаковым подогревом шлаковой ванны эффект сводится лишь к уплотнению головной части слитка.

Цель изобретения — создание такого способа электрошлаковой отливки, при котором обеспечивается высокая физическая и химическая однородность не только головной части, но и всего слитка в целсм.

Это достигается тем, что жидкий металл в изложницу подают периодически отдельными порциями, причем масса каждой порции составляет 5-25% конечной массы отливаемсго слитка.

341323

Изложнице придают возвратно-вращательное движение с углом поворота

30-12д . Заливка металла такими порь циями в сочетании с электрошлаковым подогревом зеркала металлической ванны обеспечивает вертикально направленное эатверденание слитка.

Периодичность подачи жидкого мегалла в изложницу достигается либо за счет того, что из одной сталеплавильной, печи (индукционной или электрсдугоной), имеющей емкость, соответствующую конечной массе отлинаемого слитка, слив планки ведется многократно отдельными порциями, либо за счет того, что заливка металла ведется иэ одной или нескольких печей (индукционных или электродуговых), емкость каждой из которых меньше конечной массы отливаемого слитка и соответствует массе одной заливаемой порции металла.

В первом случае по мере слива плавки иэ печи поддержинается необходимая температура остающегося н печи металла и, возможно, производится

25 корректировка его химсостава (из-за возможности некоторого угара легирующих элементов). Во втором случае для обеспечения однородности химсостава отливаемого слитка обеспечивается 30 минимальная разница в химсоставе планок, получаемых в одной или нескольких печах, за счет стандартизации шихты и технологии плавки. Предпочтителен второй вариант, так как он поз- 36 воляет, имея печь (или печи) сравнительно небольшой емкости, получать слитки практически неограниченной массы.

В период между подачами н изложни- 40 цу порций жидкого металла могут образоваться вблизи зеркала металлической ванны на внутренней охлаждаемой стенке изложницы настыли шлака, приводящие к появлению пережимов на 45 слитке. Для устранения этого явления наряду с обеспечением подвода достаточно большой электрической мощности к шлаковой ванне, оптимального заглубления в нее электродов и оптималь-(N ной ее глубины предлагается применять несколько электродов и располагать их по периметру изложницы вблизи ее внутренней стенки. Это не только предупреждает образование пережимон на слитке, но и способствует уменьшению глубины металлической ванны н осевой части слитка, т.е ° обеспечению вертикально направленной его кристаллизации.

Наиболее вероятно появление настылей шлака на стенке изложницы н местах, удаленных от электродов, т.е. между ними. Для полного устранения возможности появления настылей в этих местах наряду с применением несколь- Й ких электродов, и соответственно, с уменьшением расстояний между электродами предлагается придавать изложнице с отливаемгм в ней слитком возвратно-нращатедьНое движение.

Для получения предлагаемы способом крупных кузнечных слитков целесообразно питать электроды трехфаэным током проьыаленной частоты и погружать в шлаковую ванну электроды числом, кратным трем.

Ниже дан пример кузнечного слитка вессм 190 т, диаметром около 2500 мм и высотой 5000 мм, полученного предлагаемым способом электрошлаконой отливки.

Водоохлаждаемая изложница с внутренним диаметром 2500 мм устанавливается на нодоохлаждаемый поддон, на который заранее уложена затравочная шайба иэ стали, близкой по химсоставу к отливаемому слитку В изложницу вводят шесть графитовых электродов диаметром, например, 200-400 мм до соприкосновения их нижних концов с затравкой. При этом электроды располагаются ранномернс по периферии поперечного сечения изложиицы на расстояниях от ее стенки, равных, например, 100-300 мм, В изложницу засыпают шлак того или иного состава, обладающий высокой рафинирующей способностью или смесь шихтовых компонентов такого шлака. На каждую пару электродов подают напряжение величиной, например, 50-90 В от одного трехфазного или трех однофазных трансформаторон и расплавляют шлак. При этом в изложнице образуется слой жидкого шлака (шлаконая ванна), и начинается электрошлаковый процесс подогрева этой ванны. Далее в изложницу заливают перную порцию стали весом, например, 10 т, заранее выплавленной в сталеплавильной печи, например н десятитонной злектродуговой печи. При этом в изложнице образуется слой металла, толщиной около 250 мм (0,1 диаметра слитка) . Перемещая электроды по высоте, поддерживают величину тока в пределах 10-20 тыс. A н каждом из электродов. Через 4-5 ч (время, необходимое для получения следующей плавки в электродуговой печи) в изложницу вновь заливают порцию металла (около 10 т) . Эту операцию повторяют (19-20 раэ) до получения заданного веса слитка (190 ©т) .

После заливки последней порции металла мощность тока постепенно снижают, н электроды смещают к оси изложницы для обеспечения постепенного затнерденания металлической ванны без образования усадочной раковины, 341323

Формула изобретения

Составитель Р.Зельцер

Редактор А.Купрякова Техред И.Андрейчук Корректор М.Лемчик

Заказ 4424/2 Тирам 69 3 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал tttlll Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 ° Способ электрошлаковой отливки слитков, заключающийся в наведении шлаковой ванны в изложнице, перегреве ее и заливке в изложницу металла, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитка, жидкий металл заливают порциями, вес которыя составляет 5-25% от веса слит-1

10 ка.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что изложнице придают возвратно-Вращательное движение с углом вращения 30-120

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью предотвращения образования в головной части слитка услцочной раковины, после заливки в изл жницу последней порции металла источник нагрева перемещают к оси изложницы.