Установка для внепечной обработки кристаллизующегося металла

Установка для внепечной обработки кристаллизующегося металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О 11 И А Н И Е,,789592

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.12.78 (21) 2702374/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

{51) М К„з

С 21 С 7/10

В 22 0 27/02

Государственный комитет

Опубликовано 23.12.80. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 28.12.80

{ 53) УД К 621.746.

585 (088 8) по делам нзобретеннй н атнрытнй

H. С. Шелепов, Л. П. Орлов, В. М. Д убттттм - Е, Груздев, В. F. Пермитии, М. К. Трухин, В.;М. Сено цльник

В E. Ключарев. Ю. В. Соболей и А. 1. .. 1Вск)1в;.

1

I !

/ с

f t (72) Автс ры изобретения (? I ) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОИ ОБРАБОТКИ

КРИ СТАЛЛ И 3 У {ОЩЕГОСЯ М ЕТАЛЛА

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для обработки кристаллизующегося металла в изложницах или крупных формах, установленных преимущественно в вакуум-камерах или кессонах.

Известно устройство для внепечной обработки кристаллизующегося металла, со стоящее из поддона, изложницы и системы электрошлакового обогрева прибыльной части слитка (1).

Однако в связи с отсутствием вакуумирования и перемешивания„слиток имеет повышенное содержание газов и физико-химическую неоднородность как по высоте, так и по сечению.

Известно устройство для внепечной обработки кристаллизующегося металла, содержащее систему электрошлакового обогрева нерасходуемым электродом и систему электрошлаковой подпитки расходуемым электродом прибыльной части слитка (2) .

Однако в связи с отсутствием вакуумирования, перемешивания и смещения тепловой оси в процессе подпитки слитка расхо. дуемым электродом, физико-химическая неоднородность слитка не устраняется и сохраняется повышенное содержание газов.

Известно устройство для внепечной обработки жидкого металла в вакууме, содержащее кессои, вакуум-камеру, стойку с механизмом подачи верхнего расходуемого электрода, электрододержатель, ковш

1 (изложницу), в днище которого встроен нижний электрод, вокруг ковша расположен соленоид постоянного тока и дозирующее устройство для ввода шлакообразующих и легирующих элементов, установленное на крышке вакуум-камеры (3). о Недостатком устройства является то, что при электромагнитной обработке и подпитке крупных слитков (50 — 500 т), длящейся в течение десятков часов, требуется неоднократная замена расходуемого электрода, при этом процесс электромагнитной обработки и подпитки слитка прерывается, что приводит к появлению структурной неоднородности литого металла, проявляющейся в виде полосчатости.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков и повышение качества металла крупного слитка.

Поставленная цель достигается тем, что установка для внепечной обработки жидкого металла в вакууме снабжена полым

789»92

55 нерасходуемым электродом, соосным в рабочем пОложении с изложницей и электрододержателем расходуемого электрода, что позволяет обеспечить непрерывность процесса электромагнитной обработки кристаллизующегося металла при многократной замене расходуемых электродов и подвод тепловой энергии по центру слитка.

Для экономии рабочих площадей и удобства в эксплуатации, дозирующее устройство размещено на балке электрододержателя полого нерасходуемого электрода и имеет общие с ней приводы вертикального и горизонтального перемещений.

С целью сии>кения изгибающих нагрузок на стойку и балку электрододержателя нерасходуемого электрода, а, следовательно, снижения их веса, ось бункера дозирующего устройства расположена от оси поворота балки электрододержателя Н3 расстоянии О,! --0,3 расстояния от оси поворота балки до оси выходного патрубка питателя.

Кроме того, для достижения минимальной высоты установки, высота полого нерасходуемого электрода не превышает высоты прибыльной надставки.

На фиг. показано устройство внепечной обработки кристаллизующегося металла в плане; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Установка включает кессон 1, в котором установлена вакуум-камера 2 со съемной крышкой 3. Внутри вакуум-камеры находится изложница 4 с прибыльной надставкой 5 и соленоид 6. К нижней части изложницы или ее поддону 7 подсоединен нижний элект-, род 8. На равных расстояниях от кессона 1 расположены две стойки 9 с механизмами вертикального 10 и горизонтального 1! перемещений электрододержателей 2 с расходуемыми электродами 13, смонтированными на балках 14.

На одной из стоек 9 смонтированы дополнительные механизмы вертикального !О и горизонтального 11 перемещений электрододер>кателя 15 с полым нерасходуемым электродом 16, соосным в рабочем положении с изложницей 4 и расходуемым электродом 13 и внутренний диаметр которого, с цеггью максимального приближения тепловой оси к центру слитка и расходуемому электроду, не превышает l,! — 1,3 диаметра расходуемого электрода, обеспечивающего подпитку центра слитка.

Для обеспечения минимальной высоты установки, высота нерасходуемых электродов !6 не превышает высоты прибыльной надставки 5. Электрододержатель !5 нерасходуемого электрода 16 смонтирован на балке 17, которая оборудована дозирующим устройством шлака, состоящим из питателя 18, бункера 19 и выходного патрубка 20, причем бункер 19 дозирующего устройства, с целью снижения изгибающих нагрузок на стойку и балку 17, смонтирован на расстоя5

5а

25 зо

З5

4 нии от оси поворота балки, не превышающем

0,1 — 0,3 расстояния от этой оси до оси выходного патрубка питателя, который выводится в приэлектродную зону.

В промежутке между стенкой кессона 1 и наружной стенкой вакуум-камеры 2 установлены кассеты 21 с расходуемыми электродами 13, имеющими инвентарные головки 22 для захвата их в электрододержателе 12

Заливка металла в изложницу производится из заливочного устройства 23 через промежуточную емкость 24, находящуюся на крышке 3 вакуум-камеры.

Устройство работае1 следующим образом.

В подготовительный период в вакуумкамеру 2 устанавливают поддон 7, на который устанавливают изложницу 4 с прибыльной надставкой 5 и соленоидом 6. К изложницP. 4 H 1H llojlдону 7 H03K. llo >IIoT нижний электрод 8. В ячейки кассет 21 устанавливают расходуемые электроды !3, имеюгцHp инвентарные головки 22 для захвата их в электрододержателе 12. B бункер 19 дозирующего устройства засыпают флюс.

Вакуум-камеру 2 закрывают крышкой 3.

Из заливочного устройства 23 металл поступает в промежуточную емкость 24, находящуюся на крышке вакуум-камеры 3 и из нее переливается в изложницу 4. При этом происходит вакуумирование металла в струе. Металл дегазируется. После перелива металла крышку 3 отводят от вакуумкамеры 2. Механизмом 11 балку 17 с электродом 16 и дозьрующим устройством устанавливают так, что ось электрода 16 совмещается с осью изложницы. Шлак питателем дозирующего устройства 18 из бункера 19 через выходной патрубок 20 подается на зеркало металла в приэлектродную зону и частично расплавляется. На электроды 16 и 8 подают напряжения. Механизмом

10 электрод 16 погружают в шлак и расплавляют полностью его. Включают соленоид 6, магнитное поле которого, взаимодействуя. с током, проходящим через шлак-металл, вызывает перемешивание металла, что приводит к повышению физико-химической однородности кристаллизугощегося металла как по высоте, так и сечению слитка.

После стабилизации электрического режима и полного расплавления шлака на зеркале металла, механизмом ll электрододержатель 12 устанавливают над инвентарной головкой 22 одного из расходуемых электродов 13, установленных в кассетах 21.

Механизмом 10 электрододержатель 12 захватывает инвентарную головку 22 расходуемого электрода 13 и поднимает его выше верхнего уровня вакуум-камеры 2. Механизмом 11 расходуемый электрод 13 устанавливают соосно внутреннему диаметру нерасходуемого электрода 16 и механиз789592

5 мом 10 расходуемый электрод 13 через полый нерасходуемый электрод lб погружают в шлак. Одновременно с подпиткой проводят перемешивание соленоидом жидкого металла. В период расплавления одного расходуемого электрода из второй кассеты 21, 3 аналогичными механизмами горизонтального и вертикального перемещений, находящимися на второй стойке, захватывают и подводят на близкое расстояние к изложнице второй расходуемый электрод 13.

После расплавления первого расходуемого электрода 13, он выводится из изложницы 4, отводится за пределы кессона вакуум-камеры и огарок сбрасывается вь: сте с инвентарной головкой 22 в специальную тару. В это время второй расходуемый электрод механизмами горизонтального и вертикального перемещений, находящимися на второй стойке, погружают в зону расплавленного шлака. Электромагнитную обработку в процессе замены расходуемых электродов не прекращают, а сама замена электродов длится не более 2 — 3 минут.

Устройство позволяет повысить однородность крупных слитков внепечной обработки, кристаллизующихся в изложницах, обеспечивает удобство в эксплуатации при минимальных расходах рабочих плогцадей и металлоемкости чстановки.

Форму.га изобретения

1. Установка для внепечной обработки кристаллизующегося металла, содержащая кессон, вакуумную камеру с изложницей, дозирующее устройство и систему электрошлаковой подпитки, прибыльной части слитка, состоягцую из источника тока, электрододержателя, расходуемого электрода с механизмами горизонтального и вертикального перемещений, соленоида постоянного тока, установленного в верхней части излож-ницы, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества крупного слитка, она снабжена полым нерасходуемым электродом, соосно расположенным с изложницей и электрододержателем расходуемого электрода.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью экономии рабочих площадей и удобства эксплуатации, дозирующее устройство размещено на балке электрододержатсля нерасходуемого электрода и имеет обггпге с ней мехашгзмы горизонтального и вертикального перемепгений.

3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью снижения величины изгибагощих нагрузок на стойку и балку электрододержателя нерасходуемого электрода, геометрическая ось бункера дозирующего устройства расположена от геометрической оси поворота балки электрододержателя на расстоянии 0,1 — -0,3 расстояния от геометрической оси поворота балки до геометрической

Bblxo jHoro пат!гг бка гитc!Tc AH.

4. Установка по и. 1, orëèчающаяся тем, что высота полог0 H(расходуемого электрода не превышает высоты прибыльной надставки изложницы.

Источники информации, прпнягыс во внимание при экспертизе

l. !!атснт ФРГ ¹ 1812!02. кл В 22 D 27!06 !971, 2. 11атснт Японии ¹ 48-- 33497, кл. Б 22 Г) 7/10, !972.

3. Лвторское свидетельство СССР ,¹ 398638, кл. С 21 С 7/10, 1973.

78с1592

Составитель С. Дзнгоев

Редактор А. Шишкина Техред А. Бойкас Корректор Е. Папп

Заказ 9004/30 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н о1крытий

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

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