Патент на изобретение №2171854
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА
(57) Реферат: Изобретение относится к специальной электрометаллургии, точнее к электрошлаковому литью, и может быть использовано для получения литых деталей преимущественно из компактных отходов меди и (или) ее сплавов. Способ включает электрошлаковый переплав расходуемого электрода и формирование слитка в неподвижный водоохлаждаемый кристаллизатор в виде усеченного конуса, причем диаметр верхнего основания составляет 0,85-0,98 диаметра нижнего основания, а высота кристаллизатора составляет 3-7 диаметров нижнего основания. В процессе переплава зазор между стенками кристаллизатора по всему его периметру и расходуемым электродом поддерживают не менее 15 мм. Способ позволяет повысить стабильность процесса электрошлакового переплава и качество слитка, получаемого электрошлаковым переплавом электрода, изготовленного из компактных отходов преимущественно меди и(или) ее сплавов. 6 з.п. ф-лы. Изобретение относится к специальной электрометаллургии, точнее к электрошлаковому литью, и может быть использовано для получения литых деталей, преимущественно из компактных отходов меди и вышедших из строя деталей оборудования, выполненных из меди и (или) ее сплавов. Известен способ получения слитка, по которому производят электрошлаковый переплав расходуемого электрода и расплав формируют в виде слитка в неподвижный охлаждаемый кристаллизатор [1]. Недостатком известного технического решения является низкое качество слитка и низкая стабильность электрошлакового процесса. Наиболее близким к заявляемому является способ получения слитка, включающий электрошлаковый переплав расходуемого электрода и формирование слитка в неподвижном охлаждаемом кристаллизаторе, у которого диаметр верхнего основания меньше диаметра нижнего основания [2]. Недостатком известного технического решения является низкая стабильность процесса электрошлакового переплава и низкое качество слитка при использовании электрода, изготовленного из компактных отходов, преимущественно меди и ее сплавов. Техническая задача изобретения – повышение стабильности процесса электрошлакового переплава и повышение качества слитка, получаемого электрошлаковым переплавом электрода, изготовленного из компактных отходов, преимущественно меди и (или) ее сплавов. Решение поставленной технической задачи достигается тем, что берут одинарный или расщепленный электрод и электрошлаковым переплавом формируют слиток в неподвижный охлаждаемый кристаллизатор, который выполнен в виде усеченного конуса, причем диаметр верхнего основания кристаллизатора составляет 0,85-0,98 диаметра нижнего основания, а высота 3-7 диаметров нижнего основания. В процессе переплава зазор между стенками кристаллизатора по всему его периметру и расходуемым электродам поддерживают равным не менее 15 мм. Наиболее оптимальные свойства слитка получаются при изготовлении электродов из компактных отходов меди и (или) ее сплавов (обрезки заготовок, проката и другие виды компактных деталей) и (или) вышедших из строя деталей оборудования, выполненных из меди и ее сплавов. Электроды или заготовки для изготовления электродов выдерживают при температуре 400-600oC в течение 0,5-3,0 ч. Для облегчения возбуждения электрошлакового процесса используют пакеты из стружки того же состава, что и расходуемый электрод, размер пакета: диаметр 70-160 мм, высота 60-120 мм. Известно, что электрошлаковый переплав резко повышает качество литого металла (повышаются механические характеристики, уменьшается количество вредных примесей, неметаллических включений и т.д.), поэтому часто для получения качественной заготовки используют двухстадийный процесс: изготавливают обычным литьем расходуемые электроды, которые затем переплавляют электрошлаковым способом для получения качественной отливки. В настоящее время компактные отходы (обрезки заготовок, проката, поковок, вышедшие из строя детали оборудования) перерабатывают также по указанному выше двухстадийному процессу. Попытки использовать стандартную технологию для электрошлакового переплава компактных отходов приводят к нестабильности процесса переплава и снижению качества отливки. Это связано с тем, что часто отходы производства (различные обрезки плит и др.) имеют малую площадь поперечного сечения и достаточно большую длину, поэтому для ведения процесса плавки их набирают в пакеты, т. е. готовят расщепленный электрод. От воздействия температуры шлаковой ванны и отходящих газов отдельные тонкие части электрода могут деформироваться и касаться стенок кристаллизатора, что нарушает стабильность электрошлакового процесса. Для предотвращения нарушения стабильности переплава зазор между стенками кристаллизатора по всему его периметру и расходуемым электродом поддерживают не менее 15 мм. Указанный зазор устанавливают в верхней части кристаллизатора (наиболее узком месте). После переплава расходуемого электрода слиток формируют в неподвижный охлаждаемый кристаллизатор в виде усеченного конуса, у которого диаметр верхнего основания составляет 0,85-0,98 диаметра нижнего основания, а высота кристаллизатора составляет 3-7 диаметров нижнего основания. Установленное соотношение размеров оснований и высоты кристаллизатора, а также его формы обеспечивает увеличение зазора между электродом и стенками вблизи нижнего основания кристаллизатора, что повышает технологичность ведения плавки (уменьшает вероятность замыкания электрода на стенки кристаллизатора), а также повышает качество литого металла за счет равномерного охлаждения слитка. Конусная форма кристаллизатора с заданным соотношением размеров обеспечивает легкое удаление слитка после окончания переплава. Заявляемый способ в наибольшей степени приемлем для утилизации компактных отходов меди и (или) ее сплавов – это обрезки, получаемые при изготовлении новых деталей, а также сами детали, уже вышедшие из строя. Детали оборудования, предназначенные для электрошлакового переплава, часто имеют отверстия, пазы и другие неровности поверхности, где может скапливаться влага, а также остатки смазки, которая использовалась для данного оборудования. Загрязнения на электродах ухудшают качество слитка. Для выжигания смазки и удаления влаги электроды или заготовки электродов прокаливают при 400 – 600oC в течение 0,5-3,0 ч. Нижний уровень температуры и малое время рекомендуют для удаления влаги и небольших загрязнений жидкой смазкой, верхний уровень температуры и более длительное время необходимо для выжигания большого количества густой смазки из глубоких отверстий. Для облегчения возбуждения электрошлакового процесса используют пакеты из стружки того же состава, что и расходуемый электрод. Размер пакета: диаметр 70-160 мм, высота 60-120 мм. Указанные размеры обеспечивают быстрое возбуждение электрошлакового процесса и расплавление всего пакета стружки. Пример реализации способа. Для изготовления расходуемых электродов используют вышедшие из строя плиты кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок. Материал плит – медь М1. Плиты режутся на бруски сечением 90 х 90 мм, длина не регламентируется (на всю высоту кристаллизатора). Плиты имеют технологические отверстия для охлаждения кристаллизатора, а также имеются места, где наносилась смазка. Порезанные заготовки прокаливают при 500oC в течение 1 ч. После прокалки заготовки сваривают между собой для получения заданной длины расходуемого электрода. Режимы сварки обычные для меди. На тележку с поддоном устанавливают неподвижный водоохлаждаемый кристаллизатор в виде усеченного конуса. Диаметр нижнего основания – 210 мм, диаметр верхнего основания – 200 мм, высота 1200 мм. На середину поддона устанавливается пакет из прокаленной медной стружки (марки М1) диаметром 100 мм и высотой 90 мм. С помощью крана расходуемый электрод вводится в кристаллизатор до контакта с пакетом стружки. При этом в верхней части кристаллизатора ( ![]() 1. Медовар Б.И., Латаш Ю.В. Электрошлаковый переплав. Киев: Наукова думка, 1965, с. 19-21. 2. Медовар Б.И. и др. Электрошлаковые печи. Киев: Наукова думка, 1976, с. 88-90, рис. 84(6). Формула изобретения
|
||||||||||||||||||||||||||