RU2374338C1 - Способ подготовки расходуемого электрода - Google Patents
Способ подготовки расходуемого электрода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374338C1 RU2374338C1 RU2008122146/02A RU2008122146A RU2374338C1 RU 2374338 C1 RU2374338 C1 RU 2374338C1 RU 2008122146/02 A RU2008122146/02 A RU 2008122146/02A RU 2008122146 A RU2008122146 A RU 2008122146A RU 2374338 C1 RU2374338 C1 RU 2374338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- consumable electrode
- melting
- heating
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области специальной электрометаллургии и может быть использовано для выплавки слитков тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов, преимущественно титановых. Способ включает нагрев и обезвоживание расходуемого электрода путем пропускания тока короткого замыкания, которое производят в вакуумной дуговой печи по замкнутой системе электрод - изложница - источник питания в процессе вакуумирования печи перед началом процесса плавки. Нагрев расходуемого электрода в процессе вакуумирования производят до температуры 150-170°С. Изобретение позволяет повысить качество выплавляемого металла и стабильность технологического процесса за счет снижения содержания влаги. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области специальной электрометаллургии и может быть использовано для выплавки слитков тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов, преимущественно титановых, применяемых в аэрокосмической технике, машиностроении, химической промышленности, медицине и других областях техники.
Наиболее распространенным технологическим способом производства титановых сплавов является вакуумный дуговой переплав (ВДП) расходуемых электродов, которые изготовляют методом прессования из титановой губки с добавлением лигатуры и титановых отходов.
Обязательным условием при производстве данных сплавов является ограничение по содержанию примесей, в частности таких, как кислород и водород. Их количество может возрасти при наличии воды в составе шихтовых материалов в процессе ее диссоциации при плавке.
Расходуемый электрод является гигроскопичным в силу пористости губки, а также из-за присутствия в губчатом титане хлористого магния. Хлористый магний, свободно сообщающийся с атмосферным воздухом, может увлажняться, образуя соли шестиводного хлористого магния, в котором вода связана на молекулярном уровне и практически полностью не удаляется наиболее распространенным способом сушки - нагревом в печах до температуры 200°с в течение 10 часов. Кроме того, вода, попадающая из воздуха и не связанная солями магния из-за гигроскопичности материала прессованного электрода, проникает в его внутренние слои и также неэффективно удаляется используемыми в сегодняшней технологии способами сушки. Необходимо также для сохранения эффекта обезвоживания регламентирование промежутка времени пребывания расходуемого электрода перед плавкой. Повышение качества и интенсивности процесса обезвоживания теоретически возможно в вакууме, но на практике требует неприемлемых больших временных и денежных затрат.
Известен электрокальцинатор для глубокой прокалки углеродистых материалов, содержащий вертикальную прокалочную камеру с разгрузочными каналами в ее нижней части, верхний и нижний электроды с соответствующими электроконтактными узлами, нижний электрод выполнен составным из углеродистых блоков, уложенных друг на друга соосно в горизонтальной плоскости в диаметральном направлении нижней части прокалочной камеры, при этом концевые части электрода помещены в угольную футеровку прокалочной камеры между разгрузочными каналами (Патент РФ №2234037, опубл. 2004.08.10, МПК F27B 14/06). Изобретение обеспечивает глубокую и равномерную прокалку углеродистых материалов и надежную работу.
Недостатком данного изобретения является наличие сложного технологического оборудования, специализированного только для прокаливаемости сыпучих материалов.
Известен способ сушки влажных сыпучих материалов, включающий нагрев материала посредством электрического тока, превращение содержащейся в материале влаги в парообразное состояние и отвод пара, при этом влажный материал приводят в контакт с электродами и включают непосредственно в электрическую цепь, а контроль за процессом сушки осуществляют по величине протекающего в цепи тока (Патент РФ №2143655, МПК F26B 3/34, опубл. 1999.12.27). Вакуумная обработка или продувка просушиваемого материала сжатым воздухом или иным газом одновременно с пропусканием электрического тока облегчает удаление паров влаги и ускоряет процесс сушки. Способ позволяет с низкими энергозатратами просушивать влажные материалы, например гранулированные или механически измельченные шлаки цветной металлургии и продукты их сепарации в водной среде.
Недостатком данного способа является то, что необходимо наличие сложного технологического оборудования, а способ может быть использован для сушки лишь тех материалов, которые являются проводниками электрического тока во влажном состоянии.
Известен способ получения восстановленных материалов из рудного сырья, включающий размещение рабочего тела в вакуумной камере, непрерывное вакуумирование рабочей полости, нагрев рабочего тела пропусканием электрического тока и удаление газообразных продуктов, выделяющихся при нагревании, из рабочей полости (Патент РФ №2096482, МПК С21В 13/00, опубл. 1997.11.20) - прототип.
Недостатком известного способа является то, что он предназначен для переработки рабочих тел, состоящих из сыпучих материалов и имеющих относительно небольшие геометрические размеры, и не может быть использован для сушки прессованного электрода, имеющего диаметр до 850 мм и высоту до 5500 мм. Для реализации способа требуется дорогостоящее технологическое оборудование и он не гарантирует от насыщения влагой электрода в промежутки времени от проведения сушки до проведения плавки.
Задача изобретения - повышение качества выплавляемого металла и стабильности технологического процесса за счет снижения содержания влаги.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является максимальное удаление влаги из расходуемого электрода непосредственно перед началом плавки за счет использования технологических возможностей имеющегося стандартного плавильного оборудования.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе подготовки электрода, включающем его нагрев путем пропускания электрического тока, обезвоживание электрода производят в вакуумной дуговой печи пропусканием тока короткого замыкания по замкнутой системе электрод - изложница - источник питания в процессе вакуумирования печи перед началом процесса плавки.
Целесообразно нагревать расходуемый электрод в процессе вакуумирования в пределах температур 150-170°С.
При пропускании тока короткого замыкания по замкнутой системе расходуемый электрод - изложница - источник питания в расходуемом электроде течет постоянный ток, в результате чего в соответствии с законом Джоуля -Ленца расходуемый электрод и водоохлаждаемый поддон изложницы нагреваются. Избыток тепла в поддоне отводится в водоохлаждаемую систему и его температура не превышает допустимых рабочих температур. В расходуемом электроде происходит равномерный нагрев по всему его объему. Интенсивность его нагрева определяется подводимой мощностью электрического тока и подбирается опытным путем, при котором температура электрода в конце процесса вакуумирования должна находиться в пределах 150-170°С. Нагрев электрода до температуры в данном диапазоне вполне достаточен для надежного удаления влаги и оптимален по расходу электроэнергии. При нагреве влага, находящаяся в электроде, испаряется. Скорость испарения в вакууме выше, чем при атмосферном давлении. Скорость диффузии также зависит от давления и температуры пара. С уменьшением давления и увеличением температуры среды коэффициент диффузии увеличивается. Это объясняется тем, что с уменьшением давления в поверхностном слое слабеют молекулярные связи и диффузия молекул в среду происходит интенсивнее.
Интенсивность испарения влаги с поверхности электрода, увеличенная за счет создания вакуума, вызывает быстрое снижение ее влажности до предела гигроскопичности. Влага из внутренних объемов перемещается к поверхности.
Изобретение поясняется чертежом, где показаны водоохлаждаемая изложница с поддоном 1, расходуемый электрод 2, вакуумная система 3, механизм подъема электрододержателя 4, электрододержатель 5, источник питания 6.
Способ реализуется следующим образом.
Электрод 1 устанавливают в водоохлаждаемую изложницу с поддоном 2, посредством механизма подъема электродержателя 4 и электрододержателя 5 обеспечивают плотный контакт между расходуемым электродом 2 и поддоном изложницы 1, включают систему охлаждения и систему вакуумирования 3. Затем подают ток короткого замыкания по замкнутой системе «расходуемый электрод - изложница - источник питания». Под действием однородного электрического тока расходуемый электрод нагревается. Температура нагрева электрода регулируется известным способом. После проведения вакуумирования далее плавка проводится в штатном режиме.
Пример конкретного выполнения. Способ был реализован на вакуумной дуговой печи с внутренним диаметром рабочей камеры 770 мм, которая используется для выплавки слитков титановых сплавов массой 8 т. Был выплавлен слиток марки ВТ 6. Вакуумирование печи с одновременной подачей тока короткого замыкания по замкнутой системе расходуемый электрод - изложница - источник питания проводилось в течение 45 минут до достижения величины остаточного давления, равного 0,1-0,3 мм рт.ст. Подавался ток короткого замыкания напряжением до 10 В и силой до 25 кА, при этом температура слитка в конце процесса вакуумирования составила 162°С. Затем процесс подачи тока короткого замыкания был прекращен, и далее плавка проводилась в штатном режиме. Качество выплавленного слитка соответствовало требованиям нормативно-технической документации.
Заявленный способ позволяет с минимальными затратами производить подготовку расходуемого электрода непосредственно перед его плавкой на штатном плавильном оборудовании и производственных площадях без дополнительных капитальных и временных затрат.
Claims (2)
1. Способ подготовки расходуемого электрода, отличающийся тем, что осуществляют нагрев и обезвоживание расходуемого электрода путем пропускания тока короткого замыкания в вакуумной дуговой печи по замкнутой системе электрод-изложница-источник питания в процессе вакуумирования печи перед началом процесса плавки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев расходуемого электрода в процессе вакуумирования производят до температуры 150-170°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122146/02A RU2374338C1 (ru) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Способ подготовки расходуемого электрода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122146/02A RU2374338C1 (ru) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Способ подготовки расходуемого электрода |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2374338C1 true RU2374338C1 (ru) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008122146/02A RU2374338C1 (ru) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Способ подготовки расходуемого электрода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2374338C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105611663A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-05-25 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种真空自耗炉用电极及其焊接方法和真空自耗熔炼补缩的方法 |
-
2008
- 2008-06-02 RU RU2008122146/02A patent/RU2374338C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105611663A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-05-25 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种真空自耗炉用电极及其焊接方法和真空自耗熔炼补缩的方法 |
CN105611663B (zh) * | 2016-03-23 | 2019-03-05 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 真空自耗炉用电极及焊接方法和真空自耗熔炼补缩的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA74941C2 (en) | A metal-thermal process for producing magnesium and vacuum induction furnace for realizing the same | |
US8009717B2 (en) | Process and equipment for the treatment of loads or residues of non-ferrous metals and their alloys | |
WO2022019172A1 (ja) | 有価金属を回収する方法 | |
JP4593109B2 (ja) | 金属を溶融させる方法及び装置 | |
JP2009108346A (ja) | アルミニウム・スクラップの精製方法及びその精製装置 | |
JP5406630B2 (ja) | 脱亜鉛装置および脱亜鉛方法 | |
RU2374338C1 (ru) | Способ подготовки расходуемого электрода | |
JP5513389B2 (ja) | シリコンの精製方法 | |
JP2001335854A (ja) | 高純度金属精製装置及び高純度金属精製方法 | |
RU2403299C1 (ru) | Способ вакуумной очистки кремния и устройство для его осуществления (варианты) | |
US4419126A (en) | Aluminum purification system | |
EP2940155B1 (en) | Apparatus and method for processing molten iron | |
Hu et al. | Deoxidization mechanism of preparation FeTi alloy using ilmenite concentrate | |
RU2465201C1 (ru) | Способ получения слитков поликристаллического кремния | |
JPH101728A (ja) | 酸化錫の還元処理方法及び装置 | |
US7753986B2 (en) | Titanium processing with electric induction energy | |
CA2358070C (en) | Carbothermic aluminium production using scrap aluminium as coolant | |
EP2319946A1 (en) | Dezincing apparatus and dezincing method | |
RU2381990C1 (ru) | Способ вакуумной очистки кремния | |
KR20100077885A (ko) | 고순도 망간 제조방법 및 장치 | |
RU2509160C2 (ru) | Способ производства ферросилиция | |
US20110042371A1 (en) | Dezincing Apparatus and Dezincing Method | |
RU2137857C1 (ru) | Способ получения чистого ниобия | |
RU2645138C1 (ru) | Способ очистки металлургического кремния | |
US7815882B2 (en) | Method and apparatus for refining boron-containing silicon using an electron beam |