Витратний електрод для електрошлакової переплавки

Витратний електрод для електрошлакової переплавки, який складається зі злитка круглого перерізу і жорстко з'єднаної з ним інвентарної головки, який відрізняється тим, що злиток електрода має змінний по довжині переріз з максимальним діаметром у середній частині і поступовим зменшенням діаметра до кінців злитка, при цьому діаметр злитка на кожному його кінці на 5-60 % менший від його діаметра в середній частині. (19) (21) u200709434 (22) 20.08.2007 (24) 10.12.2007 (72) ДАВИДЧЕНКО СТАНІСЛАВ ВОЛОДИМИРОВИЧ, U A, ШИБІСТИЙ СЕРГІЙ БОРИСОВИЧ, UA, ПАНЧЕНКО ОЛЕКС АНДР ІВАНОВИЧ, UA, ЛОГОЗИНСЬКИЙ ІГОР МИКОЛАЙОВИЧ, UA, С АЛЬНІКОВ АН АТОЛІЙ СЕМЕНОВИЧ, UA, ЗИКОВ ІГОР ЮРІЙОВИЧ, U A, ХРАМКО АН АТОЛІЙ ДМИТРОВИЧ, U A, КОС АРЄВ АНДРІЙ ВАЛЕРІЙОВИЧ, UA, ПОПОВ ВЕНІАМІН СТЕПАНОВИЧ, UA, БІЛОНИК ІГОР МЕТОДІЙОВИЧ, U A 3 28529 геометрична форма електрода і взаємозв'язок його параметрів створює можливість регулювання об'єму і форми металевої ванни при переплаві електрода, що витрачається, поліпшує умови кристалізації, що забезпечить поліпшення якості одержуваного злитка і підвищення економічності процесу електрошлакового переплаву. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому електроді, що витрачається, для електрошлакового переплаву, який складає зі злитка круглого перерізу і жорстко з'єднаної з ним інвентарної голівки, новим, відповідно до технічного рішення, є те, що злиток електрода має перемінний по довжині переріз з максимальним діаметром у середній частині і поступовим зменшенням діаметра до кінців злитка, при цьому діаметр злитка на кожному його кінці на 5-60% менше його діаметра в середній частині. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак пристрою і технічним результатом, що досягається, полягає в тому, що сукупність ознак, що заявляється, а саме: - виконання злитка електрода з перерізом, перемінним по довжині, з максимальним діаметром у середній частині і з поступовим зменшенням діаметра до кінців злитка; - а також виконання злитка з діаметром на кожнім його кінці, меншим на 5-60% за діаметр в середній його частині в сукупності з відомими ознаками забезпечує в результаті електрошлакового переплаву електрода, що витрачається, одержання злитка поліпшеної якості при одночасному підвищенні економічності процесу електрошлакового переплаву. Це пояснюється таким чином. Виконання електрода, що витрачається, злиток якого має перемінний по довжині переріз і діаметр в донній частини на 5-60% менше його діаметра в середній частині, дозволяє здійснити швидке наведення шлакової ванни і розплавлювання нижньої частини злитка електрода в процесі електрошлакового переплаву. Це сприяє швидкому утворенню конуса на кінці електрода і забезпечує одержання мінімальної глибини металевої ванни в початковий період процесу електрошлакового переплаву, що дозволить поліпшити якість одержуваного злитка в донній його частини і, тим самим, зменшити донну обрізь. Заявлений електрод, що витрачається, діаметр злитка якого в середній частині більше діаметрів на його кінцевих ділянках, у процесі електрошлакового переплаву дозволяє внаслідок поступового збільшення діаметра збільшити площу поперечного перерізу злитка електрода. При цьому кут при вершині конуса злитка електрода збільшується і створюються умови для збільшення кількості крапель металу. Внаслідок поступового збільшення площі контакту металу електрода зі шлаком підвищується ефективність процесу рафінування. Більш плоскою стає і металева ванна, що забезпечує поліпшені умови кристалізації металу, в результаті чого поліпшується якість середньої частини одержуваного злитка електрошлакового 4 переплаву. Крім того, при збільшенні діаметра злитка електрода знижується щільність струму на ділянці «електрод-піддон», що дозволяє знизити витрату електроенергії при електрошлаковому переплаві. Плавлення злитка електрода, кінцева частина якого з'єднана з інвентарною голівкою і має діаметр на 5-60% менше діаметра в його середній частині, наприкінці плавки дозволяє зменшити величину заглиблення електрода в шлаковій ванні і, тим самим, зменшити глибину металевої ванни, плавно знизити швидкість наплавлення і закінчити плавку при меншій швидкості наплавлення і з меншим об'ємом металевої ванни у порівнянні з плавленням електрода з постійним діаметром. В результаті поліпшується розподіл теплового потоку в об'ємі шлакової і металевої ванни, поліпшуються умови кристалізації, знижується глибина усадочної лунки, що дозволяє зменшити величину головної обрізі і знизити витрату електроенергії при електрошлаковому переплаві. Форма і співвідношення параметрів заявленого електрода, що витрачається, для електрошлакового переплаву встановлені експериментально і є оптимальними для процесу електрошлакового переплаву. При цьому, якщо діаметр кінцевих ділянок електрода, що витрачається, буде відрізнятися від діаметра його середньої частини в межах, що ви ходять за заявлені, то це не дозволить досягти необхідного технічного результату, а при значному зменшенні діаметра ділянки злитка, з'єднаного з інвентарною голівкою, може відбутися збільшення щільності струму електрода і щільності струму в зоні з'єднання злитка електрода з інвентарною голівкою, що приведе до збільшення робочого струму плавки, збільшення об'єму металевої ванни на кінцевому етапі плавки, а також до погіршення якості головної частини одержуваного злитка, і може привести до проблем, пов'язаним із закріпленням і втриманням злитка в процесі електрошлакового переплаву. Таким чином, використання заявленого електрода, що витрачається, забезпечує одержання злитка електрошлакового переплаву поліпшеної якості, а також забезпечує зниження витрати електроенергії в процесі електрошлакового переплаву. Для одержання злитка електрода, що витрачається, сталь або сплав розливають у виливницю визначеної форми, внутрішня поверхня якої відповідає розмірам і формі злитка. Для виготовлення злитка використовують різні марки стали, наприклад Х12, Х12МФ, Х12В, 40 X13, 4Х5МФ (1) С та інші. Інвентарну голівку виготовляють з вуглецевої низько легованої сталі. Інвентарну голівку жорстко з'єднують зі злитком будь-яким відомим способом або, наприклад, розміщають у торці виливниці перед тим, як у виливницю розливають сталь, з якої одержують злиток, у результаті чого злиток і інвентарна голівка сплавляються. На ВАТ "Електрометалургійний завод "Дніпроспецсталь" ім. А.М. Кузьміна" була виготовлена серія заявлених електродів, що 5 28529 витрачаються, які були переплавлені шляхом електрошлакового переплаву в печах ОКБ-1065 і ОКБ-905. Були отримані злитки для електродів, що витрачаються, з такими параметрами: 1. Вага - 6,5т; Длина - 4м; Діаметр донної частини - 300мм; Діаметр середньої частини - 560мм; Діаметр головної частини - 520мм. 2. Вага - 4,4т; Длина - 4,5м; Діаметр донної частини - 300мм; Діаметр середньої частини - 430мм; Діаметр головної частини - 390мм. 3. Вага - 2,3т; Длина - 5,2м; Діаметр донної частини - 200мм; Діаметр середньої частини - 300мм; Діаметр головної частини - 280мм. Дослідно-промислові випробування показали, що використання заявлених електродів, що витрачаються, дозволяє знизити питому витрата електроенергії при електрошлаковому переплаві на 2-15% і знизити головну і донну обрізь одержаних електрошлакових злитків - на 5-25%. Промислова придатність пристрою, що заявляється, підтверджується можливістю виготовлення електрода, що витрачається, для електрошлакового переплаву з відомих матеріалів за допомогою відомих те хнологій. Таким чином, використання заявленого електрода, що витрачається, для електрошлакового переплаву дозволяє поліпшити якість одержуваного електрошлакового злитка і знизити витрату електроенергії на процес електрошлакового переплаву. 6