Спосіб безперервного розливу титану і його сплавів у камері

1. Спосіб безперервного розливу титан у і його сплавів у камері, що включає плавлення титанової шихти, накопичення розплаву у проміжній ємності, злив розплаву у кристалізатор і витягування титанової заготовки з кристалізатора, який відрізняє ться тим, що для рафінування і модифікування розплаву і обігріву заготовки злив розплаву здійснюють на шлакову ванну, яку ство рюють і підтримують у рідкому стані у струмовідвідному кристалізаторі, причому плавлення титанової шихти і злив розплаву ведуть в інертному середовищі. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на шлакову ванну одночасно зі зливом розплаву вводять металевий адсорбент, що містить кальцій. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на шлакову ванну одночасно зі зливом розплаву вводять металевий адсорбент, що містить магній. (19) (21) 98115858 (22) 03.11.1998 (24) 17.12.2001 (46) 17.12.2001, Бюл. № 11, 2001 р. (72) Патон Борис Євгенович, Медовар Борис Ізраїльович, Медовар Лев Борисович, Федоровський Борис Борисович, Ланцман Ізраїль Абович, Цикуленко Анатолій Костянтинович, Ус Василь Іванович, Шевченко Віталій Юхимович, Цикуленко Костянтин Анатолійович, Саєнко Володимир Якович, Чернець Олександр Владиславович, Богаченко Олексій Георгійович, Григоренко Юрій Михайлович, Помарін Юрій Михайлович (73) ЗАКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ЕЛМЕТ-РОЛ-ГРУПА МЕДОВАРА" (56) Мусатов M.I., Мі ляєва Т.Н., Фі лющенко H.I. Плавка титанових сп лавів. /Аналітичний огляд по вітчизняним і зарубіжним джерелам - ООНТІ ВІЛС, 1976. -с. 48. 31837 перервної розливки титану і йо го сплавів за допомогою технологічних заходів, що забезпечують рафін ування і модифі кування металу, а також одержання бездефектної поверхні заготовки, що не вимагає обдирання при подальши х переробленнях, без застосування вакуумної системи, схильної до забруднення хлорідами. Поставлена задача ви рішена тим, що у запропонованому способі безперервної розливки титану і його сплавів у камері, який включає плавлення титанової шихти, накопичення розплаву у проміжній ємкості, злив розплаву у кристалізатор і витягування титанової заготовки з кристалізатора, згідно винаходу, для рафінування і модифікування розплаву і обігріву заготовки злив розплаву здійснюють на шлакову ванну, яку ство рюють і підтримують у рідкому стані у струмопідвідному каталізаторі, причому плавлення титанової ши хти і злив розплави ве дуть у інертній атмосфері. При такому рішенні камера заповнена інертним газом, наприклад аргоном, а шихта у проміжній ємності плавиться плазмово-дуговим або індукційно-шлаковим способом. Використання інертного га зового середовища ви сокої чисто ти без домішків кисню, азоту і водню забезпечує надійний захист плавильного простору від повітряної атмосфе ри без застосування вакууму. Можливе забруднення рідкого металу продуктами конденсації і ерозії нейтрализується подальшим рафінуванням його при взаємодії з шлаковою ванною у кристалізаторі при здійсненні в ньому електрошлакового процесу з одночасною кристалізацією металу і витягуванням заготовки з кристалізатора. При цьому здійснюється електрошлаковий обігрів заготовки, знижуючий температур ний градієнт на фронті кристалізації, а між стінками кристалізатора і заготовки створюється шлаковий гарнисаж, який є своєрідним масти лом і сприяє легкому переміщенню заготовки відносно кристалізатора. В результаті запобігається створення тріщин-надривів на поверхні заготовки, яку витягують з кристалізатора. Високотемпературна взаємодія рідкого металу з шлаком сприяє модифікуванню металу. Переважно на шлакову ванну одночасно з зливом розплаву вво дити металевий адсорбент, який містить кальцій або магній. У цьому випадку забезпечується адсорбування з металу шкідливи х газів, з якими адсорбент створює міцні сполуки, що ви далюються у шлак. Технічна суть і принцип дії винаходу пояснюються на прикладах ви конання з посиланням на малюнок, що додається. На фігурі схематично показано процес безперервної розливки титану у камері, що заповнена інертним газом, у якому згідно винаходу здійснюють плавлення некомпактної титанової шихти (губка, відхо ди) плазмово-дуговим способом у проміжній ємності, злив розплавленого металу у струмопідвідний кристалізатор електрошлакового переплавлення, рафінування, модифікування і обігрів у цьому кристалізаторі рідкого металу, формування у цьому кристалізаторі заготовки і витягування цієї заготовки з кристалізатора. Спосіб, що пропонується, здійснюють таким чином. В камері 1, яку заповнено аргоном високої чистоти, за допомогою плазмотронів 2 у стру мопідвідному кристалізаторі 3 наводять шлакову ванну 4 і підтримують в ньому електрошлаковий процес за допомогою джерела змінного струму промислової частоти 5. В проміжну ємкість 6 подають з живника шихти 7 титанову ши хту 8 і за допомогою плазмотронів 2 здійснюють плавлення цієї шихти. (Замість плазмотронів можуть бути інші джерела нагрівання, що забезпечують плавління титанової ши хти і не вимагають застосування вакууму, наприклад пристрій для індук ційного нагрівання). Розплавлений метал 9 зливається у струмопідвідний кристалізатор 3 на шла кову ванну 4. По мірі витрати рідкого металу проміжна ємкість 6 поповнюється титановою шихтою з живника 7. Рідкий метал 9, попадаючи у шла кову ванну 4, диспергується і рафінується. Одночасно з подачею рідкого металу у шлак здійснюють подачу туди ж металевого адсорбента 10, що містить кальцій, з живника адсорбента 11. Маючи більшу щільність, ніж шлак, адсорбент потрапляє у металеву ван ну 12, адсорбуючи шкідливі гази і модифікуючи рідкий метал металевої ванни 12. По мірі заповнення формуючої секції 13 струмопідвідного криста лізатора 3 здійснюють за допомогою што ка 15 витягування заготовки 14, що закриста лізувалася, з кристалізатора, підтримуючи постійним рівень металевої ванни 12 у фор муючій секції 13 струмопідвідного кристалізатора 3. Шлакова ванна 4 здійснює постійне підігрівання верхньої частини заготовки 14, що кристалізується. Завдяки цьому знижується температурний градієнт на фронті кристалізації, а між стінками криста лізатора і заготовки створюється шлаковий гарнисаж 16, який є своєрідним мастилом і сприяє легкому переміщен ню заготовки 14 відносно формуючої секції 13 кристалізатора 3. В реальному випадку здійснення безперервної розливці титану по заявленому способу конкретні дані такі: В камері 1 розмірами: довжина 15100 мм, ширина 7385 мм і висота 3000 мм створювали вакуум 5 х10-2 мм рт.ст., після чого її за повнювали аргоном високої чистоти до тиску 0,1 МПа. За допомогою плазмотронів 2 з графітовими електродами, під'єднаних до трьохфазного джерела змінного струму, у струмопідвідному кристалізаторі з діаметром формуючої секції 250 мм розплавляли 20 кг хімічно чистого фто ристого кальцію, що служить шлаком, після чого включали однофазне джерело змінного струму 5, а плазмотрони 2 переводили на плавку ши хти 8 у проміжній ємкості 6. Завдяки тому, що рідкий фтористий кальцій є злектропровідним, у ланцюзі, що включає джерело живлення 5 і струмопідвідний кристалізатор 3, постійно протікає електричний струм, 5 і струмопідводний кристалізатор 3, постійно протікає електричний струм, підтримуючи шлакову ванну у рідкому стані. При цьому напруга на шлаковій ванні підтримували 35 В, а величина струму становила 3-4 кА. Шихта, що складається з титанової губки розміром 12-70 мм і шматкових відхо дів ти тану розмірами 50х50х50 мм, подавалась живником 7 у проміжну ємність 8 з швидкістю 4,5 кг/хв, де розплавлялась плазмовою дугою і переливалась у струмопідвідний криста лізатор З на шлакову ванну 4. Рідкий метал, проходя чи шлак, рафінувався і кристалізувався на піддоні, з'єднаному через шток 15 з механізмом витягування заготовки. З моменту 2 31837 створення металевої ванни 12 і початку кристалізації заготовки 14 включали привод механізму витягування і здійснювали витягування заготовки з кристалізатора з швидкістю 20 мм/хв. Одночасно за допомогою живника 11 на шлак подавали металевий кальцій або магній у вигляді гранул діаметром 1-3 мм. При кристалізації заготовки 14 між стінкою кристалізатора і поверхнею заготовки створюється шлаковий гарнисаж 16 товщи ною 0,5 мм, що полегшує ви тяжку заготовки і сприяє фор муванню гладкої поверхні заготовки, що не вимагає її обробки для подальшого переділа заготовки. Винахід може бути використано у кольоровій металур гії, причому найбільший ефект може бути отримано при виробництві витратних електродів для вакуум но-дугового переплавлення, а також для безпосереднього виробництва заготовок з технічного титану і його сплавів для подальшої прокатки на сорт або лист. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 3 31837 4