Установка для електрошлакового нагрівання металів

Реферат: Винахід належить до галузі спецелектрометалургії, а саме конструкції електрошлакової установки для нагрівання додатку зливків. Установка складається з колони, електродоутримувача з графітованим електродом, механізму переміщення електроду, джерела живлення (трансформатора), підключеного за допомогою струмопроводів до електроду, при цьому всі вузли, механізми і джерела живлення розміщено на одній переносній платформі, яка складається з рами та на якій розташовані джерело живлення, підключене за допомогою струмопідводів до електродів, а також бункер для шлакоутворюючих і легуючих компонентів та теплоізольованої зсередини кришки, на якій в її центрі змонтовано колону з напрямними і вузлами переміщення електродів. Ця колона виконана у вигляді водоохолоджуваної труби, до бічної поверхні якої прикріплені направляючі і каретки електродоутримувачів, рушії і механізми переміщення електродоутримувачів, а на верхньому її фланці встановлено механізм подачі UA 106537 C2 (12) UA 106537 C2 через внутрішню порожнину труби витратної заготівки, що переплавляється, а електродоутримувач виконаний у вигляді водоохолоджуваної труби, нижня частина якої через ущільнюючий фланець, пропущена під кришку, всередині цієї труби у верхній її частині встановлено вузол кріплення графітованого електрода, який переміщується вертикально разом з електродоутримувачем. Винахід забезпечує підвищення продуктивності установки електрошлакового обігріву додатку злитка, спрощення конструкції установки і покращення умов її застосування і обслуговування. UA 106537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Установка для електрошлакового нагрівання металів, зокрема для електрошлакового обігріву додатка зливків. Винахід належить до галузі спецелектрометалургії, а саме до конструкції обладнання для плавлення металів або їх нагрівання, в тому числі для підвищення якості сталевих зливків за рахунок обігріву додатку. Відомі способи підвищення якості сталевих зливків, які полягають в тому, що після наповнення виливниці з додатковою надставкою рідким металом здійснюється обігрів додатку. В цьому випадку за рахунок поліпшення структури головної частини зливка та зменшення додатку, що видаляється, збільшується вихід придатного. Особливо актуально і ефективно застосування обігріву додатку при виробництві великотоннажних зливків, маса додатку яких складає десятки тон. Одним із способів виведення усадочної раковини в сталевих зливках є електрошлаковий обігрів (ЕШО) їх додатку. Для реалізації такого обігріву застосовуються спеціалізоване устаткування та установки, які забезпечують нагрів шлакового розплаву за рахунок проходження через нього електричного струму. Основними вузлами таких установок є джерело живлення (трансформатор), підключений до нього струмопідвідний електрод і механізм переміщення цього електрода (див. Тягун-Белоус Г.С., Дудко Д.А. Электрошлаковый обогрев неплавящимися электродами головной части слитков и фасонных отливок// Автоматическая сварка, 1958, № 10, - С. 36-43). Недоліком установок, створених в 50-і роки минулого століття, є те, що в зв'язку з відсутністю спеціалізованого обладнання, придатного для електрошлакового обігріву металу, не забезпечувалась стабільність роботи таких установок. Внаслідок цього технологія ЕШО не отримала широкого розповсюдження. В подальшому, для підвищення надійності експлуатації установок електрошлакового обігріву додатку зливків, з урахуванням вимог до даної технології, були удосконалені як джерела живлення, так і вузли та механізми такого обладнання. Відомі установки електрошлакової виплавки зливків, які передбачають після заповнення форми рідким металом його електрошлаковий обігрів (див. Бастраков Н.Ф., Тулин Н.А., Немченко В.П. и др. Электрошлаковая разливка стали. - М: Металлургия, 1978, 56 с.). Відмінною особливістю цих установок є те, що вони монтуються на єдиній визначеній позиції, де стаціонарно установлена колона з механізмом переміщення струмопідвідних електродів. Тому на чітко визначене місце встановлюється виливниця для проведення електрошлакового обігріву залитого в неї металу. При цьому електродоутримувач, який перпендикулярно кріпиться до колони, повинен мати достатній виліт, щоб графітований електрод можливо було розташувати по осі виливниці. Така конструкція колони з електродоутримувачем відрізняється громіздкістю, особливо коли потрібно вести обігрів додатку кількома електродами. Застосування ж декількох електродів неминуче при виробництві великих, масою 100 і більше тонн, зливків. При цьому стаціонарне розміщення установки обмежує можливості її використання, оскільки під час складання виливниці, охолодження металу після формування зливка та його роздягання немає можливості роботи установки та вести обігрів обігріву додатку іншого зливка. Задачею даного винаходу є спрощення конструкції установки електрошлакового обігріву додатку зливка, підвищення продуктивності використання такого обігріву і поліпшення умов праці та обслуговування установки. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що, згідно винаходу, всі вузли, механізми і джерела живлення розміщують на одній переносній платформі, яка складається з рами, на якій розміщені джерело живлення, підключене за допомогою струмопідводів до електродів, а також бункер для шлакоутворюючих і легуючих компонентів, та теплоізольованої зсередини кришки, на якій в її центрі монтують колону з напрямними і вузлами переміщення електродів. При цьому колона виконана у вигляді водоохолоджуваної труби, до бічної поверхні якої прикріплені направляючі і каретки електродоутримувачів, рушії і механізми переміщення електродоутримувачів, а на верхньому її фланці встановлено механізм подачі через внутрішню порожнину труби витратної заготівки, що переплавляється. В свою чергу електродоутримувач виконаний у вигляді водоохолоджуваної труби, нижня частина якої через ущільнюючий фланець, пропущена під кришку, всередині цієї труби у верхній її частині встановлено вузол кріплення графітованого електрода, який переміщується вертикально разом з електродоутримувачем. На загальному виду установки (див. креслення) показані її складові, а саме рама (1), на якій розміщені джерело живлення (2), підключене за допомогою струмопровідводів (4) до електродів (3), а також бункер для шлакоутворюючих і легуючих компонентів (14), та теплоізольованої зсередини кришки (15), на якій по її центру монтується колона (11) з напрямними (7) і вузлами переміщення електродів (9, 10). На бічній поверхні колоні кріпляться направляючі каретки 1 UA 106537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 електродоутримувача (6), рушії і механізми його переміщення (8, 10), а на верхньому фланці колони встановлено механізм подачі (10) через внутрішню порожнину труби заготівки (13), що переплавляється. Нижня частина електродоутримувача, виконуваного вигляді водоохолоджуваної труби (5), через ущільнюючій фланець (15) перепускається під кришку. Всередині цієї труби у верхній її частині встановлений вузол кріплення графітованого електроду (3), який переміщується вертикально разом з електродоутримувачем. Розташування на одній платформі джерела живлення і підключених до нього електродів з механізмами їх кріплення і переміщення забезпечує мобільність установки. Вона може переноситься на будь-яке місце, де доцільно її використання, що підвищує продуктивність роботи. Необхідно лише забезпечувати підключення до систем водопостачання і водовідведення, джерело живлення до зовнішньої електричної мережі, а при необхідності - до системи гозовідведення. Виконання колони у вигляді труби, яка одночасно слугує для кріплення і переміщення трьох електродоутримувачів і відповідно трьох графітованих електродів значно спрощує конструкцію в порівнянні з відомими установками, в яких кожен електрод кріпиться до окремої колони. Додатковим спрощенням є використання колони для кріплення і переміщення всередині неї витратної заготівки, яка розплавляючись у шлаку підживлює надлив металом і компенсує усадку. Конструкція електродоутримувача у вигляді водоохолоджуваної труби дозволяє у внутрішній порожнині її розмістити графітованій електрод, який переміщується з електродоутримувачем. Це в свою чергу надає можливість виконати надійне ущільнення між зовнішньою поверхнею електродоутримувача і кришкою, через яку він проходить. В цьому випадку виключається нагрівання вузлів і механізмів установки, які знаходяться над кришкою. Крім того, поліпшуються санітарно-гігієнічні умови праці, оскільки гази, що утворюються при веденні електрошлакового процесу, відводяться в газовідвідну систему з під кришки не проникаючи в цеховий простір. Робота установки здійснюється таким чином. При електрошлаковому обігріві додатку, після складання виливниці (16) на місці розливання металу, установка підйомно-транспортним механізмом переноситься до виливниці і монтується таким чином, щоб кришка розташовувалась безпосередньо над додатком співвісно з нею. Установка підключається до цехових систем електроживлення, водопостачання, газо- і водовідведення. Після наповнення додатку рідким металом із бункера засипається необхідна кількість шлакоутворюючих компонентів, електроди опускаються до зіткнення зі шлаком і на них подається електрострум. За рахунок виділення джоульового тепла шлак у виливниці (16) розчиняється і покриває дзеркало металу (18) в додатку. Здійснюється електрошлаковий обігрів металу за заданою програмою. При необхідності для компенсації усадки в перегрітий шлаковий розплав опускається витратна заготівка, де вона розплавляється, і в додаток надходять додаткові порції рідкого металу. Після завершення електрошлакового обігріву додатку установка відключається від зовнішніх систем енерго- і водопостачання і потім може бути перенесена на інше місце. Крім обігріву додатку злитків установка може бути використана і для інших видів нагріву і навіть плавки металу, зокрема для нагріву металу в ковші. В цьому випадку вона монтується над ковшем і надалі процес нагріву металу, що знаходиться в ньому, здійснюється так само, як і при нагріві металу в додатку. Відмінність полягає тільки в режимах такого нагріву (потужність, тривалість). Перевагою такого нагріву метала в ковші є те, що він здійснюється під товщею шлаку і тому не відбувається газонасичення металу, що має місце, наприклад, при дуговому обігріві в ковші. Використання установки для електрошлакового нагріву металів при експлуатації її в режимі обігріву додатку дозволяє підвищити якість сталевих злитків, а в режимі нагрівання металу в ковші - підвищити ефективність такого нагрівання. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 60 1. Установка для електрошлакового нагрівання металів, зокрема для електрошлакового обігріву додатка злитка, що складається з колони, електродоутримувача з графітованим електродом, механізму переміщення електрода, джерела живлення (трансформатора), підключеного за допомогою струмопроводів до електрода, яка відрізняється тим, що всі вузли, механізми і джерела живлення розміщені на одній переносній платформі, яка складається з рами та на якій розташовані джерело живлення, підключене за допомогою струмопідводів до електродів, а також бункер для шлакоутворюючих і легуючих компонентів, та теплоізольованої зсередини кришки, на якій в її центрі змонтовано колону з напрямними і вузлами переміщення електродів. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що колона виконана у вигляді водоохолоджуваної труби, до бічної поверхні якої прикріплені направляючі і каретки електродоутримувачів, рушії і 2 UA 106537 C2 5 механізми переміщення електродоутримувачів, а на верхньому її фланці встановлено механізм подачі через внутрішню порожнину труби витратної заготівки, що переплавляється. 3. Установка за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що електродоутримувач виконаний у вигляді водоохолоджуваної труби, нижня частина якої через ущільнюючий фланець, пропущена під кришку, всередині цієї труби у верхній її частині встановлено вузол кріплення графітованого електрода, який переміщується вертикально разом з електродоутримувачем. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3