[go: up one dir, main page]

RU2149196C1 - Method of vacuum electric-arc remelting of ingots - Google Patents

Method of vacuum electric-arc remelting of ingots Download PDF

Info

Publication number
RU2149196C1
RU2149196C1 RU99109666A RU99109666A RU2149196C1 RU 2149196 C1 RU2149196 C1 RU 2149196C1 RU 99109666 A RU99109666 A RU 99109666A RU 99109666 A RU99109666 A RU 99109666A RU 2149196 C1 RU2149196 C1 RU 2149196C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
arc
melting
marks
smelting
Prior art date
Application number
RU99109666A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Е. Гончаров
Original Assignee
Открытое акционерное общество Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение filed Critical Открытое акционерное общество Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение
Priority to RU99109666A priority Critical patent/RU2149196C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2149196C1 publication Critical patent/RU2149196C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: special electrometallurgy, particularly, vacuum electric-arc remelting of highly reactive metals and alloys. SUBSTANCE: method is used in smelting of ingots of the second remelting from titanium alloys. Prior to ending of smelting process, electrode is lowered down to value of arc gap of 15-25 mm and smelting is carried out at arc current intensity of 10-14 kA up to melting of marks. Marks are made on side surface of upper part of electrode during its preparation for smelting. Marks are made in the form of longitudinal grooves. EFFECT: provision of fixed smelting of electrode upper part before elimination of contraction cavity to obtain flat end of electrode and to reduce casting defects and to enhance ingot-to-product yield. 2 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, в частности к вакуумному дуговому переплаву высокореакционных металлов и сплавов, и может быть использовано при получении слитков второго переплава из титановых сплавов. The invention relates to the field of special electrometallurgy, in particular to a vacuum arc remelting of highly reactive metals and alloys, and can be used to obtain ingots of the second remelting from titanium alloys.

Выбор технологической схемы получения слитков зависит от их назначения и требований к качеству полуфабрикатов. Для основной массы слитков главное требование - чистота металла от внутренних дефектов, а также однородность химического состава и экономичность процесса. The choice of a technological scheme for producing ingots depends on their purpose and quality requirements for semi-finished products. For the bulk of the ingots, the main requirement is the purity of the metal from internal defects, as well as the uniformity of the chemical composition and the efficiency of the process.

Известен способ второго вакуумного дугового переплава слитков титановых сплавов диаметром 650...850 мм, включающий подготовку расходуемых электродов (слитков первого переплава) к плавлению, начальный период плавки, основной период плавления и период окончания плавки (Титановые сплавы. Плавка и литье титановых сплавов. Отв. редактор В.В.Добаткин. Москва, "Металлургия", 1978, с. 295...306 [1]) - прототип. A known method of the second vacuum arc remelting of titanium alloy ingots with a diameter of 650 ... 850 mm, including preparing consumable electrodes (first remelting ingots) for melting, the initial melting period, the main melting period and the melting end period (Titanium alloys. Melting and casting of titanium alloys. Responsible editor V.V.Dobatkin, Moscow, Metallurgy, 1978, pp. 295 ... 306 [1]) - prototype.

Подготовка слитков первого переплава к плавлению включает в себя обрезку короны, снятие фасок с донника, проточку или торцовку окисленных участков и удаление с боковой поверхности слитка хлоридов. The preparation of the first remelting ingots for melting involves trimming the crown, removing bevels from the clover, grooving or trimming of the oxidized sections, and removal of chloride from the side surface of the ingot.

Начальный период заключается в возбуждении электрической дуги между электродом и поддоном и плавном увеличении тока дуги с 5 кА до 25...37 кА в течение 25...30 минут (разведение жидкой ванны на поддоне). The initial period consists in the excitation of the electric arc between the electrode and the tray and a smooth increase in the arc current from 5 kA to 25 ... 37 kA for 25 ... 30 minutes (dilution of the liquid bath on the pan).

Основной период плавки заключается в плавлении электрода на силе тока дуги 25...37 кА и напряжении дуги 46...50 В при включенном соленоиде с оптимальным уровнем напряженности знакопеременного магнитного поля 40...80 Э и автоматическом регулировании процесса (АРДП). The main melting period consists in melting the electrode at an arc current of 25 ... 37 kA and an arc voltage of 46 ... 50 V with the solenoid on with the optimum level of alternating magnetic field strength of 40 ... 80 Oe and automatic process control (ARP).

Заключительный период плавки - выведение усадочной раковины - ведут при снижении силы тока дуги в течение длительного времени с 1010±2,0 до 3 ±2,0 -0,5 кА (и напряжения соответственно с 30 до 22 И) с отключением АРДП.The final melting period - the removal of the shrink shell - lead to a decrease in the arc current for a long time from 1010 ± 2.0 to 3 ± 2.0 -0.5 kA (and voltage, respectively, from 30 to 22 I) with the disconnection of the ARDP.

Недостатками известного способа заключается в том, что, во-вторых, практически не контролируется величина дугового зазора между торцом электрода и ванной жидкого металла, во-вторых, плавление на больших токах дуги приводит к опережающему выплавлению средней части расходуемого электрода (см. [1], рис. 117, 118, с. 298). Вогнутость (яма) в средней части сечения электрода достигает глубины 80...120 мм и более. Отсутствие плоского торца не позволяет точно установить дуговой зазор перед режимами выведения усадочной раковины, что приводит к неравномерности сплавления торца электрода, преждевременному отходу слитка от стенки кристаллизатора, затеканию жидкого металла в образовавшийся зазор и созданию так называемого "моста" в верхней части слитка (заход жидкой ванны под торец электрода), вызывающего образование дефектов литейного происхождения: усадочная раковина, усадочные поры и др., что существенно снижает выход годного. The disadvantages of this method is that, secondly, the arc gap between the end of the electrode and the molten metal bath is practically not controlled, and secondly, melting at high currents of the arc leads to the advance melting of the middle part of the consumable electrode (see [1] , Fig. 117, 118, p. 298). Concavity (pit) in the middle of the electrode section reaches a depth of 80 ... 120 mm and more. The absence of a flat end does not allow us to precisely establish the arc gap before the modes of shrink shell removal, which leads to uneven fusion of the electrode end, premature ingot withdrawal from the mold wall, liquid metal flowing into the formed gap and creating a so-called “bridge” in the upper part of the ingot (liquid entry baths under the end of the electrode), causing the formation of defects of foundry origin: shrink shell, shrink pores, etc., which significantly reduces the yield.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение выхода годного выплавляемых слитков за счет уменьшения литейных дефектов путем обеспечения фиксированного сплавления верхней части электрода перед выведением усадочной раковины и получения плоского торца электрода за счет уменьшения величины дугового зазора и силы тока дуги до оптимальных значений. The problem to which this invention is directed is to increase the yield of lost wax by reducing casting defects by providing a fixed fusion of the upper part of the electrode before removing the shrink shell and obtaining a flat end of the electrode by reducing the arc gap and the arc current to optimal values.

Поставленная задача решается тем, что в способе вакуумного дугового переплава слитков, преимущественно титановых сплавов, перед окончанием процесса плавления - выведения усадочной раковины - расходуемый электрод опускают вниз до величины дугового зазора 15...25 мм и плавят его на силе тока дуги 10...14 кА до сплавления меток, а метки изготавливают на боковой поверхности верхней части электрода при подготовке его к плавлению. Метки выполняют в виде продольных канавок
Основным отличием предлагаемого способа по сравнению с прототипом является то, что перед выведением усадочной раковины (ВУР) на сплавляемом торце электрода формируют плоский торец. Его формируют путем изменения двух параметров: уменьшением силы тока дуги до 10...14 кА и уменьшением величины дугового зазора (длины дуги) до 15...25 мм.
The problem is solved in that in the method of vacuum arc remelting of ingots, mainly titanium alloys, before the end of the melting process - removing the shrink shell - the consumable electrode is lowered down to an arc gap of 15 ... 25 mm and melted with an arc current of 10 .. .14 kA before the fusion of the marks, and the marks are made on the side surface of the upper part of the electrode in preparation for melting. Labels are in the form of longitudinal grooves
The main difference of the proposed method compared to the prototype is that before removing the shrink shell (VUR) on the fused end of the electrode form a flat end. It is formed by changing two parameters: by reducing the arc current strength to 10 ... 14 kA and by reducing the arc gap (arc length) to 15 ... 25 mm.

Наличие меток на боковой поверхности верхней части электрода позволяет точно определить момент перехода с максимального тока дуги основного периода плавки до момента фиксирования плоского торца электрода и режима ВУР. При плавлении электрода в основной период плавки на силе тока дуги 25...37 кА на экране появляется метка в виде светящегося пятна на темной проекции торца электрода (круга). Ток плавно снижают и одновременно опускают электрод до потемнения ванны жидкого металла. Затем, при дальнейшем сплавлении электрода появляется вторая метка (светлое пятно на темном круге). Зная длину продольных канавок (меток) можно довольно точно установить дуговой зазор к окончанию выведения усадочной раковины. The presence of marks on the side surface of the upper part of the electrode allows you to accurately determine the moment of transition from the maximum arc current of the main melting period to the moment of fixing the flat end of the electrode and the VUR mode. When the electrode melts during the main melting period at an arc current of 25 ... 37 kA, a mark appears on the screen in the form of a luminous spot on the dark projection of the electrode end (circle). The current is gradually reduced and at the same time the electrode is lowered until the liquid metal bath darkens. Then, with further fusion of the electrode, a second mark appears (a bright spot on a dark circle). Knowing the length of the longitudinal grooves (marks), you can quite accurately establish the arc gap to the end of the removal of the shrink shell.

Метод установки дугового зазора 15... 25 мм перед выведением усадочной раковины в процессе плавления расходуемого электрода является "ноу-хау" производства. The method of setting the arc gap of 15 ... 25 mm before removing the shrink shell in the process of melting the consumable electrode is the know-how of production.

Сущность предлагаемого способа вакуумного дугового переплава слитков поясняется графическими материалами. The essence of the proposed method of vacuum arc remelting of ingots is illustrated by graphic materials.

На фиг. 1 изображена верхняя часть расходуемого электрода с выполненными диаметрально противоположно друг другу метками l1 и l2, вид спереди. Электрод приварен к электрододержателю.In FIG. 1 shows the upper part of the sacrificial electrode with diametrically opposite to each other marks l 1 and l 2 , front view. The electrode is welded to the electrode holder.

На фиг. 2 приведены параметры плавления электрода, где: 1 - диаграмма записи напряжения на дуге; 2 - диаграмма записи силы тока дуги; 3 - диаграмма записи перемещения штока. Здесь же показаны интервалы режимов плавления: а - начало плавки; б - основной режим плавки; в - режим ВУР; г - формирование плоского торца электрода перед ВУР. In FIG. 2 shows the melting parameters of the electrode, where: 1 - diagram of the recording voltage on the arc; 2 is a diagram for recording the current strength of an arc; 3 is a diagram of a stock movement record. Intervals of melting modes are also shown here: a - beginning of melting; b - the main mode of melting; in - WUR mode; g - the formation of a flat end of the electrode in front of the VUR.

Пример. Example.

Плавление расходуемого электрода осуществляется на вакуумной дуговой электропечи ДТВ-8,7-Г10. The consumable electrode is melted on a DTV-8.7-G10 vacuum electric arc furnace.

На расходуемом электроде (слиток первого переплава) сплава Вт6 диаметром 670 мм, длиной 2100 мм фрезой были изготовлены две метки l1 и l2 (продольные канавки), расположенные диаметрально противоположно относительно друг друга. Одна канавка l1 = 120 мм для фиксации начала ВУР; другая канавка l2 = 240 мм - для фиксации момента перехода от силы тока дуги 32 кА (рабочий ток дуги в основной период плавки) до 10... 14 кА (сплавление вогнутого торца электрода и формирование плоского торца). Электрод загружали в кристаллизатор диаметром 770 мм. После загрузки и центровки электрода производили его приварку к электрододержателю (огарку). Печь вакуумировали, включали источник питания устанавливали ток дуги 5 кА и дуговой зазор - 40 мм (длина дуги). Через 15 минут ток дуги увеличивался до 10 кА и после наведения ванны жидкого металла на поддоне (15 мин) включили соленоид и плавно в течение 5 мин увеличили ток дуги до 32 кА (рабочий режим). После выхода на рабочий режим плавления электрода включили регулятор АРДП и плавили до появления на экране светящейся точки от канавки l2. Длина дуги в этот момент равнялась 120 мм. Регулятор АРДП отключили. Ток дуги плавно уменьшили до 10 кА, а шток опустили на 60 мм (см. фиг. 2, поз. 3). При появлении другой светящейся точки l1 перешли к режиму выведения усадочной раковины, дуговой зазор в этот период изменялся в пределах 15. . . 20 мм. После окончания ВУР через 1 час произвели измерение дугового зазора путем опускания штока с остатком электрода до короткого замыкания (8 мм). После остывания слитка (3 часа) печь вскрыли, произвели измерение остатка электрода (55 мм) и настылей (6...8 мм). Таким образом дуговой зазор в конце ВУР равен (8+6...8) = 14...16 мм, что соответствует оптимальному дуговому зазору, при котором обеспечивается качественное и безопасное окончание плавки.On a consumable electrode (ingot of the first remelting) of a W6 alloy with a diameter of 670 mm and a length of 2100 mm, two marks l 1 and l 2 (longitudinal grooves) located diametrically opposite to each other were made with a mill. One groove l 1 = 120 mm for fixing the beginning of the ASD; another groove l 2 = 240 mm - for fixing the moment of transition from the arc current of 32 kA (working arc current in the main melting period) to 10 ... 14 kA (fusion of the concave electrode end and the formation of a flat end). The electrode was loaded into a mold with a diameter of 770 mm. After loading and alignment of the electrode, it was welded to the electrode holder (cinder). The furnace was evacuated, the power source was turned on, the arc current was set to 5 kA and the arc gap was 40 mm (arc length). After 15 minutes, the arc current increased to 10 kA and after the molten metal bath was placed on the pallet (15 min), the solenoid was turned on and the arc current was gradually increased to 5 kA for 5 minutes (operating mode). After reaching the working mode of melting the electrode, the ARDP controller was turned on and melted until a luminous point from the groove l 2 appeared on the screen. The length of the arc at this moment was 120 mm. The ARDP controller has been disabled. The arc current was gradually reduced to 10 kA, and the rod was lowered by 60 mm (see Fig. 2, item 3). When another luminous point l 1 appeared, they switched to the mode of removing the shrink shell, the arc gap during this period varied within 15.. . 20 mm. After the end of the VUR, after 1 hour, the arc gap was measured by lowering the rod with the remainder of the electrode to a short circuit (8 mm). After cooling the ingot (3 hours), the furnace was opened, the remaining electrode (55 mm) and nastilya (6 ... 8 mm) were measured. Thus, the arc gap at the end of the VUR is (8 + 6 ... 8) = 14 ... 16 mm, which corresponds to the optimal arc gap, which ensures a high-quality and safe end of the melting.

Полученный слиток был хорошего качества, выход годного увеличился на 0,5% за счет уменьшения литейных дефектов. The obtained ingot was of good quality, the yield increased by 0.5% due to the reduction of casting defects.

Предлагаемый способ плавления слитков по сравнению с известными позволяет проводить фиксированное сплавление верхней части электрода перед выведением усадочной раковины, что дает возможность получить плоский торец электрода, уменьшить образование литейных дефектов и, в целом, повысить выход годного выплавляемых слитков. Кроме того, плоский торец электрода позволяет сохранить квазистационарный режим горения вакуумной дуги за счет снижения температурного градиента от центра к периферии. The proposed method of melting ingots in comparison with the known ones allows for fixed fusion of the upper part of the electrode before removing the shrink shell, which makes it possible to obtain a flat end of the electrode, reduce the formation of casting defects and, in general, increase the yield of smelted ingots. In addition, the flat end of the electrode allows you to maintain a quasi-stationary mode of combustion of the vacuum arc by reducing the temperature gradient from the center to the periphery.

Claims (2)

1. Способ вакуумного дугового переплава слитков, преимущественно титановых сплавов, включающий подготовку расходуемого электрода к плавлению, начальный период плавки, основной период плавки и окончание процесса плавления - выведение усадочной раковины, отличающийся тем, что перед окончанием процесса плавления электрод опускают вниз до величины дугового зазора 15 - 25 мм и плавят его на силе тока дуги 10 - 14 кА до сплавления меток, а метки изготавливают на боковой поверхности верхней части электрода при его подготовке к плавлению. 1. The method of vacuum arc remelting of ingots, mainly titanium alloys, including preparing the consumable electrode for melting, the initial melting period, the main melting period and the end of the melting process - removing the shrink shell, characterized in that before the end of the melting process the electrode is lowered down to the arc gap 15 - 25 mm and melt it at an arc current of 10 - 14 kA until the marks are fused, and the marks are made on the side surface of the upper part of the electrode in preparation for melting. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что метки выполняют в виде продольных канавок. 2. The method according to claim 1, characterized in that the marks are made in the form of longitudinal grooves.
RU99109666A 1999-05-12 1999-05-12 Method of vacuum electric-arc remelting of ingots RU2149196C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109666A RU2149196C1 (en) 1999-05-12 1999-05-12 Method of vacuum electric-arc remelting of ingots

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109666A RU2149196C1 (en) 1999-05-12 1999-05-12 Method of vacuum electric-arc remelting of ingots

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2149196C1 true RU2149196C1 (en) 2000-05-20

Family

ID=20219574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99109666A RU2149196C1 (en) 1999-05-12 1999-05-12 Method of vacuum electric-arc remelting of ingots

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2149196C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2294973C2 (en) * 2005-05-18 2007-03-10 ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" Method for mounting and welding-on consumable electrode of vacuum electric arc furnace
RU2749010C1 (en) * 2020-05-27 2021-06-02 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method for vacuum arc final remelting of titanium alloy ingots of vt3-1 brand

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU435288A1 (en) * 1973-04-02 1974-07-05 METHOD OF OBTAINING BIMETALLIC SLITECKS OF ENOERTO
SU460303A1 (en) * 1973-04-02 1975-02-15 Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов Method for the production of steels and alloys in vacuum furnaces with crystallizer
SU519479A1 (en) * 1973-12-06 1976-06-30 Институт металлургии им.А.А.Байкова АН СССР Arc remelting method
FR2565249A1 (en) * 1984-05-29 1985-12-06 Toho Titanium Co Ltd CONSUMABLE ELECTRODE FOR THE PRODUCTION OF NB-TI ALLOY
EP0499389A1 (en) * 1991-02-12 1992-08-19 Titanium Metals Corporation Method and assembly for consumable electrode vacuum arc melting
US5354355A (en) * 1991-12-09 1994-10-11 Battelle Memorial Institute Earth melter and method of disposing of feed materials
RU2082789C1 (en) * 1995-01-13 1997-06-27 Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение Method of producing ingots

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU435288A1 (en) * 1973-04-02 1974-07-05 METHOD OF OBTAINING BIMETALLIC SLITECKS OF ENOERTO
SU460303A1 (en) * 1973-04-02 1975-02-15 Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов Method for the production of steels and alloys in vacuum furnaces with crystallizer
SU519479A1 (en) * 1973-12-06 1976-06-30 Институт металлургии им.А.А.Байкова АН СССР Arc remelting method
FR2565249A1 (en) * 1984-05-29 1985-12-06 Toho Titanium Co Ltd CONSUMABLE ELECTRODE FOR THE PRODUCTION OF NB-TI ALLOY
EP0499389A1 (en) * 1991-02-12 1992-08-19 Titanium Metals Corporation Method and assembly for consumable electrode vacuum arc melting
US5354355A (en) * 1991-12-09 1994-10-11 Battelle Memorial Institute Earth melter and method of disposing of feed materials
RU2082789C1 (en) * 1995-01-13 1997-06-27 Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение Method of producing ingots

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Добаткин В.В. Титановые сплавы. Плавка и литье титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1978, с.295 - 306, рис.117, 118. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2294973C2 (en) * 2005-05-18 2007-03-10 ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" Method for mounting and welding-on consumable electrode of vacuum electric arc furnace
RU2749010C1 (en) * 2020-05-27 2021-06-02 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method for vacuum arc final remelting of titanium alloy ingots of vt3-1 brand

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2164957C1 (en) Method of vacuum electric arc remelting of ingots
RU2082789C1 (en) Method of producing ingots
JP3949208B2 (en) Metal remelting method and apparatus used for manufacturing continuous casting
RU2149196C1 (en) Method of vacuum electric-arc remelting of ingots
CN113667831A (en) Electroslag remelting device and method for refining solidified structure of electroslag ingot by dual power source coupling
SU435288A1 (en) METHOD OF OBTAINING BIMETALLIC SLITECKS OF ENOERTO
JP4263366B2 (en) Method and apparatus for melting rare earth magnet scrap
US3715201A (en) Apparatus for electroslag melting
RU2213791C2 (en) Method of production of ingots
RU2191836C2 (en) Method of ingots production
RU2247787C1 (en) Method for vacuum arc remelting of ingots
JPH0931558A (en) Vacuum arc remelting method
JP2004522852A (en) Method for producing metal ingot or billet by melting electrodes in conductive slag bath and apparatus for performing the same
CN108411120A (en) A method of improving electroslag remelting steel ingot Solidification Quality
US3586749A (en) Method for the electroslag welding and building up of metals and alloys
RU2244029C2 (en) Method of production of ingots
CN116851666B (en) A method for feeding steelmaking in a vacuum consumable furnace
RU2386707C1 (en) Method of obtaining soliol ingots-electrodes
RU2156316C1 (en) Process of winning of ingots by vacuum arc autocrucible melting
RU2425157C2 (en) Procedure for ingot vacuum-arc melting
US3516476A (en) Electrode and method of improving soundness of ingots
JP4356107B2 (en) Ingot manufacturing method
SU1323226A1 (en) Method of producing bimetallic rolling mill rolls
JP2003340560A (en) Method and apparatus for producing active metal ingots
SU817069A1 (en) Method of inductional remelting of metals and allos

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170513