RU2278176C1 - Способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки - Google Patents
Способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2278176C1 RU2278176C1 RU2004131819/02A RU2004131819A RU2278176C1 RU 2278176 C1 RU2278176 C1 RU 2278176C1 RU 2004131819/02 A RU2004131819/02 A RU 2004131819/02A RU 2004131819 A RU2004131819 A RU 2004131819A RU 2278176 C1 RU2278176 C1 RU 2278176C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- arc
- melting
- voltage
- frequency
- vacuum arc
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000010314 arc-melting process Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, а именно к вакуумному дуговому переплаву высокореакционных металлов и сплавов, и может быть использовано при выплавке слитков второго переплава из титановых сплавов. Технический результат: обеспечение качественного проплава слитка с начала процесса плавления. Сущность изобретения: в предлагаемом способе контроля процесса вакуумной дуговой плавки измерение напряжения на дуге производят с частотой не более 1000 Гц с последующим выделением сигналов напряжения на дуге с частотой 300 и/или 600 и/или 900 Гц и определением по ним величины межэлектродного промежутка. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, а именно к вакуумному дуговому переплаву высокореакционных металлов и сплавов, и может быть использовано при выплавке слитков из титановых сплавов.
Основными параметрами управления вакуумной дуговой плавкой (ВДП) являются поддержание стабильного тока дуги I, межэлектродного зазора L и давления в печи Р. Правильно выбранные и постоянно поддерживаемые перечисленные параметры в стационарном режиме плавления оказывают решающее значение на структурную и химическую однородность металла. Из этих параметров наиболее трудно управляемым является межэлектродный промежуток, т.к. непосредственно произвести его измерение невозможно. Современные системы управления ВДП в качестве показателя определения величины межэлектродного промежутка используют косвенные параметры: падение напряжения на дуге и частоту капельного замыкания. Качественное управление процессом ВДП требует поиска и использования данных, содержащих достоверную информацию о величине межэлектродного промежутка.
Известен способ вакуумного дугового переплава слитков титановых сплавов, в котором перед началом плавления расходуемого электрода устанавливают оптимальную величину межэлектродного промежутка 10-60 мм и поддерживают ее с точностью ±5 мм до окончания процесса плавления путем одновременного измерения напряжения на дуге, давления в печи и корректировкой значений этих величин с учетом скорости перемещения сплавляемого электрода вниз (патент РФ №2164957, публ. 10.04.2001, бюл. №10).
В известном способе скачок напряжения на дуге и давление в печи тесно связаны с процессами, протекающими в дуговом разряде, а именно с изменением вида разряда (диффузный или контрагированный). Данный способ не позволяет точно контролировать межэлектродный промежуток, особенно при небольших значениях тока, когда нет изменения вида разряда, и, следовательно, нет и скачков напряжения и давления.
Наиболее близким аналогом для заявляемого изобретения является способ контроля и регулирования межэлектродного промежутка в процессе вакуумной дуговой плавки, включающий измерение напряжения на дуге с получением контролируемого сигнала напряжения, анализ его изменения и регулирование положения расходуемого электрода относительно выплавляемого слитка. Патент RU №2227167 С 1, публ. 20.04.2004.
Недостатком известного способа является недостаточно качественный проплав слитка с начала процесса плавления.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является обеспечение возможности контроля величины межэлектродного промежутка в пределах от 0 до 40 мм, не зависящего от скорости плавления и определение изменения вида разряда.
Поставленная задача решается тем, что в способе контроля процесса вакуумной дуговой плавки, включающем измерение напряжения на дуге с получением контролируемого сигнала напряжения, анализ его изменения, регулирование положения расходуемого электрода относительно выплавляемого слитка, согласно изобретению измерение напряжения производят с частотой не более 1000 Гц с последующим выделением сигналов напряжения на дуге с частотой 300 и/или 600 и/или 900 Гц и определением по ним величины межэлектродного промежутка.
Предлагаемый способ реализуется с помощью устройства, блок-схема которого приведена на чертеже. Устройство содержит: блок 1 - датчик измерения напряжения на дуге; блоки 2, 3, 4 - фильтры низкой частоты для выделения низкочастотных составляющих сигнала падения напряжения с частотами соответственно 300 Гц, 600 Гц и 900 Гц; блок 5 - логический элемент И/ИЛИ; систему компьютерной обработки, состоящую из контроллера 6 и промышленного компьютера с дисплеем 7 (контроллер управляет скоростью движения плавящегося электрода и выполняет функции регулятора межэлектродного промежутка, возможен также режим ручного управления, осуществляемый оператором); 8 - электропривод перемещения расходуемого электрода; 9 - вакуумная дуговая печь.
Способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки осуществляется следующим образом. Производится постоянное измерение падения напряжения на дуге с частотой не более 1000 Гц. При поступлении сигнала падения напряжения блок 1 выделяет низкочастотную составляющую этого сигнала и подает ее на фильтры 2, 3, 4, где происходит выделение постоянной составляющей сигналов гармоник с частотами соответственно 300, 600 и 900 Гц. Через логический блок 5 сигналы гармоник поступают в систему компьютерной обработки (6, 7), где по частоте сигналов и статическим моделям определяется величина межэлектродного промежутка и выдается команда на привод 8 перемещения расходуемого электрода в вакуумной дуговой печи 9.
Использование логического элемента И/ИЛИ позволяет повысить точность регулирования за счет использования сигналов нескольких гармоник. Случайное исчезновение сигнала на одной из гармоник не приводит к ложному срабатыванию системы. Для каждого конкретного сплава зависимость величины сигналов гармоник от межэлектродного промежутка определяется индивидуально, опытным путем. Затем эти данные вводятся в память компьютера. После расчета величины фактического межэлектродного промежутка она сравнивается с требуемой величиной промежутка, с учетом оптимизации условий переплава и формирует сигнал, характеризующий разность этих величин. Сигнал обрабатывается и на его основании передается исполнительная команда на привод перемещения расходуемого электрода (возможно также ручное управление приводом перемещения электрода оператором).
Пример конкретного выполнения
Плавление расходуемого электрода осуществляли в вакуумной дуговой электропечи ДТВ-8,7-Г10, оснащенного системой регулирования плавкой.
На расходуемом электроде сплава Ti-6Al-2Su-4Zr-6Mo диаметром 690 мм, длиной 2100 мм фрезой была изготовлена метка (продольная канавка длиной 120 мм) для фиксации начала выведения усадочной раковины (ВУР). Электрод загрузили в кристаллизатор диаметром 770 мм. После загрузки и центровки электрода произвели его приварку к электродержателю (огарку). Печь вакуумировали, включили источник питания и установили ток дуги 5 кА и межэлектродный промежуток 25 мм (длина дуги). Через 15 минут, после прогрева электрода ток дуги установили 10 кА и после наведения ванны жидкого металла на поддоне через 15 минут установили ток дуги 18 кА и проплавили 10 минут с одновременным опусканием штока на 3 мм через каждую минуту. После наплавления слитка высотой 200 мм ток дуги плавно, в течение 55 минут ступенями уменьшили до 14 кА (рабочий ток) и напряжение на дуге до 27 В. Межэлектродный промежуток 15 мм является оптимальным для данного сплава. Плавление вели при плоском торце электрода. Сигналы после выделения гармоник частотой 300, 600 и 900 Гц подавались в контроллер ф. ALLENBRADLEY, который служит регулятором скорости движения электрода. По результатам замера величины напряжения гармоник с помощью контроллера автоматически уменьшали или увеличивали скорость движения электрода, постоянно поддерживая тем самым заданный межэлектродный промежуток 15 мм по всему сечению электрода. При достаточном прогреве электрода во время плавки скорость плавления увеличилась, произошло увеличение межэлектродного промежутка. Это привело к увеличению задания скорости движения плавящегося электрода автоматически контроллером на 0,1 мм/мин. При появлении светящегося пятна от проточки (120 мм) перевели автоматический режим работы в ручной и перешли на режим выведения усадочной раковины (180 минут), постепенно уменьшая ток дуги с 14 до 2,5 кА. Полученный слиток был с хорошо проплавленной боковой поверхностью и был сдан без дополнительной обработки.
Предлагаемый способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки по сравнению с известными позволяет эффективно контролировать и регулировать межэлектродный промежуток в пределах от 0 до 40 мм, что обеспечивает качественный проплав слитка с начала процесса плавления.
Claims (1)
- Способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки, включающий измерение напряжения на дуге с получением контролируемого сигнала напряжения, анализ его изменения и регулирование положения расходуемого электрода относительно выплавляемого слитка, отличающийся тем, что измерение напряжения на дуге производят с частотой не более 1000 Гц с последующим выделением сигналов напряжения на дуге с частотой 300, и/или 600, и/или 900 Гц и определением по ним величины межэлектродного промежутка.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004131819/02A RU2278176C1 (ru) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | Способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004131819/02A RU2278176C1 (ru) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | Способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004131819A RU2004131819A (ru) | 2006-04-10 |
| RU2278176C1 true RU2278176C1 (ru) | 2006-06-20 |
Family
ID=36458783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004131819/02A RU2278176C1 (ru) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | Способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2278176C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2418871C1 (ru) * | 2009-10-12 | 2011-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4578795A (en) * | 1982-12-28 | 1986-03-25 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Drop short control of electrode gap |
| US5568506A (en) * | 1995-05-16 | 1996-10-22 | Sandia Corporation | Constant voltage electro-slag remelting control |
| RU2164957C1 (ru) * | 2000-03-27 | 2001-04-10 | Открытое акционерное общество Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ вакуумного дугового переплава слитков |
| RU2227167C1 (ru) * | 2002-10-21 | 2004-04-20 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ контроля и регулирования межэлектродного промежутка в процессе вакуумной дуговой плавки и устройство для его осуществления |
-
2004
- 2004-11-01 RU RU2004131819/02A patent/RU2278176C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4578795A (en) * | 1982-12-28 | 1986-03-25 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Drop short control of electrode gap |
| US5568506A (en) * | 1995-05-16 | 1996-10-22 | Sandia Corporation | Constant voltage electro-slag remelting control |
| RU2164957C1 (ru) * | 2000-03-27 | 2001-04-10 | Открытое акционерное общество Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ вакуумного дугового переплава слитков |
| RU2227167C1 (ru) * | 2002-10-21 | 2004-04-20 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ контроля и регулирования межэлектродного промежутка в процессе вакуумной дуговой плавки и устройство для его осуществления |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2418871C1 (ru) * | 2009-10-12 | 2011-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004131819A (ru) | 2006-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2471959A1 (en) | Arc melting facility, and method for manufacturing molten metal using the arc melting facility | |
| US4000361A (en) | Electroslag remelting furnace with relative displacement of a mould and an ingot being cast | |
| JP6869790B2 (ja) | 電力入力に基づき真空アーク再溶解炉を制御するためのシステムおよび方法 | |
| US5539768A (en) | Electric arc furnace electrode consumption analyzer | |
| RU2623526C2 (ru) | Способ непрерывного литья слитка из титана или титанового сплава | |
| RU2278176C1 (ru) | Способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки | |
| RU2164957C1 (ru) | Способ вакуумного дугового переплава слитков | |
| CN116904755A (zh) | 一种降低氧化物夹杂含量的真空自耗重熔冶炼方法 | |
| JP5523738B2 (ja) | 真空アーク溶解方法および真空アーク溶解炉 | |
| JP6104751B2 (ja) | 真空アーク溶解法によるインゴットの製造方法 | |
| JPH06624A (ja) | 自動制御プラズマ溶解鋳造方法および自動制御プラズマ溶解鋳造装置 | |
| RU2227167C1 (ru) | Способ контроля и регулирования межэлектродного промежутка в процессе вакуумной дуговой плавки и устройство для его осуществления | |
| MXPA01012249A (es) | Procedimiento para determinar la longitud del electrodo y la profundidad del bano en un horno de arco electrico. | |
| CN104630494A (zh) | 一种电渣重熔过程控制系统及其控制方法 | |
| RU2425156C2 (ru) | Способ контроля и стабилизации межэлектродного промежутка | |
| RU2375473C1 (ru) | Способ контроля процесса вакуумной дуговой плавки | |
| JPH1183330A (ja) | アーク溶解炉の溶解進捗評価方法 | |
| RU2532537C1 (ru) | Способ электрошлаковой выплавки стали с получением полого слитка | |
| RU2374337C1 (ru) | Способ контроля межэлектродного промежутка в процессе вакуумной дуговой плавки | |
| RU2386707C1 (ru) | Способ получения монолитных слитков-электродов | |
| CN113714495A (zh) | 连铸中间包直流等离子电弧加热控制方法 | |
| JP6050173B2 (ja) | プラズマ加熱制御装置とプラズマ加熱制御方法 | |
| RU2247787C1 (ru) | Способ вакуумного дугового переплава слитков | |
| JP2001219250A (ja) | タンディッシュ内溶鋼温度の制御装置、方法、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 | |
| RU2749010C1 (ru) | Способ вакуумного дугового окончательного переплава слитков из титанового сплава марки вт3-1 |