RU2374338C1 - Способ подготовки расходуемого электрода - Google Patents
Способ подготовки расходуемого электрода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374338C1 RU2374338C1 RU2008122146/02A RU2008122146A RU2374338C1 RU 2374338 C1 RU2374338 C1 RU 2374338C1 RU 2008122146/02 A RU2008122146/02 A RU 2008122146/02A RU 2008122146 A RU2008122146 A RU 2008122146A RU 2374338 C1 RU2374338 C1 RU 2374338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- consumable electrode
- melting
- heating
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 abstract 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- -1 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 description 1
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области специальной электрометаллургии и может быть использовано для выплавки слитков тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов, преимущественно титановых. Способ включает нагрев и обезвоживание расходуемого электрода путем пропускания тока короткого замыкания, которое производят в вакуумной дуговой печи по замкнутой системе электрод - изложница - источник питания в процессе вакуумирования печи перед началом процесса плавки. Нагрев расходуемого электрода в процессе вакуумирования производят до температуры 150-170°С. Изобретение позволяет повысить качество выплавляемого металла и стабильность технологического процесса за счет снижения содержания влаги. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области специальной электрометаллургии и может быть использовано для выплавки слитков тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов, преимущественно титановых, применяемых в аэрокосмической технике, машиностроении, химической промышленности, медицине и других областях техники.
Наиболее распространенным технологическим способом производства титановых сплавов является вакуумный дуговой переплав (ВДП) расходуемых электродов, которые изготовляют методом прессования из титановой губки с добавлением лигатуры и титановых отходов.
Обязательным условием при производстве данных сплавов является ограничение по содержанию примесей, в частности таких, как кислород и водород. Их количество может возрасти при наличии воды в составе шихтовых материалов в процессе ее диссоциации при плавке.
Расходуемый электрод является гигроскопичным в силу пористости губки, а также из-за присутствия в губчатом титане хлористого магния. Хлористый магний, свободно сообщающийся с атмосферным воздухом, может увлажняться, образуя соли шестиводного хлористого магния, в котором вода связана на молекулярном уровне и практически полностью не удаляется наиболее распространенным способом сушки - нагревом в печах до температуры 200°с в течение 10 часов. Кроме того, вода, попадающая из воздуха и не связанная солями магния из-за гигроскопичности материала прессованного электрода, проникает в его внутренние слои и также неэффективно удаляется используемыми в сегодняшней технологии способами сушки. Необходимо также для сохранения эффекта обезвоживания регламентирование промежутка времени пребывания расходуемого электрода перед плавкой. Повышение качества и интенсивности процесса обезвоживания теоретически возможно в вакууме, но на практике требует неприемлемых больших временных и денежных затрат.
Известен электрокальцинатор для глубокой прокалки углеродистых материалов, содержащий вертикальную прокалочную камеру с разгрузочными каналами в ее нижней части, верхний и нижний электроды с соответствующими электроконтактными узлами, нижний электрод выполнен составным из углеродистых блоков, уложенных друг на друга соосно в горизонтальной плоскости в диаметральном направлении нижней части прокалочной камеры, при этом концевые части электрода помещены в угольную футеровку прокалочной камеры между разгрузочными каналами (Патент РФ №2234037, опубл. 2004.08.10, МПК F27B 14/06). Изобретение обеспечивает глубокую и равномерную прокалку углеродистых материалов и надежную работу.
Недостатком данного изобретения является наличие сложного технологического оборудования, специализированного только для прокаливаемости сыпучих материалов.
Известен способ сушки влажных сыпучих материалов, включающий нагрев материала посредством электрического тока, превращение содержащейся в материале влаги в парообразное состояние и отвод пара, при этом влажный материал приводят в контакт с электродами и включают непосредственно в электрическую цепь, а контроль за процессом сушки осуществляют по величине протекающего в цепи тока (Патент РФ №2143655, МПК F26B 3/34, опубл. 1999.12.27). Вакуумная обработка или продувка просушиваемого материала сжатым воздухом или иным газом одновременно с пропусканием электрического тока облегчает удаление паров влаги и ускоряет процесс сушки. Способ позволяет с низкими энергозатратами просушивать влажные материалы, например гранулированные или механически измельченные шлаки цветной металлургии и продукты их сепарации в водной среде.
Недостатком данного способа является то, что необходимо наличие сложного технологического оборудования, а способ может быть использован для сушки лишь тех материалов, которые являются проводниками электрического тока во влажном состоянии.
Известен способ получения восстановленных материалов из рудного сырья, включающий размещение рабочего тела в вакуумной камере, непрерывное вакуумирование рабочей полости, нагрев рабочего тела пропусканием электрического тока и удаление газообразных продуктов, выделяющихся при нагревании, из рабочей полости (Патент РФ №2096482, МПК С21В 13/00, опубл. 1997.11.20) - прототип.
Недостатком известного способа является то, что он предназначен для переработки рабочих тел, состоящих из сыпучих материалов и имеющих относительно небольшие геометрические размеры, и не может быть использован для сушки прессованного электрода, имеющего диаметр до 850 мм и высоту до 5500 мм. Для реализации способа требуется дорогостоящее технологическое оборудование и он не гарантирует от насыщения влагой электрода в промежутки времени от проведения сушки до проведения плавки.
Задача изобретения - повышение качества выплавляемого металла и стабильности технологического процесса за счет снижения содержания влаги.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является максимальное удаление влаги из расходуемого электрода непосредственно перед началом плавки за счет использования технологических возможностей имеющегося стандартного плавильного оборудования.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе подготовки электрода, включающем его нагрев путем пропускания электрического тока, обезвоживание электрода производят в вакуумной дуговой печи пропусканием тока короткого замыкания по замкнутой системе электрод - изложница - источник питания в процессе вакуумирования печи перед началом процесса плавки.
Целесообразно нагревать расходуемый электрод в процессе вакуумирования в пределах температур 150-170°С.
При пропускании тока короткого замыкания по замкнутой системе расходуемый электрод - изложница - источник питания в расходуемом электроде течет постоянный ток, в результате чего в соответствии с законом Джоуля -Ленца расходуемый электрод и водоохлаждаемый поддон изложницы нагреваются. Избыток тепла в поддоне отводится в водоохлаждаемую систему и его температура не превышает допустимых рабочих температур. В расходуемом электроде происходит равномерный нагрев по всему его объему. Интенсивность его нагрева определяется подводимой мощностью электрического тока и подбирается опытным путем, при котором температура электрода в конце процесса вакуумирования должна находиться в пределах 150-170°С. Нагрев электрода до температуры в данном диапазоне вполне достаточен для надежного удаления влаги и оптимален по расходу электроэнергии. При нагреве влага, находящаяся в электроде, испаряется. Скорость испарения в вакууме выше, чем при атмосферном давлении. Скорость диффузии также зависит от давления и температуры пара. С уменьшением давления и увеличением температуры среды коэффициент диффузии увеличивается. Это объясняется тем, что с уменьшением давления в поверхностном слое слабеют молекулярные связи и диффузия молекул в среду происходит интенсивнее.
Интенсивность испарения влаги с поверхности электрода, увеличенная за счет создания вакуума, вызывает быстрое снижение ее влажности до предела гигроскопичности. Влага из внутренних объемов перемещается к поверхности.
Изобретение поясняется чертежом, где показаны водоохлаждаемая изложница с поддоном 1, расходуемый электрод 2, вакуумная система 3, механизм подъема электрододержателя 4, электрододержатель 5, источник питания 6.
Способ реализуется следующим образом.
Электрод 1 устанавливают в водоохлаждаемую изложницу с поддоном 2, посредством механизма подъема электродержателя 4 и электрододержателя 5 обеспечивают плотный контакт между расходуемым электродом 2 и поддоном изложницы 1, включают систему охлаждения и систему вакуумирования 3. Затем подают ток короткого замыкания по замкнутой системе «расходуемый электрод - изложница - источник питания». Под действием однородного электрического тока расходуемый электрод нагревается. Температура нагрева электрода регулируется известным способом. После проведения вакуумирования далее плавка проводится в штатном режиме.
Пример конкретного выполнения. Способ был реализован на вакуумной дуговой печи с внутренним диаметром рабочей камеры 770 мм, которая используется для выплавки слитков титановых сплавов массой 8 т. Был выплавлен слиток марки ВТ 6. Вакуумирование печи с одновременной подачей тока короткого замыкания по замкнутой системе расходуемый электрод - изложница - источник питания проводилось в течение 45 минут до достижения величины остаточного давления, равного 0,1-0,3 мм рт.ст. Подавался ток короткого замыкания напряжением до 10 В и силой до 25 кА, при этом температура слитка в конце процесса вакуумирования составила 162°С. Затем процесс подачи тока короткого замыкания был прекращен, и далее плавка проводилась в штатном режиме. Качество выплавленного слитка соответствовало требованиям нормативно-технической документации.
Заявленный способ позволяет с минимальными затратами производить подготовку расходуемого электрода непосредственно перед его плавкой на штатном плавильном оборудовании и производственных площадях без дополнительных капитальных и временных затрат.
Claims (2)
1. Способ подготовки расходуемого электрода, отличающийся тем, что осуществляют нагрев и обезвоживание расходуемого электрода путем пропускания тока короткого замыкания в вакуумной дуговой печи по замкнутой системе электрод-изложница-источник питания в процессе вакуумирования печи перед началом процесса плавки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев расходуемого электрода в процессе вакуумирования производят до температуры 150-170°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008122146/02A RU2374338C1 (ru) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Способ подготовки расходуемого электрода |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008122146/02A RU2374338C1 (ru) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Способ подготовки расходуемого электрода |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2374338C1 true RU2374338C1 (ru) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008122146/02A RU2374338C1 (ru) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Способ подготовки расходуемого электрода |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2374338C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105611663A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-05-25 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种真空自耗炉用电极及其焊接方法和真空自耗熔炼补缩的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2044081C1 (ru) * | 1992-09-16 | 1995-09-20 | Акционерное общество открытого типа специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы" | Способ подготовки электрода из инструментальной стали к электрошлаковому переплаву |
| RU2096482C1 (ru) * | 1995-06-13 | 1997-11-20 | Александр Абрамович Вертман | Способ получения восстановленных материалов из рудного сырья |
| RU2143655C1 (ru) * | 1998-07-13 | 1999-12-27 | ОАО "Красноярский завод цветных металлов" | Способ сушки влажных сыпучих материалов |
| JP2002180126A (ja) * | 2000-12-07 | 2002-06-26 | Daido Steel Co Ltd | 雰囲気炉用カーボン部材の酸化防止方法および雰囲気炉 |
-
2008
- 2008-06-02 RU RU2008122146/02A patent/RU2374338C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2044081C1 (ru) * | 1992-09-16 | 1995-09-20 | Акционерное общество открытого типа специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы" | Способ подготовки электрода из инструментальной стали к электрошлаковому переплаву |
| RU2096482C1 (ru) * | 1995-06-13 | 1997-11-20 | Александр Абрамович Вертман | Способ получения восстановленных материалов из рудного сырья |
| RU2143655C1 (ru) * | 1998-07-13 | 1999-12-27 | ОАО "Красноярский завод цветных металлов" | Способ сушки влажных сыпучих материалов |
| JP2002180126A (ja) * | 2000-12-07 | 2002-06-26 | Daido Steel Co Ltd | 雰囲気炉用カーボン部材の酸化防止方法および雰囲気炉 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105611663A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-05-25 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种真空自耗炉用电极及其焊接方法和真空自耗熔炼补缩的方法 |
| CN105611663B (zh) * | 2016-03-23 | 2019-03-05 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 真空自耗炉用电极及焊接方法和真空自耗熔炼补缩的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA74941C2 (en) | A metal-thermal process for producing magnesium and vacuum induction furnace for realizing the same | |
| WO2022019172A1 (ja) | 有価金属を回収する方法 | |
| JP4593109B2 (ja) | 金属を溶融させる方法及び装置 | |
| WO2012164976A1 (ja) | 有価金属回収方法 | |
| JP5406630B2 (ja) | 脱亜鉛装置および脱亜鉛方法 | |
| US8009717B2 (en) | Process and equipment for the treatment of loads or residues of non-ferrous metals and their alloys | |
| CN105603209A (zh) | 一种喷吹式感应熔炼炉 | |
| RU2374338C1 (ru) | Способ подготовки расходуемого электрода | |
| CN106906356B (zh) | 一种钒钛磁铁矿的处理装置及处理方法 | |
| JP5513389B2 (ja) | シリコンの精製方法 | |
| CN104310405A (zh) | 一种微波等离子体辅助的多晶硅提纯方法 | |
| JP2001335854A (ja) | 高純度金属精製装置及び高純度金属精製方法 | |
| RU2403299C1 (ru) | Способ вакуумной очистки кремния и устройство для его осуществления (варианты) | |
| EP2319946A1 (en) | Dezincing apparatus and dezincing method | |
| JP6022713B2 (ja) | 溶鉄処理装置およびその処理方法 | |
| JPH101728A (ja) | 酸化錫の還元処理方法及び装置 | |
| RU2137857C1 (ru) | Способ получения чистого ниобия | |
| CA2358070C (en) | Carbothermic aluminium production using scrap aluminium as coolant | |
| US7753986B2 (en) | Titanium processing with electric induction energy | |
| RU2381990C1 (ru) | Способ вакуумной очистки кремния | |
| RU2270264C1 (ru) | Вакуумная дуговая печь с тепловым аккумулятором | |
| EP2530051A1 (en) | Reduction furnace body | |
| RU2509160C2 (ru) | Способ производства ферросилиция | |
| US20110042371A1 (en) | Dezincing Apparatus and Dezincing Method | |
| Hu et al. | Deoxidization mechanism of preparation FeTi alloy using ilmenite concentrate |