[go: up one dir, main page]

RU2506142C1 - Method electroslag casting of billet of casing with branch pipe - Google Patents

Method electroslag casting of billet of casing with branch pipe Download PDF

Info

Publication number
RU2506142C1
RU2506142C1 RU2012140347/02A RU2012140347A RU2506142C1 RU 2506142 C1 RU2506142 C1 RU 2506142C1 RU 2012140347/02 A RU2012140347/02 A RU 2012140347/02A RU 2012140347 A RU2012140347 A RU 2012140347A RU 2506142 C1 RU2506142 C1 RU 2506142C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
smelting
electric power
nozzle
nozzles
pipe
Prior art date
Application number
RU2012140347/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Семенович Дуб
Леонид Яковлевич Левков
Игорь Александрович Свитенко
Юрий Николаевич Кригер
Владимир Константинович Николин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority to RU2012140347/02A priority Critical patent/RU2506142C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2506142C1 publication Critical patent/RU2506142C1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrometallurgy and can be used for moulding shaped billets, in particularly, cases of fountain accessories with flanges and pipes. Remelting of consumable electrode in flux bath with smelting of vertical case and horizontal branch pipes and with increasing the electric power in smelting of branch pipes. Prior to smelting the branch pipes die is heated in their forming zone by hot water. Then, electric power fed to flux bath is increased by 11-16%. Said electric power is smoothly decreased after termination of branch pipe smelting by 28-35% to heating conditions and retained for 0.4-0.7 of total time of smelting. Thereafter, electric power is smoothly increased to working level to smelt the case remainder and kept invariable till the start of pipe discharge before terminating of smelting.
EFFECT: higher metal quality at pipe-to-case joint.

Description

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для выплавления фасонных заготовок, в частности корпусов фонтанной арматуры, с фланцами и патрубками.The invention relates to electrometallurgy and can be used for the smelting of shaped billets, in particular, bodies of fountain fittings, with flanges and nozzles.

Известен способ электрошлаковой выплавки заготовки корпуса с патрубком включающий переплав расходуемого электрода в шлаковой ванне с образованием металлической ванны, кристаллизующейся в заготовку, форма которой соответствует форме кристаллизатора, причем при заполнении шлаком 0,1-0,25 объема патрубка кристаллизатора его перегревают на 50-200°C, а при заполнении шлаком свыше 0,25 объема патрубка перегрев снижают на 40-60% и поддерживают температуру шлака неизменной до начала выхода шлака из патрубка, после чего температуру шлаковой ванны дополнительно понижают до температуры, соответствующей температуре при выплавке корпуса.A known method of electroslag smelting of a body preform with a nozzle comprising remelting a consumable electrode in a slag bath to form a metal bath crystallizing into a preform, the shape of which corresponds to the mold, and when slag is filled with 0.1-0.25 volume of the crystallizer nozzle, it is overheated by 50-200 ° C, and when filling with slag over 0.25 of the volume of the nozzle, overheating is reduced by 40-60% and the temperature of the slag is kept constant until the beginning of the exit of slag from the nozzle, after which the temperature of the slag bath is tively lowered to a temperature corresponding to the temperature in the melting of the housing.

(SU 1462820, C22B 9/18, опубликовано 20.03.1997).(SU 1462820, C22B 9/18, published 03/20/1997).

Наиболее близким по технической сущности является способ электрошлаковой выплавки заготовки корпус с патрубком, включающий переплав расходуемого электрода в шлаковой ванне с увеличением вводимой в нее мощности до 30% в процессе выплавки патрубка, причем в процессе выплавки патрубка в период уменьшения высоты шлаковой ванны до 0,8 ее высоты при выплавке корпуса мощность увеличивают на 1-5% за счет повышения напряжения, а в период уменьшения высоты шлаковой ванны от 0,7 до 0,5 упомянутой величины дальнейшее увеличение мощности производят за счет увеличения тока на 10-15% и дополнительного повышения напряженности на 3,5-5% по сравнению с величиной напряжения при выплавке корпуса.The closest in technical essence is the method of electroslag smelting of the workpiece body with a nozzle, including remelting the consumable electrode in a slag bath with an increase in the input power to it up to 30% in the process of smelting the nozzle, moreover, in the process of smelting the nozzle in the period of decreasing the height of the slag bath to 0.8 its height when smelting the body, the power is increased by 1-5% due to increased voltage, and during a decrease in the height of the slag bath from 0.7 to 0.5 of the above value, a further increase in power is produced due to m current is increased by 10-15% and further increase the tension in the 3.5-5% compared with the voltage value of the smelting enclosure.

(SU 1387461, C22B 9/18, опубликовано 27.01.1997).(SU 1387461, C22B 9/18, published 01/27/1997).

Недостатком известных технических решений является низкое качество металла выплавляемого патрубка и зоны сопряжения патрубка с корпусом.A disadvantage of the known technical solutions is the low quality of the metal of the smelted nozzle and the interface zone of the nozzle with the housing.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение качества металла выплавляемого патрубка и металла в зоне сопряжения патрубка с корпусом.The objective and technical result of the invention is to improve the quality of the metal of the smelted nozzle and the metal in the zone of connection of the nozzle with the housing.

Технический результат достигается тем, что способ электрошлаковой выплавки заготовки корпуса с патрубком включает переплав расходуемого электрода в шлаковой ванне с увеличением вводимой в нее мощности во время выплавки патрубка, причем до начала времени выплавки патрубка кристаллизатор в зоне формирования патрубка дополнительно подогревают горячей водой, а с начала выплавки патрубка увеличивают вводимую электрическую мощность на 11-16%, которую с завершением выплавления патрубка плавно уменьшают на 28-35% до режима обогрева и поддерживают в течение 0,4-0,7 общего времени выплавления заготовки корпуса с патрубком, после чего плавно увеличивают до величины, обеспечивающей выплавление оставшейся части корпуса и поддерживают ее неизменной до начала вывода усадочной раковины перед завершением процесса выплавки.The technical result is achieved by the fact that the method of electroslag smelting of the body blank with the nozzle includes remelting the consumable electrode in the slag bath with an increase in the power introduced into it during the melting of the nozzle, and before the start of the melting of the nozzle, the mold in the formation zone of the nozzle is additionally heated with hot water, and from the beginning smelting of the nozzle increases the input electric power by 11-16%, which, with the completion of the melting of the nozzle, gradually decreases by 28-35% to the heating mode and maintains during 0.4-0.7 total time of melting the billet of the body with the nozzle, then gradually increase to a value that ensures the remaining part of the body is melted and keep it unchanged until the beginning of the shrinkage shell withdrawal before completion of the melting process.

Известно, что кристаллизация слитка при электрошлаковом переплаве характеризуется динамическим равновесием между теплом, вводимым в металлическую ванну, и теплом, отводимым в затвердевшую часть слитка и в стенки кристаллизатора.It is known that crystallization of an ingot during electroslag remelting is characterized by a dynamic equilibrium between the heat introduced into the metal bath and the heat removed to the solidified part of the ingot and to the walls of the mold.

Увеличение мощности, описываемое в известном способе, нарушает упомянутое динамическое равновесие и является причиной образования слоистой ликвации из-за периодического изменения скорости кристаллизации, влекущей за собой изменение состава слоев металла, закристаллизовавшихся с различными скоростями.The increase in power described in the known method violates the aforementioned dynamic equilibrium and is the reason for the formation of layered segregation due to a periodic change in the crystallization rate, which entails a change in the composition of metal layers that crystallize at different rates.

Кроме того, при резких изменениях температурных режимов плавки обычно наблюдается в зоне изменения скорости кристаллизации грубые кристаллизационные полосы, загрязненные цепочками сульфидов.In addition, with sharp changes in the temperature conditions of melting, coarse crystallization bands, contaminated with sulfide chains, are usually observed in the zone of change in the crystallization rate.

В зоне выплавления патрубка, ось которого расположена горизонтально, происходит уменьшение шлаковой и металлической ванн и одновременно появляется дополнительная зона охлаждения со стороны стенок кристаллизатора, формирующих патрубок, при этом подпитка зоны патрубка расплавляемым металлом расходуемого электрода осуществляется менее нагретым металлом из-за удаления его от подэлектродной зоны - места ввода тепла в расплав.In the melting zone of the nozzle, the axis of which is horizontal, there is a decrease in slag and metal baths and at the same time an additional cooling zone appears on the side of the walls of the mold forming the nozzle, while the zone of the nozzle is melted by the metal of the consumable electrode by less heated metal due to its removal from the sub electrode zone - the place of heat input into the melt.

Все это приводит к различию в скорости кристаллизации металла в корпусе и патрубке, что вызывает внеосевую ликвацию - пятнистую ликвацию и ликвационные полосы в зоне сопряжения корпуса с патрубком.All this leads to a difference in the rate of crystallization of the metal in the housing and the pipe, which causes off-axis segregation - spotted segregation and segregation strips in the area of the interface of the housing with the pipe.

Предложенное техническое решение значительно улучшает качество металла в выплавляемом патрубке и зоне сопряжения корпуса с патрубком.The proposed technical solution significantly improves the quality of the metal in the lost wax pipe and the interface zone between the housing and the pipe.

Увеличение мощности в период выплавления осевой зоны патрубка сдвигает образование ликвационных зон в его осевую часть, где они удаляются при механической расточке полости в патрубке.The increase in power during the smelting of the axial zone of the nozzle shifts the formation of segregation zones to its axial part, where they are removed by mechanical boring of the cavity in the nozzle.

Уменьшение мощности до режима обогрева после выплавления патрубка позволяет вывести усадочную раковину из сопрягаемой зоны корпуса и патрубка, которая появляется вследствие разной глубины металлической ванны в корпусе и патрубке, кроме того, обогрев способствует выведению запутавшегося в жидком металле шлака из зоны патрубка и исключает образование мостов при усадке.Reducing the power to the heating mode after melting the nozzle allows you to remove the shrink shell from the mating zone of the housing and the nozzle, which appears due to the different depths of the metal bath in the housing and the nozzle, in addition, heating helps to remove slag tangled in the liquid metal from the nozzle zone and eliminates the formation of bridges when shrinkage.

Обогрев зоны формирования патрубка горячей водой до начала его заполнения расплавом шлака и металла уменьшает отвод тепла из зоны выплавления патрубка и способствует уменьшению образованию гофр и шлаковых включений на поверхности выплавляемого патрубка.Heating the pipe formation zone with hot water before it begins to be filled with slag and metal melt reduces heat removal from the pipe melting zone and helps to reduce the formation of corrugations and slag inclusions on the surface of the smelted pipe.

Опытные плавки проводились на экспериментальной установке ЭШП в НПО ЦНИИТМАШ. Выплавляли корпус фонтанной арматуры массой 175 кг. В качестве расходуемого электрода для переплава в шлаковой ванне использовали непрерывно литую заготовку ϕ 100 мм из коррозионно-стойкой стали 04X13H4M. Заготовка корпуса фонтанной арматуры представлял собой цилиндр с двумя фланцами на концах, снабженный двумя патрубками под углом 90°, размещенными в середине корпуса на одной оси.Experimental swimming trunks were carried out at the experimental installation of ESR at NPO TsNIITMASH. Smelted the fountain body weighing 175 kg. As a consumable electrode for remelting in a slag bath, a continuously cast billet of ϕ 100 mm from 04X13H4M stainless steel was used. The workpiece of the fountain valve body was a cylinder with two flanges at the ends, equipped with two nozzles at an angle of 90 °, placed in the middle of the body on one axis.

При осуществлении способа формировали вертикально размещенный корпус с фланцами и горизонтально размещенные патрубки. Процесс электрошлаковой выплавки начинали с выплавки нижнего фланца корпуса с рабочей величиной вводимой мощностью выплавки 133 кВт при токе 3,5 кА и напряжении 38,0 В от источника электрической энергии.When implementing the method, a vertically placed housing with flanges and horizontally placed nozzles were formed. The process of electroslag smelting began with the smelting of the lower flange of the casing with a working value of the input smelting capacity of 133 kW at a current of 3.5 kA and a voltage of 38.0 V from an electric energy source.

До начала времени выплавки горизонтально формируемых патрубков кристаллизатор в зоне формирования патрубков дополнительной подогревали горячей водой с температурой 90-95°C, циркулирующей в теплообменниках, размещенных на корпусе кристаллизатора.Before the start of melting of horizontally formed nozzles, the mold in the zone of nozzle formation was additionally heated with hot water with a temperature of 90-95 ° C circulating in heat exchangers placed on the mold body.

С начала выплавки патрубка вводимую электрическую мощность увеличивали на 12,7% до 150 кВт при токе 4,0 кА и напряжении 37,5 В.From the beginning of the smelting of the pipe, the input electric power was increased by 12.7% to 150 kW at a current of 4.0 kA and a voltage of 37.5 V.

После завершения выплавления патрубков вводимую электрическую мощность плавно уменьшали на 32,8% до режима обогрева 100,8 кВт при токе 2,8 кА и напряжении 36,0 В и поддерживали этот режим в течении 22 минут, что составляет 0,48 времени выплавления заготовки, затем плавно увеличивали мощность на до рабочего значения 133 кВт при токе 3,5 кА и напряжении 38,0 В (увеличение на 30-35%), обеспечивающей выплавление оставшейся части корпуса, поддерживают ее неизменной до начала вывода усадочной раковины перед завершением процесса выплавки. Общее время выплавки заготовки корпуса с патрубками составило 45 минут.After completion of the smelting of the nozzles, the input electric power was gradually reduced by 32.8% to a heating mode of 100.8 kW at a current of 2.8 kA and a voltage of 36.0 V, and this mode was maintained for 22 minutes, which is 0.48 the time of smelting the workpiece , then gradually increased power by up to a working value of 133 kW at a current of 3.5 kA and a voltage of 38.0 V (an increase of 30-35%), which ensures the remaining part of the body is melted, keep it unchanged until the start of the shrinkage shell before completion of the smelting process . The total melting time for the billet body with nozzles was 45 minutes.

Для исследования качества металла и химического состава из патрубка, а также корпуса в области его сопряжения с патрубком, вырезали осевые темплеты. Проведенный анализ показал однородность химического состава металла во всех исследованных областях заготовки корпуса с патрубком. Металл по всему сечению темплетов плотный, без рыхлот и пористости, а внеосевая, пятнистая и слоистая ликвации в зоне сопряжения корпуса с патрубком отсутствуют.To study the quality of the metal and the chemical composition, axial templates were cut out of the nozzle, as well as the housing in the area of its interface with the nozzle. The analysis showed the uniformity of the chemical composition of the metal in all studied areas of the workpiece housing with the pipe. The metal over the entire cross section of the templates is dense, without looseness and porosity, and there are no off-axis, spotted, and layered segregations in the interface between the housing and the pipe.

Claims (1)

Способ электрошлаковой выплавки заготовки корпуса фонтанной арматуры с патрубками, включающий переплав расходуемого электрода в шлаковой ванне с выплавкой вертикального корпуса и горизонтальных патрубков и увеличением вводимой в нее электрической мощности во время выплавки патрубков, отличающийся тем, что до начала выплавки патрубков кристаллизатор в зоне их формирования дополнительно подогревают горячей водой, а затем увеличивают вводимую в шлаковую ванну электрическую мощность на 11-16%, которую с завершением выплавления патрубков плавно уменьшают на 28-35% до режима обогрева и поддерживают в течение 0,4-0,7 общего времени выплавления упомянутой заготовки, после чего осуществляют плавное увеличение вводимой электрической мощности до рабочего значения с обеспечиванием выплавления оставшейся части корпуса и поддерживают ее неизменной до начала вывода усадочной раковины перед завершением процесса выплавки. Method of electroslag smelting of a workpiece of a fountain valve body with nozzles, including remelting of a consumable electrode in a slag bath with smelting of a vertical housing and horizontal nozzles and increasing the electric power introduced into it during smelting of nozzles, characterized in that prior to the smelting of nozzles the mold is additionally in the formation zone heated with hot water, and then increase the electric power introduced into the slag bath by 11-16%, which with the completion of smelting smoothly reduce by 28-35% to the heating mode and maintain for 0.4-0.7 the total melting time of the aforementioned workpiece, after which a smooth increase in the input electric power to the operating value is carried out, ensuring that the remaining part of the body is melted and keep it unchanged until the beginning withdrawal of the shrink shell before the completion of the smelting process.
RU2012140347/02A 2012-09-21 2012-09-21 Method electroslag casting of billet of casing with branch pipe RU2506142C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140347/02A RU2506142C1 (en) 2012-09-21 2012-09-21 Method electroslag casting of billet of casing with branch pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140347/02A RU2506142C1 (en) 2012-09-21 2012-09-21 Method electroslag casting of billet of casing with branch pipe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2506142C1 true RU2506142C1 (en) 2014-02-10

Family

ID=50032171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012140347/02A RU2506142C1 (en) 2012-09-21 2012-09-21 Method electroslag casting of billet of casing with branch pipe

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2506142C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597479C1 (en) * 2015-06-10 2016-09-10 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" АО "НПО "ЦНИИТМАШ" Method of electroslag casting of steam shutoff valves housing billet

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE116855C (en) *
SU1387461A1 (en) * 1986-01-06 1997-01-27 Научно-производственное объединение по технологии машиностроения Method of electroslag smelting of shaped blank of "casing with branch pipe" type
SU1462820A1 (en) * 1986-12-25 1997-03-20 Чеховский завод энергетического машиностроения Method of electroslag melting of casting of body with branch pipe type

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE116855C (en) *
SU1387461A1 (en) * 1986-01-06 1997-01-27 Научно-производственное объединение по технологии машиностроения Method of electroslag smelting of shaped blank of "casing with branch pipe" type
SU1462820A1 (en) * 1986-12-25 1997-03-20 Чеховский завод энергетического машиностроения Method of electroslag melting of casting of body with branch pipe type

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Электрошлаковые печи. Под редакцией академика Б.Е. Патона. - Киев: Наукова Думка, 1976, с.310, рис.340, с.318-320. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597479C1 (en) * 2015-06-10 2016-09-10 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" АО "НПО "ЦНИИТМАШ" Method of electroslag casting of steam shutoff valves housing billet

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2663661C2 (en) Method and installation for manufacture of large diameter ingots
CN101745611B (en) Method and apparatus for producing high-strength aluminum slabs
CN101480715A (en) Electroslag smelting casting device with additional electromagnetic stirring and method
CN104827007A (en) Large-scale uniform-structure alloy ingot continuous casting preparation method and magnetic control electroslag continuous casting device
CN105177317B (en) Feeding process for rectangular smelting section of titanium or titanium alloy electron beam cold hearth furnace
CN103526038B (en) A kind of high-strength high-plasticity TWIP steel esr production method
CN204474736U (en) A kind of acceleration condensation crystallizer
CN101905298B (en) Device and method for manufacturing copper or copper alloy slab
RU2506142C1 (en) Method electroslag casting of billet of casing with branch pipe
JP6611331B2 (en) Continuous casting method of slab made of titanium or titanium alloy
CN109047685B (en) Method for preparing steel ingot
CN104959557B (en) Method for electromagnetic continuous casting of bimetallic multilayer round billet
JP5741402B2 (en) Continuous casting method for circular section slabs
CN204975244U (en) Compound layer circle base electromagnetism casting machine of bimetal
CN105033217A (en) Continuous casting method
CN104889351A (en) Casting method and casting mould for casting
RU2015133468A (en) CONTINUOUS CASTING METHOD FOR INGOT MADE FROM TITANIUM OR TITANIUM ALLOY
RU2597479C1 (en) Method of electroslag casting of steam shutoff valves housing billet
JP5822519B2 (en) Melting furnace for metal melting
RU2245754C1 (en) Metal semi-continuous casting process
KR102442579B1 (en) Manufacturing method of titanium casting parts
JP5691949B2 (en) Continuous casting method for large-section slabs
CN105436441A (en) Continuous casting and continuous extruding method
JP4505811B2 (en) Casting method for molten alloy
CN103639375A (en) Vibrating vertical straight-tube channel method and device for preparing semi-solid metal

Legal Events

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

Effective date: 20140922

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160720

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170630

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170922