RU65051U1

RU65051U1 - INSTALLATION OF ELECTRIC SLAG REFINING AND METAL CASTING

Info

Publication number: RU65051U1
Application number: RU2007107828/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Анатольевич Бутов
Original assignee: Евгений Анатольевич Бутов
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2007-07-27

Abstract

Полезная модель относится к специальной электрометаллургии, в частности установкам электрошлакового переплава и литья металла.The utility model relates to special electrometallurgy, in particular, electroslag remelting and metal casting plants.

Предлагаемая установка, как и известные установки содержит: кантователь плавильной емкости с установленной на нем плавильной емкостью; колонну, на которой установлен электрододержатель с расходуемым электродом; укрепленный в донной части плавильной емкости водоохлаждаемый нерасходуемый электрод и донный токоподвод с горизонтально расположенной токоподводящей пластиной.The proposed installation, like well-known installations, contains: a tilter of a melting capacity with a melting capacity installed on it; a column on which an electrode holder with a consumable electrode is mounted; a water-cooled non-consumable electrode fixed in the bottom of the melting tank and a bottom current lead with a horizontally located current lead plate.

Но в отличие от известной - предлагаемая установка дополнительно содержит: укрепленный на прилегающей к стойкам кантователя наружной поверхности плавильной емкости по меньшей мере водоохлаждаемый охладитель, на котором укреплена вертикально установленная токоподводящая пластина, которая посредством горизонтально укрепленной снизу частью токоподводящей пластины прикреплена к подовому нерасходуемому электроду. При этом в рабочем положении плавильной емкости вертикально установленная на охладителе токоподводящая пластина находится в плотном и надежном контакте с другой вертикально установленной и, присоединенной к силовому электрокабелю, токоподводящей пластиной, укрепленной на несущей металлической пластине, которая, в свою очередь, установлена шарнирно на двух горизонтально установленных осях соответственно в опорных втулках на двух стойках кантователя плавильной емкости с возможностью поворота на этих осях на определенный угол относительно вертикальной плоскости и контактной поверхности вертикально установленной на охладителе плавильной емкости токоподводящей пластины. Кроме этого в предлагаемой установке в охлаждаемой полости водоохлаждаемого нерасходуемого электрода выполнено герметично сквозное отверстие, предназначенное для установки через него крепежного болта, скрепляющего токоподводящую пластину с подовым нерасходуемым электродом. 1 н.з.п. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.But unlike the known one, the proposed installation additionally contains: at least a water-cooled cooler mounted on the outer surface of the melting tank adjacent to the tilter racks, on which a vertically mounted current supply plate is mounted, which is attached to the bottom non-consumable electrode by a horizontally mounted bottom part of the current supply plate. At the same time, in the working position of the melting tank, the vertically mounted current supply plate on the cooler is in tight and reliable contact with another vertically installed and connected to the power electric cable, current supply plate mounted on a supporting metal plate, which, in turn, is pivotally mounted on two horizontally the installed axes, respectively, in the support sleeves on two racks of the tilter of the melting capacity with the possibility of rotation on these axes at a certain angle tionary vertical plane and the contact surface vertically mounted on the cooler melting unit current-supplying plate. In addition, in the proposed installation in a cooled cavity of a water-cooled non-consumable electrode, a hermetic through hole is made for installing a fixing bolt through it, fastening the current-supply plate with a bottom non-consumable electrode. 1 n.a.s. and 1 z.p. f-ly, 4 ill.

Description

Известна "Установка для выплавки и заливки шлака" по описанию изобретения к а.с. СССР №669752, класс МПК С22В 9/187, опубликовано 23.11.1991 г. в Бюл. №43 (1).Known "Installation for smelting and pouring slag" according to the description of the invention to and.with. USSR No. 669752, IPC class С22В 9/187, published 11/23/1991 in Bull. No. 43 (1).

Данная установка содержит корпус, колонну, на которой установлен электрододержатель с нерасходуемым электродом, тигель-ковш с донным токоподводом для выплавки шлака и желоб для заливки шлака в кристаллизатор. При этом установка снабжена шаровой опорой донного токоподвода, установленной под крышкой в полости стакана корпуса, а донный токоподвод выполнен в виде отдельной горизонтально расположенной пластины, закрепленной на шаровой опоре.This installation comprises a housing, a column on which an electrode holder with a non-consumable electrode is mounted, a crucible bucket with a bottom current lead for smelting slag, and a chute for pouring slag into the mold. In this case, the installation is equipped with a ball bearing of the bottom current lead, mounted under the cover in the cavity of the housing glass, and the bottom current lead is made in the form of a separate horizontally located plate mounted on the ball bearing.

Вместе с тем, данная установка имеет недостаток, заключающийся в том, что на горизонтально расположенную токоподводящую пластину, как правило, попадают брызги жидкого шлака и металла и застывают там, а также и мелкий мусор, которые остаются на горизонтальной поверхности токоподводящей пластины и нарушают надежный контакт токоподводящей пластины с донным нерасходуемым электродом, в результате чего резко возрастают энергопотери и перегревается токоподводящая пластина.At the same time, this installation has the disadvantage that, as a rule, splashes of liquid slag and metal get on the horizontally located current supply plate and freeze there, as well as small debris that remains on the horizontal surface of the current supply plate and breaks reliable contact a current-carrying plate with a bottom non-consumable electrode, as a result of which energy losses sharply increase and the current-carrying plate overheats.

Кроме этого, плавильное пространство плавильной емкости со временем в процессе эксплуатации приобретает несколько шарообразную форму (фиг.1) за счет интенсивного размывания футеровки жидким шлаком и металлом от высоких температур в процессе электрошлакового переплава и литья металла. А при повороте плавильной емкости при разливке металла весь жидкий металл из тигля, имеющего внутри шарообразную форму не выливается полностью и поэтому его остаток непременно застывает внутри тигля и остывая быстро окисляется и превращается в окалину. А удаление остатка застывшего металла является очень трудоемким процессом.In addition, the melting space of the melting capacity with time during operation takes on a somewhat spherical shape (Fig. 1) due to the intensive erosion of the lining by liquid slag and metal from high temperatures during electroslag remelting and metal casting. And when you turn the melting tank when casting the metal, all the liquid metal from the crucible, having a spherical shape inside, does not pour out completely and therefore its residue will certainly solidify inside the crucible and cooling rapidly oxidizes and turns into scale. And removing the rest of the solidified metal is a very time-consuming process.

Кроме этого в известных установках электрошлакового переплава и литья металла, очень слабым узлом является место крепления токоподводяшей пластины к подовому нерасходуемому электроду, а конкретно болт крепления очень быстро и часто перегорает от высоких температур, возникавших в подовых нерасходуемых электродах, особенно в неохлаждаемых.In addition, in known installations of electroslag remelting and metal casting, a very weak knot is the place where the current-conducting plate is attached to the hearth non-consumable electrode, and specifically, the fastening bolt very quickly and often burns out from high temperatures that arise in the hearth non-consumable electrodes, especially in uncooled ones.

Поэтому ресурс надежной работы установки во многом зависит также и от надежной работы данного узла крепления болта.Therefore, the resource of reliable operation of the installation also largely depends on the reliable operation of this bolt mount.

Целью при разработке предлагаемой полезной модели является создание более совершенной конструкции установки электрошлакового переплава и литья металла, в которой будут устранены недостатки известной вышеназванной установки.The aim in the development of the proposed utility model is to create a more advanced installation design of electroslag remelting and metal casting, in which the disadvantages of the known above-mentioned installation will be eliminated.

Указанная цель и технический результат реализуются следующим образом.The specified goal and technical result are implemented as follows.

Но в отличие от известной установки - предлагаемая установка дополнительно содержит: укрепленный на прилегающей к стойкам кантователя наружной поверхности плавильной емкости по меньшей мере водоохлаждаемый охладитель, на котором укреплена вертикально установленная токоподводящая пластина, которая посредством горизонтально укрепленной снизу частью токоподводящей пластины прикреплена к подовому нерасходуемому электроду.But unlike the known installation, the proposed installation additionally contains: at least a water-cooled cooler mounted on the outer surface of the melting tank adjacent to the tilter racks, on which a vertically mounted current supply plate is mounted, which is attached to the bottom non-consumable electrode by means of a horizontally mounted bottom part of the current supply plate.

При этом в рабочем положении плавильной емкости вертикально установленная на охладителе токоподводящая пластина находится в плотном и надежном контакте с другой вертикально установленной и, присоединенной к силовому электрокабелю, токоподводяшей пластиной, укрепленной на несущей металлической пластине, которая, в свою очередь, установлена шарнирно на двух горизонтально установленных осях соответственно в опорных втулках на двух стойках кантователя плавильной емкости с возможностью поворота на этих осях на определенный угол относительно вертикальной плоскости и контактной поверхности вертикально установленной на охладителе плавильной емкости токоподводяшей пластины.In this case, in the working position of the melting tank, the vertically mounted current supply plate on the cooler is in tight and reliable contact with another vertically installed and connected to the power electric cable, current supply plate mounted on a supporting metal plate, which, in turn, is pivotally mounted on two horizontally the installed axes, respectively, in the support sleeves on two racks of the tilter of the melting capacity with the possibility of rotation on these axes at a certain angle tionary vertical plane and the contact surface vertically mounted on the melting vessel tokopodvodyashey cooler plate.

Кроме этого в предлагаемой установке в охлаждаемой полости подового водоохлаждаемого нерасходуемого электрода выполнено герметично сквозное отверстие, предназначенное для установки через него крепежного болта, скрепляющего токоподводяшую пластину с подовым нерасходуемым электродом.In addition, in the proposed installation in the cooled cavity of the bottom water-cooled non-consumable electrode, a hermetic through hole is made for installing a fixing bolt through it, fastening the current-supply plate with the bottom non-consumable electrode.

В качестве близкого аналога предлагаемой установке можно принять "Установку для выплавки и заливки шлака" по источнику патентной информации (1).As a close analogue of the proposed installation, you can take "Installation for smelting and pouring slag" according to the source of patent information (1).

Перечень фигур на чертежах.The list of figures in the drawings.

На фиг.1 изображена предлагаемая установка электрошлакового переплава и литья металла, вид сбоку в разрезе.Figure 1 shows the proposed installation of electroslag remelting and metal casting, a side view in section.

На фиг.2 - то же, вид по А фиг.1 с частичным вырывом плавильной емкости снизу.In Fig.2 is the same, view according to A of Fig.1 with a partial tearing of the melting tank from below.

На фиг.3 - то же, вид по В-В фиг.1.Figure 3 is the same, a view along BB of Figure 1.

На фиг.4 - то же, вид сбоку с наклоненной плавильной емкостью перед началом разливки жидкого металла.Figure 4 is the same side view with a tilted melting tank before starting the casting of liquid metal.

Предлагаемая установка электрошлакового переплава и литья металла содержит следующие агрегаты, узлы и детали.The proposed installation of electroslag remelting and metal casting contains the following units, assemblies and parts.

На кантователь 1 плавильной емкости установлена плавильная емкость 2 (кантователь защищен патентом РФ №60698 на полезную модель, опубликовано 27.01.2007 г. в Бюл. №3). При этом данный кантователь неподвижно установлен на фундаментном основании и позволяет поворачивать плавильную емкость 2 при разливке металла до 120° относительно ее рабочего вертикального положения и полностью без остатка выливать жидкий металл из емкости 2 (фиг.1, 2, 3).A melting tank 2 is installed on the tilter 1 of the melting tank (the tilter is protected by the RF patent No. 60698 for utility model, published on January 27, 2007 in Bull. No. 3). At the same time, this tilter is fixedly mounted on the foundation base and allows you to rotate the melting tank 2 when casting metal to 120 ° relative to its working vertical position and completely pour the liquid metal from the tank 2 without residue (Figs. 1, 2, 3).

В донной части плавильной емкости 2 в огнеупорной массе 3 неподвижно установлен подовый водоохлаждаемый нерасходуемый электрод 4 (защищен патентом РФ №58838 на полезную модель, опубликовано 27.11.2006 г. в Бюл. №33).In the bottom of the melting vessel 2 in the refractory mass 3, a hearth water-cooled non-consumable electrode 4 is fixedly mounted (protected by the RF patent No. 58838 for utility model, published on November 27, 2006 in Bull. No. 33).

В нижней части электрода 5 выполнено герметично сквозное отверстие, в которое установлен крепежный болт 5 с шайбой и гайкой, который неподвижно скрепляет с подовым электродом 4 горизонтально расположенную пластину 6, являющуюся составной (приваренной) частью вертикально установленной токоподводящей пластиной 7. Пластины 6 и 7 выполнены, например, из меди и скреплены сваркой в форме буквы Г.In the lower part of the electrode 5, a through hole is made hermetically, in which a fixing bolt 5 with a washer and nut is installed, which motionlessly fastens a horizontally located plate 6, which is a component (welded) part of a vertically mounted current-carrying plate 7., to the bottom electrode 4. Plates 6 and 7 are made , for example, made of copper and welded together in the shape of the letter G.

Токоподводящая пластина 7 укреплена с двух сторон посредством крепежных скобок 8 на водоохлаждаемом охладителе 9, который укреплен The current supply plate 7 is fixed on both sides by means of mounting brackets 8 on a water-cooled cooler 9, which is fixed

на прилегающей к стойкам кантователя 1 наружной поверхности плавильной емкости 2 (фиг.1, 3, 4). В охладителе 9 может использоваться и другой хладоагент нежели вода.on the outer surface of the melting tank 2 adjacent to the tilter racks 1 (Figs. 1, 3, 4). In the cooler 9, a different refrigerant than water can be used.

На двух стойках кантователя 1 прикреплены две опорные втулки 10 с фланцами, в которых на двух горизонтально установленных осях 11 прикреплена (приварена) вертикально расположенная металлическая несущая пластина 12, на которой прикреплена токоподводящая пластина 13 и к ней присоединяется силовой электрокабель (на чертеже не показан, фиг.1, 2, 3, 4).Two support sleeves 10 with flanges are attached to two posts of the tilter 1, in which a vertically located metal carrier plate 12 is attached (welded) to two horizontally mounted axes 11, on which a current-carrying plate 13 is attached and a power cable is attached to it (not shown, figure 1, 2, 3, 4).

На колонне с электрододержателем укреплен расходуемый электрод 14 (на чертежах колонна не показана).A consumable electrode 14 is fixed on the column with the electrode holder (the column is not shown in the drawings).

Предлагаемая установка электрошлакового переплава и литья металла работает следующим образом.The proposed installation of electroslag remelting and metal casting works as follows.

При сборке установки и ее регулировке и отладке охладитель 9 вместе с укрепленной на нем токоподводящей пластиной 7, устанавливают сначала вплотную без зазора к токоподводяшей пластине 13 и лишь после этого охладитель 9 фиксируют и закрепляют неподвижно на наружной поверхности плавильной емкости 2.When assembling the installation and its adjustment and debugging, the cooler 9, together with the current-conducting plate 7 fixed on it, is first installed close to the current-conducting plate 13 without a gap, and only after that the cooler 9 is fixed and fixed motionless on the outer surface of the melting tank 2.

После этого горизонтально расположенную пластину 6 - единую с токоподводяшей пластиной 7 с помощью крепежного болта 5 закрепляют на подовом водоохлаждаемом нерасходуемом электроде 4.After that, a horizontally located plate 6 - a single plate with a current-conducting plate 7 is fixed with a fixing bolt 5 on a hearth water-cooled non-consumable electrode 4.

Таким образом, обеспечивают надежный и плотный электрический контакт между токоподводящими вертикально расположенными токоподводящими пластинами 13 и 7 и соответственно обеспечивается надежный и стабильный процесс электрошлакового переплава металла.Thus, they provide reliable and tight electrical contact between the current-carrying vertically arranged current-carrying plates 13 and 7 and, accordingly, a reliable and stable process of electroslag remelting of the metal is ensured.

А в процессе плавки металла и по мере наполнения плавильной емкости 2 жидким металлом при переплавке расходуемого электрода 14 общая масса плавильной емкости 2 значительно увеличивается и контакт между токоподводящими пластинами 13 и 7 становится еще более плотным и надежным.And in the process of melting the metal and as the melting tank 2 is filled with liquid metal when the consumable electrode 14 is melted, the total mass of the melting tank 2 increases significantly and the contact between the current-carrying plates 13 and 7 becomes even more dense and reliable.

В процессе плавки металла водоохлаждаемый охладитель 9 обеспечивает стабильное отведение (отбор) тепла от наружной поверхности плавильной емкости 2 и заметное снижение температуры огнеупорной массы в передней нижней ее части и это позволяет противостоять излишнему размыванию футеровки и образованию в передней нижней части плавильной емкости полости, в которой может оставаться часть жидкого металла при разливке, а затем застывать.In the process of metal smelting, a water-cooled cooler 9 provides stable removal (selection) of heat from the outer surface of the melting tank 2 and a noticeable decrease in the temperature of the refractory mass in the front lower part of it and this helps to resist excessive erosion of the lining and the formation in the front lower part of the melting tank of a cavity in which some liquid metal may remain during casting and then solidify.

Охладитель 9, находящийся в постоянном контакте и с Cooler 9 in constant contact with

токоподводящей пластиной 7 во время процесса плавки металла также отводит часть тепла от пластины 7, выделяющегося в зоне контакта на поверхностях токоподводящих пластин 7 и 13.the current-carrying plate 7 during the metal smelting process also removes part of the heat from the plate 7, which is released in the contact zone on the surfaces of the current-carrying plates 7 and 13.

А крепежный болт 5, находясь в герметичном сквозном отверстии в полости водоохлаждаемого подового нерасходуемого электрода 4 не перегревается свыше 60°С и ресурс его прочности и надежности многократно и существенно возрастает.And the fixing bolt 5, being in a sealed through hole in the cavity of the water-cooled hearth non-consumable electrode 4 does not overheat above 60 ° C and the resource of its strength and reliability increases significantly and significantly.

Опытный образец предлагаемой установки электрошлакового переплава и литья металла изготовлен и опробован с положительными результатами в октябре 2006 года в г.Омске.A prototype of the proposed installation of electroslag remelting and metal casting was made and tested with positive results in October 2006 in Omsk.

По сравнению с известными установками предлагаемая установка имеет следующие преимущества и положительные качества:Compared with known installations, the proposed installation has the following advantages and positive qualities:

1. вертикальное расположение токоподводящей пластины 7 и соответственно вертикальное расположение поверхности контакта токоподводящей пластины 13 исключает попадание на эти контактные поверхности частиц жидкого шлака и металла, что обеспечивает надежный их контакт и следовательно стабильный процесс плавки на данной установке;1. the vertical arrangement of the current-conducting plate 7 and, accordingly, the vertical location of the contact surface of the current-conducting plate 13 eliminates the ingress of particles of liquid slag and metal onto these contact surfaces, which ensures reliable contact and therefore a stable melting process in this installation;

2. при опускании плавильной емкости после разливки металла в рабочее вертикальное положение происходит небольшое скользящее движение контактной поверхности токоподводящей пластины 7 по поверхности токоподводящей пластины 13 и тем самым очищаются контактные поверхности пластин 13 и 7 от возможно попавшей на эти поверхности пыли;2. when the melting tank is lowered after pouring the metal into the working vertical position, a slight sliding movement of the contact surface of the current-conducting plate 7 occurs on the surface of the current-conducting plate 13 and thereby the contact surfaces of the plates 13 and 7 are cleaned of dust that may have fallen on these surfaces;

3. водоохлаждаемый охладитель 9 заметно снижает температуру огнеупорной массы в полости плавильной емкости 2, а также контактные поверхности токоподводящих пластин 7 и 13;3. a water-cooled cooler 9 significantly reduces the temperature of the refractory mass in the cavity of the melting tank 2, as well as the contact surfaces of the current-carrying plates 7 and 13;

4. расположение крепежного болта 5 в водоохлаждаемой герметичной полости подового нерасходуемого электрода 4 существенно снижает температуру болта, тем самым предотвращается преждевременное разрушение болта от перегрева, следовательно возрастает ресурс работы болта и соответственно надежность стабильной работы всей установки.4. The location of the mounting bolt 5 in a water-cooled sealed cavity of the hearth non-consumable electrode 4 significantly reduces the temperature of the bolt, thereby preventing premature destruction of the bolt from overheating, therefore, the life of the bolt increases and, accordingly, the reliability of the stable operation of the entire installation.

Литература:Literature:

1. "Установка для выплавки и заливки шлака" по описанию изобретения к а.с. СССР №669752, класс МПК С22В 9/187, опубликовано 23.11.1991 г. в Бюл. №43.1. "Installation for smelting and pouring slag" according to the description of the invention to and.with. USSR No. 669752, IPC class С22В 9/187, published 11/23/1991 in Bull. No. 43.

Claims

1. Installation of electroslag remelting and metal casting, comprising a melting tank tilter with a melting tank installed on it, a column on which an electrode holder with a consumable electrode is mounted, a water-cooled non-consumable electrode fixed to the bottom of the melting tank, and a bottom current supply with a horizontally located current supply plate, characterized in , which additionally contains: mounted on adjacent to the tilter racks the outer surface of the melting tank of at least water a cooled cooler on which a vertically mounted current supply plate is mounted, which, by means of a horizontally bottom-mounted portion of the current supply plate, is attached to the hearth non-consumable electrode, while in the working position of the melting tank, the current supply plate vertically mounted on the cooler is in tight and reliable contact with another vertically installed and connected to a power electric cable with a current-conducting plate mounted on a supporting metal plate, otorrhea, in turn, is pivotally mounted on two horizontally mounted shafts respectively in bearing bushes on two racks melting vessel rotatably on these axles at a certain angle relative to the vertical plane and the contact surface vertically mounted on the cooler melting unit current-supplying plate.

2. Installation according to claim 1, characterized in that a sealed through hole is made in the cooled cavity of the water-cooled non-consumable electrode, designed to install a fixing bolt through it, fastening the current-supply plate with a bottom non-consumable electrode.