×
10.04.2013
216.012.337b

СПОСОБ УСТАНОВКИ РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА В КРИСТАЛЛИЗАТОР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002478722
Дата охранного документа
10.04.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам вакуумной дуговой плавки высокореакционных металлов, в частности титана и его сплавов. Способ включает загрузку расходуемого электрода в кристаллизатор, центрирование электрода по оси кристаллизатора и фиксацию данного положения электрода, приварку его к огарку, закрепленному на электрододержателе, и контроль качества сварного соединения расходуемого электрода с приваренным огарком. Контроль качества упомянутого сварного соединения осуществляют путем измерения напряженности магнитного поля, созданного за счет пропускания тока короткого замыкания по замкнутой коаксиальной системе, состоящей из внутреннего проводника, состоящего из расходуемого электрода с приваренным огарком, и внешнего проводника, состоящего из кристаллизатора и состыкованной с ним плавильной камеры, в сечении, перпендикулярном оси системы, проходящем по сварному соединению, и сравнения измеренной напряженности магнитного поля с ее эталонным значением для определения наличия дефектов по результатам сравнения. Изобретение позволяет гарантированно исключить возникновение аварийной ситуации в процессе вакуумной дуговой плавки. 2 ил.
Основные результаты: Способ установки расходуемого электрода в кристаллизатор, включающий загрузку расходуемого электрода в кристаллизатор, центрирование электрода по оси кристаллизатора и фиксацию данного положения электрода, приварку его к огарку, закрепленному на электрододержателе, и контроль качества сварного соединения расходуемого электрода с приваренным огарком, отличающийся тем, что контроль качества упомянутого сварного соединения осуществляют путем измерения напряженности магнитного поля, созданного за счет пропускания тока короткого замыкания по замкнутой коаксиальной системе, состоящей из внутреннего проводника, состоящего из расходуемого электрода с приваренным огарком, и внешнего проводника, состоящего из кристаллизатора и состыкованной с ним плавильной камеры, в сечении, перпендикулярном оси системы, проходящем по сварному соединению, и сравнения измеренной напряженности магнитного поля с ее эталонным значением для определения наличия дефектов по результатам сравнения.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам вакуумной дуговой плавки (ВДП) высокореакционных металлов, в частности титана и его сплавов.

Установка слитков в кристаллизатор в процессе ВДП предусматривает операцию присоединения (печную приварку) расходуемого электрода к огарку. Огарок, в свою очередь, механически крепится к электрододержателю.

Печная приварка требует контроля качества приварки, гарантирующей прочность соединения. Критериями качества устанавливают либо необходимую длину сварного шва по окружности (3/4) либо минимальную площадь сварки (не менее 1/3 контактной площади) - статистические данные на основе экспериментов.

И то и другое сложно контролировать, т.к. контроль визуальный.

Некачественная приварка может привести к обрыву электрода и/или значительной ассиметрии магнитного поля на конечном этапе плавки при переходе на режим выведения усадочной раковины (ВУР). Диаметры электродов первого переплава варьируются от 270 до 750 мм и второго от 390 до 920 мм при длине до 5500 мм.

Вес расходуемого электрода обычно находится в пределах от 1,5 до 10 т.

Известен (принятый за прототип) способ установки, загрузки и крепления электродов (Аношкин Н.Ф. Плавка и литье титановых сплавов. М.: Металлургия, 1978 г., с.272), включающий:

- загрузку расходуемого электрода в литейный комплект (кристаллизатор с поддоном),

- центровку электродов в проточке на поддоне и клиньями у фланца изложницы,

- присоединение (печная приварка) расходуемого электрода к огарку, закрепленному на электрододержателе, производится в кристаллизаторе при присоединенной к нему плавильной камере,

- контроль центровки и качества сварного соединения с использованием линеек, шаблонов и т.п.

Недостатком известного способа является субъективность контроля качества приварки, т.к. используются визуальные методы контроля внешней поверхности зоны приварки, которая формируется в результате крайне нестабильного процесса, и, как следствие этого, - не прогнозируемость качества приварки. Нестабильность обусловливается тем, что при вакуумно-дуговой плавке титана и его сплавов является невозможным наведение на верхнем торце расходуемого электрода, при приварке огарка, достаточно глубокой лунки жидкого металла при осуществлении процесса приварки на мощности, соответствующей плавлению металла, что приводит к преждевременному его вытеканию из лунки и, как следствие, не обеспечивает надежной сварки огарка и расходуемого электрода, а создает опасность обрыва электрода во время плавки.

Задача изобретения - создание способа объективного контроля качества приварки огарка к электроду, гарантированно исключающего по этой причине возникновение аварийной ситуации (обрыва электрода) в процессе ВДП.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является получение объективного критерия оценки центровки и качества приварки путем сравнения магнитного поля фактической приварки с эталоном (зафиксированной топологией магнитного поля от образцовой приварки по месту крепления и по длине или площади).

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе установки расходуемого электрода в кристаллизатор, включающем загрузку расходуемого электрода в кристаллизатор, центрирование электрода по оси кристаллизатора и фиксацию данного положения электрода, приварку его к огарку, закрепленному на электрододержателе, и контроль сварного соединения, контроль сварного соединения осуществляют измерением напряженности магнитного поля, созданного за счет пропускания тока короткого замыкания по замкнутой коаксиальной системе, состоящей из внутреннего проводника (расходуемый электрод, с приваренным огарком) и внешнего проводника (кристаллизатор и состыкованная с ним плавильная камера), сканирование напряженности магнитного поля в сечении, перпендикулярном оси системы, проходящем в районе сварного соединения, и определении наличия дефектов по результатам сравнения измеренного магнитного поля с его эталонным значением.

Пара, состоящая из внутреннего проводника (расходуемый электрод с приваренным огарком) и внешнего проводника (кристаллизатор и состыкованная с ним плавильная камера), при пропускании через нее тока короткого замыкания, представляет собой замкнутую систему, состоящую из двух концентрических проводников (коаксиальная пара). Вследствие поверхностного эффекта плотность тока во внутреннем проводнике возрастает в направлении его наружной поверхности, а во внешнем, наоборот, ток концентрируется в основном у внутренней поверхности. Таким образом, внешний проводник коаксиальной пары одновременно служит ее экраном. Так как токи по внешнему и внутреннему проводнику протекают в противоположных направлениях, то при их геометрии, близкой к идеальной, топология напряженности магнитного поля за цилиндрической (боковой) поверхностью внешнего проводника будет близка к равномерной, в частности в районе приварки огарка к расходуемому кристаллизатору. На практике искажение геометрических размеров системы, в том числе в зоне приварки, вызывает появление асимметрии магнитного поля за внешней боковой поверхностью внешнего проводника, которая легко фиксируется датчиками.

Применение тока короткого замыкания исключает искажения измерений напряженности магнитного поля, которые могут возникать, если использовать рабочий ток, а именно движением дугового разряда, растеканием тока в приэлектродных областях дуги и в зоне контакта кристаллизатор - поддон. Моделирование процесса растекания тока в такой системе и экспериментальная проверка на печах типа ДТВ 8,7-Г10 показали стабильность и достоверность измерений напряженности магнитного поля в сечении, перпендикулярном оси с наружной стороны внешнего проводника, проходящем в районе сварного соединения.

Таким образом, измерив напряженность магнитного поля, созданного током короткого замыкания в системе электрод + огарок - кристаллизатор + плавильная камера, и, сравнив полученные сигналы с эталонными векторными функциями, измерительная система выдает сигнал на качество сварного соединения.

На чертежах изображены эпюры распределения нормальной составляющей магнитного поля Н, измеренного в сечении, перпендикулярном оси коаксиальной системы, проходящем в районе сварного соединения, при этом на фиг.1 - норма, а на фиг.2 - соединение, имеющее дефекты сварки.

Таким образом, измерив напряженность магнитного поля, созданного током короткого замыкания в системе электрод + огарок - кристаллизатор + плавильная камера, и сравнив полученные сигналы с эталонными векторными функциями, измерительная система выдает сигнал на пригодность использования приваренного к огарку расходуемого электрода.

Норма (оптимальное качество сварки) характеризуется низким значением поля и относительно равномерным его распределением вдоль периметра внешнего проводника. Изменение площади сварки (непровар) характерно разбросом значений поля Н. В процессе контроля производят считывание сигналов датчиков, определяющих напряженность магнитного поля, обработку информации и визуализацию дефектов на экране монитора (при магнитографическом визуальном анализе дефектов) или выдачей сигналов "годен" - "не допустимое соединение" - при допусковом автоматическом контроле.

Предлагаемый способ контроля позволяет производить объективный контроль качества приварки огарка к расходуемому электроду при установке электрода в кристаллизатор.

Способ установки расходуемого электрода в кристаллизатор, включающий загрузку расходуемого электрода в кристаллизатор, центрирование электрода по оси кристаллизатора и фиксацию данного положения электрода, приварку его к огарку, закрепленному на электрододержателе, и контроль качества сварного соединения расходуемого электрода с приваренным огарком, отличающийся тем, что контроль качества упомянутого сварного соединения осуществляют путем измерения напряженности магнитного поля, созданного за счет пропускания тока короткого замыкания по замкнутой коаксиальной системе, состоящей из внутреннего проводника, состоящего из расходуемого электрода с приваренным огарком, и внешнего проводника, состоящего из кристаллизатора и состыкованной с ним плавильной камеры, в сечении, перпендикулярном оси системы, проходящем по сварному соединению, и сравнения измеренной напряженности магнитного поля с ее эталонным значением для определения наличия дефектов по результатам сравнения.
СПОСОБ УСТАНОВКИ РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА В КРИСТАЛЛИЗАТОР
СПОСОБ УСТАНОВКИ РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА В КРИСТАЛЛИЗАТОР
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 70 items.
10.03.2013
№216.012.2d8c

Способ изготовления полой вентиляторной лопатки

Изобретение может быть использовано в авиационном двигателестроении при изготовлении полой лопатки вентилятора газотурбинного двигателя, состоящей из выполненных из титанового сплава обшивок и заполнителя. Способ предполагает использование диффузионной сварки для соединения обшивок и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477191
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.04.2013
№216.012.3718

Сплав на основе титана

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе титана, используемых в медицине для изготовления деталей эндопротезов и имплантатов, предназначенных для применения в ортопедии, стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Предложен сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%: алюминий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479657
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.372a

Способ теплового регулирования электролизеров для получения магния и хлора и устройство для его осуществления

Изобретение относится к тепловому регулированию электролизеров для получения магния и хлора. При электролизе хлормагниевого сырья в электролизерах с верхним вводом анодов осуществляют отвод тепла от верхней части анодов над перекрытием путем подвода хладоагента к кессонам, контроль расхода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479675
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.06.2013
№216.012.50c0

Устройство для полунепрерывного получения слитков химически активных металлов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для полунепрерывной выплавки и разливки химически активных тугоплавких металлов, например титана. Устройство содержит герметичную рабочую камеру, холодный под, независимые источники нагрева, механизм загрузки шихты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486265
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.53fe

Калийно-магниевое удобрение

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Калийно-магниевое удобрение, которое содержит хлориды калия, магния, кальция, натрия и оксид магния, причем оно дополнительно содержит компоненты марганца, ванадия, хрома, цинка, меди и кобальта. Все компоненты взяты при определенном соотношении....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487105
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.5752

Способ изготовления тонких листов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам изготовления тонких листов из жаропрочного псевдо-альфа-титанового сплава. Предложен способ изготовления тонких листов из слитка псевдо-альфа-титанового сплава. Способ включает деформацию слитка сплава...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487962
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.10.2013
№216.012.79fc

Вакуумная дуговая гарнисажная печь

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к конструкции вакуумных дуговых гарнисажных печей, и может быть использовано для выплавки слитков из тугоплавких высокореакционных металлов и сплавов, преимущественно титановых, применяемых в аэрокосмической технике и судостроении. В печи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496890
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ccc

Способ технологического испытания листов из титановых сплавов при глубокой вытяжке и устройство для его осуществления

Изобретение относится к горячей листовой штамповке (вытяжке) и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для установления технологических параметров деформирования листовых материалов из титановых сплавов. Производятся несколько циклов испытаний на максимальную вытяжку в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497621
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.12.2013
№216.012.8945

Способ получения слитков-электродов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к конструкции вакуумных дуговых гарнисажных печей, и может быть использовано для выплавки слитков из тугоплавких высокореакционных металлов и сплавов, преимущественно титановых, применяемых в аэрокосмической технике и судостроении. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500823
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.01.2014
№216.012.94a7

Устройство подготовки карналлита для электролитического получения магния и хлора

Изобретение относится к цветной металлургии. Устройство включает емкость в виде футерованного кожуха, разделенную перегородками на камеру плавления карналлита, камеру хлорирования расплава, выполненные с возможностью обогрева графитированными электродами, и камеру отстоя расплава, фурмы для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503749
Дата охранного документа: 10.01.2014
Showing 1-10 of 39 items.
10.03.2013
№216.012.2d8c

Способ изготовления полой вентиляторной лопатки

Изобретение может быть использовано в авиационном двигателестроении при изготовлении полой лопатки вентилятора газотурбинного двигателя, состоящей из выполненных из титанового сплава обшивок и заполнителя. Способ предполагает использование диффузионной сварки для соединения обшивок и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477191
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.04.2013
№216.012.3718

Сплав на основе титана

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе титана, используемых в медицине для изготовления деталей эндопротезов и имплантатов, предназначенных для применения в ортопедии, стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Предложен сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%: алюминий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479657
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.372a

Способ теплового регулирования электролизеров для получения магния и хлора и устройство для его осуществления

Изобретение относится к тепловому регулированию электролизеров для получения магния и хлора. При электролизе хлормагниевого сырья в электролизерах с верхним вводом анодов осуществляют отвод тепла от верхней части анодов над перекрытием путем подвода хладоагента к кессонам, контроль расхода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479675
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.06.2013
№216.012.50c0

Устройство для полунепрерывного получения слитков химически активных металлов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для полунепрерывной выплавки и разливки химически активных тугоплавких металлов, например титана. Устройство содержит герметичную рабочую камеру, холодный под, независимые источники нагрева, механизм загрузки шихты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486265
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.53fe

Калийно-магниевое удобрение

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Калийно-магниевое удобрение, которое содержит хлориды калия, магния, кальция, натрия и оксид магния, причем оно дополнительно содержит компоненты марганца, ванадия, хрома, цинка, меди и кобальта. Все компоненты взяты при определенном соотношении....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487105
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.5752

Способ изготовления тонких листов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам изготовления тонких листов из жаропрочного псевдо-альфа-титанового сплава. Предложен способ изготовления тонких листов из слитка псевдо-альфа-титанового сплава. Способ включает деформацию слитка сплава...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487962
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.10.2013
№216.012.79fc

Вакуумная дуговая гарнисажная печь

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к конструкции вакуумных дуговых гарнисажных печей, и может быть использовано для выплавки слитков из тугоплавких высокореакционных металлов и сплавов, преимущественно титановых, применяемых в аэрокосмической технике и судостроении. В печи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496890
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ccc

Способ технологического испытания листов из титановых сплавов при глубокой вытяжке и устройство для его осуществления

Изобретение относится к горячей листовой штамповке (вытяжке) и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для установления технологических параметров деформирования листовых материалов из титановых сплавов. Производятся несколько циклов испытаний на максимальную вытяжку в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497621
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.12.2013
№216.012.8945

Способ получения слитков-электродов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к конструкции вакуумных дуговых гарнисажных печей, и может быть использовано для выплавки слитков из тугоплавких высокореакционных металлов и сплавов, преимущественно титановых, применяемых в аэрокосмической технике и судостроении. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500823
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.01.2014
№216.012.94a7

Устройство подготовки карналлита для электролитического получения магния и хлора

Изобретение относится к цветной металлургии. Устройство включает емкость в виде футерованного кожуха, разделенную перегородками на камеру плавления карналлита, камеру хлорирования расплава, выполненные с возможностью обогрева графитированными электродами, и камеру отстоя расплава, фурмы для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503749
Дата охранного документа: 10.01.2014
+ добавить свой РИД