×
20.02.2019
219.016.bf04

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002313590
Дата охранного документа
27.12.2007
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для выплавки слитков высокореакционных металлов и сплавов, в т.ч. слитков титана и его сплавов. Способ включает заливку твердой металлической составляющей жидким металлом. В качестве твердой металлической составляющей используют кусковые отходы и брикеты из стружки и шихты, а жидкий металл для заливки получают расплавлением электрической дугой электрода, приваренного к электрододержателю вакуумной дуговой электропечи. При этом твердую металлическую составляющую загружают в кристаллизатор вакуумной дуговой электропечи в количестве, не превышающем более чем в 2,5 раза массы приваренного к электрододержателю электрода, а брикеты изготавливают длиной, преимущественно, равной длине получаемого электрода, и устанавливают их вдоль стенки кристаллизатора параллельно его оси. Изобретение позволяет получить электрод необходимой механической прочности за счет консолидации кусковых отходов и брикетов, а также получить слитки однократным переплавом заданного химического состава по всей длине слитка, повышение взрывобезопасности процесса плавления и снижение себестоимости продукта. 1 табл., 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано для выплавки слитков высокореакционных металлов и сплавов, в том числе слитков титана и его сплавов.

Известен расходуемый электрод для выплавки слитков из титана и его сплавов, содержащий взаимно связанные прессованием порционные части кусковых и сыпучих компонентов из титановой губки, лигатуры и возвратных отходов. Для улучшения сцепления между собой отдельных порционных частей электрода их торцевые поверхности выполнены с чередующимися радиальными секторами выступами и впадинами, а также с центральными сферическими выступами и впадинами (Добаткин В.И., Аношкин Н.Ф. и др. Слитки титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1966, с.48).

Недостатком такого электрода является низкая механическая прочность из-за слабого сцепления между собой малопластичных кусковых и сыпучих компонентов шихты. Следствием этого является разрушение электрода в ряде случаев при транспортировке и плавлении в вакуумных дуговых печах, брак слитков, аварийные взрывоопасные ситуации при перемещении горения дуги на стенку кристаллизатора, необходимость выполнения большого объема сварочных работ в защитной от окисления атмосфере по упрочнению электродов путем приварки продольных полосовых накладок к поверхности ослабленных участков электрода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения расходуемых электродов, включающий заливку твердой металлической составляющей жидким металлом, при этом в качестве твердой составляющей используют металлизованные окатыши, подаваемые в изложницу одновременно с жидким металлом в определенном соотношении. (Патент РФ №2233895, кл. С 22 В 9/18, опубл. 10.08.2004. Бюл. №22) - прототип.

Реализация указанного способа применительно к титановым сплавам может быть осуществлена только при использовании гарнисажной печи для получения расплава. Однако величина удельных капитальных вложений при использовании гарнисажного метода плавления существенно больше, чем при использовании вакуумной дуговой плавки расходуемого электрода в кристаллизаторе.

Кроме того, при заливке расплавом отходов, загруженных в изложницу, не происходит надежной сварки их между собой и с расплавом.

В результате, при последующем переплаве изготовленных этим способом электродов, возможно падение кусков электрода в ванну расплавленного металла и образование в слитке включений.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является получение расходуемого электрода необходимой механической прочности за счет консолидации кусковых отходов и брикетов из стружки и первичной шихты, а также получение слитка после однократного переплава заданного химического состава по всей длине слитка, повышение взрывобезопасности процесса плавления расходуемого электрода в вакуумной дуговой электропечи и снижение себестоимости продукции.

Технический результат достигается путем формирования расходуемого электрода методом заплавления за счет горения электрической дуги, расплавляющей как металл, закрепленный на электрододержателе, так и кусковые отходы и брикеты, загруженные в кристаллизатор.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения расходуемого электрода, включающем заливку твердой металлической составляющей жидким металлом, согласно изобретению в качестве твердой металлической составляющей используют кусковые отходы и брикеты из стружки и шихты, загружаемые в кристаллизатор вакуумной дуговой электропечи в количестве, не превышающем более чем в 2,5 раза массы приваренного к электрододержателю электрода, при этом брикеты изготавливают длиной, преимущественно, равной длине получаемого электрода, и устанавливают их вдоль стенки кристаллизатора параллельно его оси, а жидкий металл для заливки получают расплавлением электрической дугой электрода, приваренного к электрододержателю.

Способ предусматривает загрузку кусковых отходов и брикетов из стружки и первичной шихты в кристаллизатор и консолидацию их методом вакуумной дуговой плавки в расходуемый электрод для последующего переплава в слиток. Механическая прочность получаемого расходуемого электрода достигается за счет выбора соотношения масс расплавляемого электрода и шихты, загруженных в кристаллизатор, величина которых должна составлять 1:(0,5-2,5).

Химическая однородность слитков, изготовленных из расходуемых электродов, достигается способом загрузки шихтовых материалов в кристаллизатор, обеспечивающим одинаковое содержание видов шихтовых материалов в каждом из сечений объема внутреннего пространства кристаллизатора.

При увеличении количества твердой составляющей более чем в 2,5 раза массы расплавляемого электрода не обеспечивается необходимая прочность получаемого электрода.

В результате переплава полученных расходуемых электродов изготовлены слитки титановых сплавов заданного химического состава из шихты, содержащей до 92% оборотных отходов.

Сущность изобретения поясняется фотографиями, на которых изображены: полученный заявленным способом расходуемый электрод, вид донной части, (фиг.1) и слиток однократного переплава (фиг.2) из электродов, полученных предлагаемым способом.

Пример.

Предлагаемый способ был опробован в промышленных условиях плавильного цеха при изготовлении расходуемого электрода для выплавки слитка титанового сплава марки 5. На электрододержателе вакуумной дуговой электропечи ВД-650 закрепили расходуемый электрод диаметром 560 мм, массой 540 кг сплава марки 5, сформированный методом полуавтоматической сварки из кусковых отходов сплава марки 5.

Затем в конусный кристаллизатор диаметром 670 мм загрузили брикеты диаметром 220 мм из стружки и первичной шихты в количестве 2 штук по 120 кг каждый, длиной 800 мм, плотностью γ=3,9 г/см3 и кусковые отходы сплава марки 5 в количестве 300 кг.

Далее производили формирование расходуемого электрода методом заплавления за счет горения электрической дуги, расплавляющей как электрод, закрепленный на электрододержателе, так и шихтовые материалы, загруженные в кристаллизатор.

В результате вакуумного дугового переплава получили расходуемый электрод диаметром 660 мм, массой 1080 кг, длиной 790 мм, плотностью 4 г/см3. Полученные предлагаемым способом 3 расходуемых электрода состыковали методом печной сварки в один электрод диаметром 660 мм, длиной 2370мм, массой 3240 кг, который переплавили в слиток в вакуумной дуговой электропечи ДВС-5 в кристаллизатор диаметром 770 мм.

Полученный слиток был исследован по химическому составу по зонам: вверх, середина, низ. Результаты представлены в таблице. Химический состав соответствовал требованиям ASTM В 348 для сплава марки 5.

Разность содержания легирующих элементов и примесей по высоте слитка не превышает 0,02%.

Таблица
ОбразецOAlVFeMnМоNiSiZrSnCuCrСNН
Верх0,1746,144,090,170,0050,0270,0250,0280,020,0080,0080,0320.0190,009<0.002
Середина0,1786,164,100,180,0050,0250,0260,0290,020,0050,0090,032
Низ0,1766,144,080,180,0040,0260,0230,0270,020,0060,0080,0300,0190,009<0,002

Предлагаемый способ получения расходуемых электродов по сравнению с известными обеспечивает необходимую механическую прочность электродов при вовлечении в их состав более 90% оборотных отходов, что позволяет существенно снизить себестоимость продукции. Кроме того, достаточная прочность полученного электрода обеспечивает надежную взрывобезопасность последующего процесса выплавки слитка в вакуумной дуговой печи.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ получения электродов позволяет снизить величину удельных капитальных затрат на единицу изготавливаемой продукции и улучшить качество металла за счет устранения включений в выплавляемых из этих электродов слитках.

Способполучениярасходуемогоэлектрода,включающийзаливкутвердойметаллическойсоставляющейжидкимметаллом,отличающийсятем,чтовкачестветвердойметаллическойсоставляющейиспользуюткусковыеотходыибрикетыизстружкиишихты,ажидкийметаллдлязаливкиполучаютрасплавлениемэлектрическойдугойэлектрода,приваренногокэлектрододержателювакуумнойдуговойэлектропечи,приэтомтвердуюметаллическуюсоставляющуюзагружаютвкристаллизаторвакуумнойдуговойэлектропечивколичестве,превышающемнеболеечемв2,5разамассуприваренногокэлектрододержателюэлектрода,абрикетыизготавливаютдлиной,преимущественноравнойдлинеполучаемогоэлектрода,иустанавливаютихвдольстенкикристаллизаторапараллельноегооси.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 69 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
10.04.2013
№216.012.337b

Способ установки расходуемого электрода в кристаллизатор

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478722
Дата охранного документа: 10.04.2013
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
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 22 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
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
10.12.2013
№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
27.12.2014
№216.013.1411

Способ управления электрической дугой при вакуумном дуговом переплаве

Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, а именно к вакуумному дуговому переплаву высокореакционных металлов и сплавов, и может быть использовано при выплавке слитков преимущественно из титановых сплавов. В способе на электрическую дугу одновременно осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536561
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.04.2015
№216.013.477c

Способ изготовления броневых листов из (альфа+бета)-титанового сплава и изделия из него

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении броневых листов из (α+β)-титанового сплава. Способ изготовления броневых листов из (α+β)-титанового сплава включает подготовку шихты, выплавку слитка состава, мас.%: 3,0-6,0 Al; 2,8-4,5 V; 1,0-2,2 Fe;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549804
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.05.2016
№216.015.3dea

Экономнолегированный титановый сплав

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к титановым сплавам, полученным из вторичного сырья и обладающим заданными характеристиками прочности и пластичности. Сплав содержит Al 0,1-3,0, Fe 0,3-3,0, Cr 0,1-1,0, Ni 0,05-1,0, Si 0,02-0,3, N 0,02-0,2, O 0,05-0,5, C 0,02-0,1, Ti...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583556
Дата охранного документа: 10.05.2016
18.05.2018
№218.016.505c

Лигатура для выплавки титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к лигатурам, предназначенным для легирования сплавов на основе титана. Лигатура для выплавки титановых сплавов, содержит, масс. %: ванадий 45-60; железо 6-10; углерод 2,5-3,5; алюминий и неизбежные примеси - остальное. Лигатура...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653042
Дата охранного документа: 04.05.2018
29.03.2019
№219.016.f0e9

Способ изготовления цельнокатаных колец из жаропрочных никелевых сплавов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении колец из жаропрочных никелевых сплавов. Кованую кольцевую заготовку нагревают и подвергают горячей раскатке в условиях, близких к изотермическим. Раскатку осуществляют за несколько непрерывно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002349410
Дата охранного документа: 20.03.2009
29.03.2019
№219.016.f18d

Способ контроля и регулирования межэлектродного промежутка в процессе вакуумной дуговой плавки и устройство для его осуществления

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. Технический результат - повышение точности измерения. Способ контроля заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395596
Дата охранного документа: 27.07.2010
+ добавить свой РИД