×
10.02.2014
216.012.9df2

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ ЗАГОТОВКИ КОРПУСА С ПАТРУБКОМ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для выплавления фасонных заготовок, в частности корпусов фонтанной арматуры, с фланцами и патрубками. Переплав расходуемого электрода в шлаковой ванне с выплавкой вертикального корпуса и горизонтальных патрубков и увеличением вводимой в нее электрической мощности во время выплавки патрубков. 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. Изобретение позволяет повысить качество металла выплавляемых патрубков и металла в зоне сопряжения патрубков с корпусом.
Основные результаты: 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.

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для выплавления фасонных заготовок, в частности корпусов фонтанной арматуры, с фланцами и патрубками.

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.

(SU 1462820, C22B 9/18, опубликовано 20.03.1997).

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.

(SU 1387461, C22B 9/18, опубликовано 27.01.1997).

Недостатком известных технических решений является низкое качество металла выплавляемого патрубка и зоны сопряжения патрубка с корпусом.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение качества металла выплавляемого патрубка и металла в зоне сопряжения патрубка с корпусом.

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.

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.

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.

Кроме того, при резких изменениях температурных режимов плавки обычно наблюдается в зоне изменения скорости кристаллизации грубые кристаллизационные полосы, загрязненные цепочками сульфидов.

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.

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.

Предложенное техническое решение значительно улучшает качество металла в выплавляемом патрубке и зоне сопряжения корпуса с патрубком.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

С начала выплавки патрубка вводимую электрическую мощность увеличивали на 12,7% до 150 кВт при токе 4,0 кА и напряжении 37,5 В.

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.

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.

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.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 265.
10.01.2013
№216.012.17dc

Способ газолазерной резки крупногабаритных деталей из композиционных материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству газолазерной резки композиционных материалов. Способ включает подачу лазерного луча на обрабатываемую поверхность и соосно с лучом - технологического газа, коллимирование лазерного луча, заглубление его в обрабатываемое изделие и перемещение по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471600
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18c2

Полимерная композиция

Изобретение относится к негорючим полимерным композициям холодного отверждения и может применяться для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов, заделки торцов и упрочнения участков сотовых конструкций,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471830
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18cd

Грунтовочная композиция

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к грунтовочным композициям с пониженным содержанием летучих веществ холодного отверждения, предназначенным для окраски металлических и неметаллических поверхностей, и может быть использовано в авиационной технике, в строительстве и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471841
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2454

Способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы для получения безындукционного обтекания моделей летательных аппаратов и устройство для его осуществления

Заявленная группа изобретений относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использована при проведении испытаний в трансзвуковых аэродинамических трубах. Предложен новый способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы, содержащий новую технологию получения на границах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474802
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2aa5

Способ получения конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином скваратным методом

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ синтеза конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином (БСА) скваратным методом. Первоначально осуществляют взаимодействие нона-β-(1→3)-глюкозида с диэтилскваратом. Затем проводят реакцию полученного лиганда -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476444
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b51

Износостойкий сплав на основе никеля для нанесения износо- и коррозионно-стойких покрытий на конструкционные элементы микроплазменным или сверхзвуковым газодинамическим напылением

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, используемым в качестве материала для получения износо- и коррозионно-стойких покрытий на функционально- конструкционных элементах методом микроплазменного или сверхзвукового холодного газодинамического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476616
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2c

Способ измерения температуры поверхности конструкции резистивным чувствительным элементом, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в тепло-прочностных испытаниях авиационно-космических конструкций при определении их поверхностных температурных полей. Согласно заявленному способу для измерения температуры поверхности конструкции чувствительный элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476835
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2d

Способ определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании и калибровке термометров сопротивления и тензорезисторов. Согласно заявленному способу определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента регистрируют температуру воздействия и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476836
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c32

Устройство для измерения звукового давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения звукового давления. Устройство содержит датчик с емкостным чувствительным элементом с обкладками конденсатора и экранами, усилитель заряда, состоящий из операционного усилителя, резистора и конденсатора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476841
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c33

Устройство для измерения давления, температуры и теплового потока

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения в заданном участке температуры, теплового потока и давления. Техническим результатом изобретения является расширение области применения, повышение информативности и точности измерения давления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476842
Дата охранного документа: 27.02.2013
Показаны записи 1-10 из 212.
10.01.2013
№216.012.17dc

Способ газолазерной резки крупногабаритных деталей из композиционных материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству газолазерной резки композиционных материалов. Способ включает подачу лазерного луча на обрабатываемую поверхность и соосно с лучом - технологического газа, коллимирование лазерного луча, заглубление его в обрабатываемое изделие и перемещение по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471600
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18c2

Полимерная композиция

Изобретение относится к негорючим полимерным композициям холодного отверждения и может применяться для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов, заделки торцов и упрочнения участков сотовых конструкций,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471830
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18cd

Грунтовочная композиция

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к грунтовочным композициям с пониженным содержанием летучих веществ холодного отверждения, предназначенным для окраски металлических и неметаллических поверхностей, и может быть использовано в авиационной технике, в строительстве и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471841
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2454

Способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы для получения безындукционного обтекания моделей летательных аппаратов и устройство для его осуществления

Заявленная группа изобретений относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использована при проведении испытаний в трансзвуковых аэродинамических трубах. Предложен новый способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы, содержащий новую технологию получения на границах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474802
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.246f

Способ определения запасов устойчивости рулевого привода и устройство для его осуществления

Изобретение относится к экспериментальным исследованиям приводов систем автоматического управления и предназначено для определения запасов устойчивости рулевого привода. Предлагается способ, в котором вначале снимают логарифмическую частотную характеристику участка контура электромеханической и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474829
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.27d0

Способ измерения температуры термопарами, измерительная информационная система для его осуществления и температурный переходник

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при тепловых испытаниях конструкций для определения их поверхностных температурных полей. Заявлен способ измерения температуры термопарами, в котором располагают в районе свободных концов термопар терморезистор. Измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475712
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2aa5

Способ получения конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином скваратным методом

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ синтеза конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином (БСА) скваратным методом. Первоначально осуществляют взаимодействие нона-β-(1→3)-глюкозида с диэтилскваратом. Затем проводят реакцию полученного лиганда -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476444
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b51

Износостойкий сплав на основе никеля для нанесения износо- и коррозионно-стойких покрытий на конструкционные элементы микроплазменным или сверхзвуковым газодинамическим напылением

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, используемым в качестве материала для получения износо- и коррозионно-стойких покрытий на функционально- конструкционных элементах методом микроплазменного или сверхзвукового холодного газодинамического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476616
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2c

Способ измерения температуры поверхности конструкции резистивным чувствительным элементом, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в тепло-прочностных испытаниях авиационно-космических конструкций при определении их поверхностных температурных полей. Согласно заявленному способу для измерения температуры поверхности конструкции чувствительный элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476835
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2d

Способ определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании и калибровке термометров сопротивления и тензорезисторов. Согласно заявленному способу определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента регистрируют температуру воздействия и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476836
Дата охранного документа: 27.02.2013
+ добавить свой РИД