×
20.02.2019
219.016.bf91

РАСХОДУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОД ВАКУУМНОЙ ДУГОВОЙ ПЕЧИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002359432
Дата охранного документа
20.06.2009
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники, в частности к расходуемым электродам для выплавки слитков высокореакционных металлов и сплавов, например титановых, методом вакуумного дугового переплава, а также к способу изготовления указанных электродов. Электрод состоит из прессованных блоков 1, арматурных стержней 2, состоящих из прямолинейного участка 3 и криволинейного 4. Стержни последовательно размещены внахлест, с гарантированной длиной нахлеста 5. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик расходуемого электрода и расширение технологических возможностей стандартного оборудования. Предложенный способ изготовления расходуемого электрода обеспечивает более равномерное оплавление электрода в сечении, перпендикулярном его продольной оси. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к расходуемым электродам для выплавки слитков высокореакционных металлов и сплавов, например титановых, методом вакуумного дугового переплава, а также к способу изготовления указанных электродов.

Известен расходуемый электрод для выплавки слитков из титановых сплавов и способ его производства, содержащий взаимно связанные прессованием порционные части кусковых и сыпучих компонентов из титановой губки, лигатуры и возвратных отходов производства. Для улучшения взаимного сцепления между собой отдельных порционных частей электрода их торцевые поверхности выполнены с чередующимися радиальными секторными выступами и впадинами, а также с центральными сферическими выступами и впадинами (Добаткин В.И. и др. Слитки титановых сплавов. - М.: Металлургиздат, 1966, с.46).

Существенным недостатком этого электрода для выплавки слитков является возможность ввода в шихту не более 25-30% отходов, так как при введении большего количества отходов снижается прочность прессованного электрода и возрастает частота случаев разрушений электрода в процессе технологического цикла вакуумной дуговой плавки, приводящие к созданию взрывоопасной ситуации.

Известна конструкция электрода в способе изготовления комбинированного расходуемого электрода для вакуумной дуговой плавки, включающем подготовку шихты, засыпку ее в матрицу пресс-формы, прессование ее и формирование скрепляющей наружной оболочки, при этом наружную скрепляющую цилиндрическую оболочку формируют из листового материала, основной компонент которого входит в состав шихты, и устанавливают ее в матрицу пресс-формы перед засыпкой шихты (Патент РФ №2048274, МПК B22F 7/00, опубл. 1995.11.20).

Конструкция затратная, а способ требует сложных подготовительных технологических операций и практически не может быть использован при изготовлении крупногабаритных электродов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является расходуемый электрод вакуумной дуговой электропечи, содержащий взаимосвязанные блоки из спрессованных кусковых и сыпучих компонентов шихты, снабженные упрочняющими армирующими элементами, в котором с целью повышения прочности электрода при снижении трудозатрат на изготовление и укладку армирующих элементов армирующие элементы выполнены кольцеобразными с максимальными наружным диаметром, равным или на 10-15% меньшим высоты прессованного блока, с внутренним диаметром, на 5-15% превышающим максимальный диаметр кускового компонента (Патент РФ №2020772, МПК Н05В 7/07, опубл. 1994.09.30) - прототип.

Недостатком известной конструкции является то, что армирующие элементы контактируют со случайно расположенными разнообразными фракциями шихты, отличающимися как по размерам, так и по механическим свойствам (титановая губка, стружка, кусковые отходы), поэтому в процессе прессования они располагаются и ориентируются в теле электрода в хаотичном порядке. Вследствие этого не гарантируется равномерное размещение армирующих элементов, что в свою очередь приводит к возникновению неравнопрочности расходуемого электрода по его длине.

Известен способ полунепрерывного прессования через конусную матрицу в компаундированный электрод для вакуумной дуговой плавки титановых сплавов (Плавка и литье титановых сплавов. / Под ред. В.И.Добаткина, М., Металлургия, 1978, с.265-271, рис.107, 108) - прототип.

Указанный способ позволяет получить достаточно длинный и однородный в поперечном сечении электрод с хорошей поверхностью и допустимой кривизной из сыпучих материалов, отличающихся по форме, плотности, массе, размерам, коэффициенту трения между собой и стенками матрицы.

Недостатком известного способа является ограниченное по объему вовлечение отходов, особенно стружки, при увеличении содержания которой в шихте снижается прочность электрода из-за низкой склонности стружки к спрессовыванию. Эта проблема особенно актуальна при прессовании электродов из высокопрочных титановых сплавов.

Целью изобретения является повышение прочностных характеристик расходуемого электрода и расширение технологических возможностей стандартного оборудования.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является получение стабильных прочностных характеристик по всей длине расходуемого электрода, увеличение вовлечения отходов, в том числе стружки в шихтовых материалах, при полунепрерывном прессовании расходуемых электродов на стандартном оборудовании, а также повышение взрывобезопасности процесса плавки.

Указанный технический результат достигается тем, что в расходуемом электроде вакуумной дуговой электропечи, содержащем взаимосвязанные блоки из спрессованных кусковых и сыпучих компонентов шихты, все блоки соединены ориентированной пространственной конструкцией, образованной запрессованными армирующими элементами, выполненными в виде арматурных стержней, которые имеют прямолинейный участок, расположенный параллельно оси прессуемого электрода, и криволинейный, направленный к оси, стержни последовательно размещены внахлест в пределах глубины пространства, ограниченного толщиной двух контактирующих блоков.

При повышенных требованиях к химическому составу арматурные стержни выполняются из сплава, который имеет идентичный химический состав составу прессуемого электрода.

Для получения надежного сцепления арматуры с шихтовыми материалами могут применяться стержни с рифленой поверхностью.

Способ изготовления расходуемого электрода вакуумной дуговой электропечи включает засыпку кусковых и сыпучих компонентов шихты в цилиндрически коническую матрицу порциями и прессовку каждой порции шихты пресс-шайбой в блоки, соединенные между собой, одновременно с каждой прессовкой шихты в блоки последовательно запрессовывают арматурные стержни, которые предварительно закрепляют в технологических фиксаторах, установленных в пресс-шайбе, при этом длины выступающих и закрепленных частей стержней равны 0,6-0,9 толщине прессуемого блока, а выступающая часть стержня имеет криволинейный участок, который ориентируют в сторону оси прессуемого электрода.

Заявленное изобретение в отличие от прототипов характеризуется следующей совокупностью существенных отличительных признаков:

- выполнением соединительных связей в виде отдельных арматурных стержней, строго расположенных и оптимально ориентированных во внутреннем пространстве расходуемого электрода, гарантирующих равнопрочность расходуемого электрода по всей его длине,

- повышением пространственной жесткости арматурного каркаса за счет размещения арматурных стержней внахлест и наличия криволинейных участков на стержнях, что позволяет увеличить вовлечение отходов при изготовлении расходуемых электродов в два раза и более,

- способ позволяет использовать с минимальными доработками существующее стандартное оборудование для формирования во внутреннем объеме электрода в процессе его изготовления пространственной конструкции, состоящей из арматурных стержней, с гарантированной геометрической точностью их расположения относительно друг друга,

- способ обеспечивает более равномерное оплавление электрода в сечении, перпендикулярном его продольной оси (в связи с прохождением большей доли электрического тока в осевых зонах (каналах) расположения арматурных стержней, обладающими лучшими токопроводящими свойствами по сравнению с неармированными зонами шихты).

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен расходуемый электрод, на фиг.2 - технологическая схема изготовления электрода, на фиг.3 - вид А на рабочую поверхность пресс-шайбы.

Электрод состоит из прессованных блоков 1, арматурных стержней 2, состоящих из прямолинейного участка 3 и криволинейного 4. Стержни последовательно размещены внахлест, с гарантированной длиной нахлеста 5.

Процесс изготовления расходуемого электрода осуществляется в следующем порядке. При отведенном пресс-штемпеле 6 в технологические фиксаторы 7, размещенные на пресс-шайбе 8, закрепляются арматурные стержни 2 криволинейной частью, ориентированные в направлении к оси прессования. Длина закрепленной и выступающей частей стержня равна 0,6-0,9 толщины блока 9, что, с одной стороны, обеспечивает расположение последовательно прессуемых стержней внахлест относительно друг друга, а с другой, гарантирует их размещение в пределах глубины, ограниченной толщинами двух контактируемых блоков. После загрузки порции шихты производится ее прессование в блок 1, при этом криволинейный участок 4 арматурного стержня 2 прессуемого блока 1 помещается внахлест с прямолинейным участком 3 стержня отпрессованного предыдущего блока. Затем пресс-штемпель 6 отводится, стержни извлекаются из фиксаторов 7. Выступающие на торцах части стержней после формирования электрода удаляются или спрессовываются последней порцией шихты с использованием пресс-шайбы с плоской рабочей поверхностью. Количество одновременно запрессовываемых стержней и место их установки подбираются в зависимости от геометрических размеров прессуемого электрода и конструкции пресс-шайбы. На фиг.3 показан вид на торцевую поверхность пресс-шайбы при прессовании электрода диаметром 515 мм с 12 фиксаторами, установленных по окружности, это позволяет одновременно запрессовывать 12 арматурных стержней.

Конкретный пример изготовления электрода

Была изготовлена партия электродов в количестве 4 шт. на вертикальном гидравлическом прессе мод. Д6150 усилием 10 тыс.тс методом полунепрерывного прессования в конусную проходную матрицу. Диаметр электрода 515 мм, длина 4800 мм, масса 3800 кг, сплав Вт6. Электроды прессовали из губчатого титана с добавлением лигатуры и отходов: 35% стружки; 15% обрези и 8% кусковых. Высота одного прессованного блока равнялась 155±3 мм.

Одновременно запрессовывалось 12 стержней, изготовленных из прутка диаметром 10 мм, из сплава Вт6. Закрепленная часть стержня равнялась 100+10 мм, а выступающая 90+10 мм, криволинейный участок был отогнут на 30 мм. Расчетная величина нахлеста между предыдущими и последующими арматурными стержнями равнялась 35 мм.

Прочностные свойства определяли по величине прогиба электрода при подъеме его траверсой мостового крана в горизонтальном положении. Допустимая величина прогиба не должна превышать 25-30 мм. Фактическая измеренная величина прогиба находилась в пределах 14-21 мм.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 25.
10.04.2013
№216.012.3269

Способ изготовления тонких листов из труднодеформируемых титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к пластической деформации металлов, в частности к способам изготовления тонких листов из (α-β)-, псевдо-β, β-титановых сплавов. Способ изготовления тонких листов из труднодеформируемых титановых сплавов включает подготовку под прокатку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478448
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.06.2013
№216.012.48a4

Способ изготовления тонких листов из псевдо-бета-титановых сплавов

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способам изготовления тонких листов методом холодной прокатки из высокопрочных псевдо-β-титановых сплавов, которые могут быть использованы в аэрокосмической, химической отраслях промышленности, машиностроении, медицине и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484176
Дата охранного документа: 10.06.2013
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
10.09.2013
№216.012.6803

Способ изготовления прессованных полуфабрикатов из высокопрочного алюминиевого сплава и изделия, получаемые из них

Изобретение относится к способу производства длинномерных, тонкостенных панелей и профилей, предназначенных для использования на железнодорожном транспорте. Способ включает отливку слитков из сплава, содержащего следующее соотношение компонентов, мас.%: цинк 3,6-4,1, магний 0,6-1,1, марганец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492274
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.6804

Способ изготовления плит из двухфазных титановых сплавов

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к термомеханической обработке двухфазных титановых сплавов в процессе получения толстых листов и плит. Способ включает горячее деформирование слитка в сляб, горячую прокатку и последующую термическую обработку плит, где горячее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492275
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.02.2019
№219.016.bfeb

Способ контроля межэлектродного промежутка в процессе вакуумной дуговой плавки

Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, а именно к вакуумному дуговому переплаву высокореакционных металлов и сплавов. Способ включает измерение напряжения на дуге в момент нахождения ее в центральной части торцевой поверхности переплавляемого электрода во время...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002374337
Дата охранного документа: 27.11.2009
20.02.2019
№219.016.c308

Подовая печь для получения расплавленного металла

Изобретение относится к производству жидкого металла в черной и цветной металлургии, в частности, может быть использовано для производства титановых сплавов в вакуумных плавильных печах с холодным подом и независимыми источниками нагрева. Печь дополнительно содержит установленный над расплавом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002406048
Дата охранного документа: 10.12.2010
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
29.03.2019
№219.016.f2e5

Способ правки короткомерных труб

Изобретение относится к области обработки металлов давлением цилиндрических заготовок, преимущественно к правке труб малой длины из труднодеформируемых сплавов, например титановых. Предлагаемый способ заключается в том, что перед нагревом трубы насаживают на металлическую оправку, фиксируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002374022
Дата охранного документа: 27.11.2009
29.03.2019
№219.016.f66a

Способ пластической правки профилей из титановых сплавов

Изобретение относится к обработке металлов давлением профильных изделий постоянного сечения из титановых сплавов, преимущественно длинномерных, и может быть использовано в авиастроении, машиностроении, энергетике, судостроении и металлургии. Осуществляют нагрев профиля до температуры выше...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403114
Дата охранного документа: 10.11.2010
Показаны записи 1-10 из 38.
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
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
10.07.2014
№216.012.db60

Способ изготовления тонкостенных труб с наружными спиральными ребрами и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к области изготовления труб со спиральными ребрами на наружной поверхности из различных конструкционных материалов используемых в основном, в теплообменных аппаратах. Способ включает формирование трубы с продольными ребрами и скручивание ее на оправке. Упрощение процесса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521938
Дата охранного документа: 10.07.2014
27.02.2016
№216.014.c167

Способ получения интерметаллидных сплавов на основе алюминида титана с повышенным содержанием ниобия

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам выплавки титановых сплавов и может быть использовано при производстве полуфабрикатов, предназначенных для изготовления деталей газотурбинных двигателей, силовых установок, агрегатов авиационного, топливно-энергетического и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576288
Дата охранного документа: 27.02.2016
20.03.2016
№216.014.cae2

Способ определения места образования айсбергов выводных ледников

Изобретение относится к способам дистанционных исследований ледников и может быть использовано для определения мест возможного образования айсбергов выводных ледников. Сущность: получают изображения поверхности ледника или осуществляют ее визуальные наблюдения с борта самолета или вертолета....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577917
Дата охранного документа: 20.03.2016
10.04.2016
№216.015.2ec9

Способ изготовления труб со спиральными ребрами из химически активных металлов и сплавов

Изобретение относится к области изготовления труб с наружными спиральными ребрами, используемых в теплообменных аппаратах. Способ включает закрутку трубы с наружными продольными ребрами в процессе ее продольного перемещения при местном нагреве трубы, подачу инертного газа на внутреннюю и на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580777
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.02.2019
№219.016.bce5

Способ механической обработки труб и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к области обработки металлов резанием, обработке трубных заготовок для уменьшения их разностенности перед прокаткой, финишным операциям обработки нежестких труб. Способ включает обработку наружной поверхности закрепленной одним концом в плавающем патроне переднего ведущего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002288076
Дата охранного документа: 27.11.2006
20.02.2019
№219.016.befe

Электрододержатель дуговой электропечи

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции вакуумной дуговой печи, предназначенной для выплавки титановых сплавов. Электрододержатель дополнительно содержит тепловой сифон, расположенный между полостью с теплоносителем и хвостовиком крепления расходуемого электрода, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002315253
Дата охранного документа: 20.01.2008
20.02.2019
№219.016.bfeb

Способ контроля межэлектродного промежутка в процессе вакуумной дуговой плавки

Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, а именно к вакуумному дуговому переплаву высокореакционных металлов и сплавов. Способ включает измерение напряжения на дуге в момент нахождения ее в центральной части торцевой поверхности переплавляемого электрода во время...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002374337
Дата охранного документа: 27.11.2009
20.02.2019
№219.016.c0dd

Способ определения кристаллографической текстуры осесимметричных заготовок

Использование: для определения кристаллографической текстуры осесимметричных заготовок. Сущность: заключается в том, что проводят подготовительный этап получения тарировочных зависимостей, включающий стадию рентгеновского анализа, состоящую из отбора образцов, съемки трех обратных полюсных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002366934
Дата охранного документа: 10.09.2009
+ добавить свой РИД