Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА

Изобретение относится к области специальной электрометаллургии и может быть использовано при изготовлении расходуемого электрода для выплавки слитков высокореакционных металлов и сплавов, например, титановых, в вакуумной дуговой электропечи

Известен расходуемый электрод вакуумной дуговой электропечи для плавки высокореакционных металлов и сплавов, выполненный из взаимосвязанных посредством сварочных швов заготовок (Гармата В.А. и др. Металлургия титана. М., Металлургия, 1968, с.513-514) - прототип.

В таком электроде сварные швы, соединяющие между собой куски отходов, должны иметь сравнительно большое сечение для обеспечения прохождения рабочего тока дуги без существенного разогрева и расплавления швов до расплавления заготовок.

Недостатками электрода являются большая трудоемкость его изготовления при укладке и подгонке кусковых отходов в пределы заданного габарита, а также при сварке их швами достаточного для надежных связей и прохождения электрического тока сечения. Концентрация плотности рабочего тока дуги в сварных швах вызывает более ранний нагрев их, преждевременное расплавление и, как следствие, падение недоплавленных кусков шихты в ванну выплавляемого в кристаллизаторе слитка, что приводит к снижению качества металла и снижает взрывобезопасность процесса плавки.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ изготовления расходуемого электрода вакуумной дуговой электропечи для плавки высокореакционных металлов и сплавов, состоящего из взаимосвязанных заготовок и снабженного токопроводящим стержнем длиной, равной длине расходуемого электрода, и площадью поперечного сечения определенной величины. Патент РФ №2215381, опубликовано: 2003.10.27 - прототип.

Данный способ обеспечивает необходимую механическую прочность электрода, повышает ток дуги при его плавлении, а также повышает взрывобезопасность процесса плавки.

Однако электрод, описанный в прототипе, отличается большой трудоемкостью изготовления, связанной с измельчением крупногабаритных титановых отходов типа оплавышей электродов, и сложностью последующей компоновки и сварки в конструкцию электрода.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является возможность вовлечения крупногабаритных отходов (оплавышей) при снижении трудоемкости переработки отходов, для изготовления расходуемого электрода для последующего переплава в слиток. Тем самым решается проблема использования низкосортных отходов для получения слитков титановых сплавов. Ранее указанные отходы использовали только в производстве ферротитана.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления расходуемого электрода из отходов титанового производства, включающем сборку элементов электрода размещением их на токопроводящем стержне по всей его длине и последующее приваривание элементов к стержню сваркой, согласно изобретению в качестве элементов электрода используют заготовки в виде дисков с отверстием в центре, которые получают путем переплава отходов титанового производства на поддон с выступом в центре.

Сущность изобретения поясняется фотографией электрода, изготовленного по предлагаемому способу из литых заготовок (1) с отверстием в центре, собранных на токопроводящем стержне (2).

Пример осуществления способа

Расходуемый электрод для последующего переплава в вакуумной дуговой электропечи изготавливали из заготовок в виде дисков с отверстием в центре, которые формовали путем сплавления в вакуумно-дуговой печи остатков электродов титанового сплава Вт6 со сварным швом после первого переплава на поддон с выступом в центре. Диаметр заготовок 570 мм, высота от 20 мм до 50 мм. Эти заготовки размещали по всей длине токопроводящего элемента, приваривая их к элементу аргонной точечно-дуговой сваркой. В качестве токопроводящего элемента использовали стержень длиной 2000 мм, диаметром 100 мм, изготовленного из отходов сортопрокатного производства (прутков). Для большей механической прочности собранный электрод по вертикали дополнительно соединили пластинами (листовые отходы), также приварив их точечной сваркой. Изготовленный расходуемый электрод переплавили в вакуумной дуговой электропечи ДВС-5М в кристаллизатор диаметром 670 мм по существующей технологии. Полученный слиток имел соответствующее техническим условиям качество и химический состав и был направлен на дальнейшую переработку.

Предлагаемый способ изготовления расходуемого электрода по сравнению с известными позволяет использовать как оборотные крупногабаритные отходы титановых сплавов в виде оплавышей от остатков электродов без предварительного измельчения. Снижается трудоемкость переработки отходов за счет исключения операций, связанных с измельчением их, и повышается выход годного при переработке отходов за счет использования всей заготовки, а не только центральной ее части.