RU2313590C1 - Consumable electrode producing method - Google Patents
Consumable electrode producing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313590C1 RU2313590C1 RU2006108160/02A RU2006108160A RU2313590C1 RU 2313590 C1 RU2313590 C1 RU 2313590C1 RU 2006108160/02 A RU2006108160/02 A RU 2006108160/02A RU 2006108160 A RU2006108160 A RU 2006108160A RU 2313590 C1 RU2313590 C1 RU 2313590C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- briquettes
- ingots
- melting
- producing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 11
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 2
- 229910000883 Ti6Al4V Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано для выплавки слитков высокореакционных металлов и сплавов, в том числе слитков титана и его сплавов.The invention relates to the field of electrometallurgy and can be used for smelting ingots of highly reactive metals and alloys, including ingots of titanium and its alloys.
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).Known consumable electrode for smelting ingots from titanium and its alloys, containing mutually interconnected pressing portion parts of bulk and loose components from titanium sponges, ligatures and return waste. To improve the adhesion of the individual batch parts of the electrode to one another, their end surfaces are made with alternating radial sectors of protrusions and depressions, as well as with central spherical protrusions and depressions (Dobatkin V.I., Anoshkin N.F. et al. Titanium alloy ingots. - M .: Metallurgy, 1966, p. 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.The disadvantage of this electrode is the low mechanical strength due to poor adhesion between the low-plastic lumpy and bulk components of the charge. The consequence of this is the destruction of the electrode in a number of cases during transportation and melting in vacuum arc furnaces, defective ingots, emergency explosive situations when moving the arc to the crystallizer wall, the need to perform a large amount of welding work in an atmosphere protected from oxidation by hardening the electrodes by welding longitudinal strip plates to the surface of the weakened sections of the electrode.
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.The closest in technical essence to the present invention is a method for producing consumable electrodes, comprising pouring a solid metal component with liquid metal, while metallized pellets used in the mold simultaneously with the liquid metal in a certain ratio are used as a solid component. (RF patent No. 2233895, class C 22 B 9/18, publ. 10.08.2004. Bull. No. 22) - prototype.
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.The implementation of this method in relation to titanium alloys can only be carried out using a skull furnace to obtain a melt. However, the value of specific capital investments when using the skull method of melting is significantly larger than when using the vacuum arc melting of the consumable electrode in the mold.
Кроме того, при заливке расплавом отходов, загруженных в изложницу, не происходит надежной сварки их между собой и с расплавом.In addition, when pouring melt into the waste loaded into the mold, there is no reliable welding between them and with the melt.
В результате, при последующем переплаве изготовленных этим способом электродов, возможно падение кусков электрода в ванну расплавленного металла и образование в слитке включений.As a result, during subsequent remelting of the electrodes made in this way, pieces of the electrode may fall into the molten metal bath and form inclusions in the ingot.
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.The problem to which this invention is directed is to obtain a consumable electrode of the necessary mechanical strength due to the consolidation of lump waste and briquettes from shavings and primary charge, as well as to obtain an ingot after a single remelting of a given chemical composition along the entire length of the ingot, increasing the explosion safety of the melting process of the consumable electrode in a vacuum arc electric furnace and reducing the cost of production.
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.The technical result is achieved by forming a consumable electrode by melting by burning an electric arc that melts both the metal fixed on the electrode holder and lump waste and briquettes loaded into the mold.
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.The problem is solved in that in the method for producing a consumable electrode, including pouring a solid metal component with liquid metal, according to the invention, lump waste and briquettes from shavings and batch are used as solid metal component, loaded into the mold of a vacuum arc furnace in an amount not exceeding more than 2.5 times the mass of the electrode welded to the electrode holder, while the briquettes are made with a length predominantly equal to the length of the electrode obtained, and setting they are poured along the crystallizer wall parallel to its axis, and liquid metal for pouring is obtained by melting by an electric arc of an electrode welded to an electrode holder.
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).The method involves loading lumpy waste and briquettes from shavings and primary charge into the mold and consolidating them by vacuum arc melting into a consumable electrode for subsequent remelting into an ingot. The mechanical strength of the resulting consumable electrode is achieved by choosing the ratio of the masses of the molten electrode and the mixture loaded into the mold, the value of which should be 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.The chemical homogeneity of ingots made of consumable electrodes is achieved by the method of loading charge materials into the mold, providing the same content of the types of charge materials in each section of the volume of the internal space of the mold.
При увеличении количества твердой составляющей более чем в 2,5 раза массы расплавляемого электрода не обеспечивается необходимая прочность получаемого электрода.By increasing the amount of the solid component by more than 2.5 times the mass of the molten electrode, the required strength of the obtained electrode is not provided.
В результате переплава полученных расходуемых электродов изготовлены слитки титановых сплавов заданного химического состава из шихты, содержащей до 92% оборотных отходов.As a result of remelting the resulting consumable electrodes, titanium alloy ingots of a given chemical composition were made from a charge containing up to 92% of recycled waste.
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.The invention is illustrated by photographs, which depict: the consumable electrode obtained by the claimed method, the type of the bottom part (Fig. 1) and a single remelting ingot (Fig. 2) from electrodes obtained by the proposed method.
Пример.Example.
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.The proposed method was tested under industrial conditions in the smelting shop for the manufacture of a consumable electrode for smelting an ingot of a grade 5 titanium alloy. A consumable electrode with a diameter of 560 mm and a mass of 540 kg of grade 5 alloy formed by semi-automatic welding from lumpy waste was fixed on the electrode holder of a VD-650 vacuum arc furnace. grade 5 alloy.
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.Then, briquettes with a diameter of 220 mm from chips and primary charge in the amount of 2 pieces of 120 kg each, 800 mm long, with a density of γ = 3.9 g / cm 3 and lump waste of grade 5 alloy in the amount of 300 kg were loaded into a conical mold with a diameter of 670 mm and a diameter of 300 kg .
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.Further, a consumable electrode was formed by melting by burning an electric arc that melts both the electrode mounted on the electrode holder and the charge materials loaded into the mold.
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.As a result of vacuum arc remelting, a consumable electrode with a diameter of 660 mm, a mass of 1080 kg, a length of 790 mm, and a density of 4 g / cm 3 was obtained. Obtained by the proposed method, 3 consumable electrodes were joined by oven welding into one electrode with a diameter of 660 mm, 2370 mm long, and a weight of 3240 kg, which was melted into an ingot in a DCS-5 vacuum arc furnace into a mold with a diameter of 770 mm.
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.The obtained ingot was investigated by chemical composition in the zones: up, middle, bottom. The results are presented in the table. The chemical composition met the requirements of ASTM B 348 for grade 5 alloy.
Разность содержания легирующих элементов и примесей по высоте слитка не превышает 0,02%.The difference in the content of alloying elements and impurities along the height of the ingot does not exceed 0.02%.
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.The proposed method for producing consumable electrodes in comparison with the known ones provides the necessary mechanical strength of the electrodes when more than 90% of recycled waste is involved in their composition, which can significantly reduce the cost of production. In addition, the sufficient strength of the obtained electrode provides reliable explosion safety of the subsequent process of smelting the ingot in a vacuum arc furnace.
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.Compared with the prototype, the proposed method for producing electrodes allows to reduce the specific capital costs per unit of manufactured products and improve the quality of the metal by eliminating inclusions in the ingots melted from these electrodes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006108160/02A RU2313590C1 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Consumable electrode producing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006108160/02A RU2313590C1 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Consumable electrode producing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006108160A RU2006108160A (en) | 2007-09-20 |
| RU2313590C1 true RU2313590C1 (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=39018941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006108160/02A RU2313590C1 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Consumable electrode producing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2313590C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2771914C1 (en) * | 2021-08-17 | 2022-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ЗАВОД ВАКУУМНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ" | Method for manufacturing consumable electrode for smelting titanium alloy ingots |
-
2006
- 2006-03-15 RU RU2006108160/02A patent/RU2313590C1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2771914C1 (en) * | 2021-08-17 | 2022-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ЗАВОД ВАКУУМНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ" | Method for manufacturing consumable electrode for smelting titanium alloy ingots |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006108160A (en) | 2007-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114231802A (en) | Rare earth aluminum alloy bar for forging aluminum alloy wheel hub and preparation method thereof | |
| WO1997000978A1 (en) | Process for the manufacture of a high carbon cobalt-chromium-molybdenum alloy | |
| CN105568077B (en) | A kind of welding al-si eutectic alloy bar and its preparation process | |
| RU2699887C1 (en) | Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis | |
| RU2313590C1 (en) | Consumable electrode producing method | |
| RU2355791C2 (en) | Method of manufacturing of high reactivity metals and alloys ingots and vacuum-arc-refining furnace for manufacturing of reactivity metals and alloys ingots | |
| RU2335564C2 (en) | High titanium ferro alloy produced by two stages reduction out of ilmenite | |
| CN103290228A (en) | Production process of low sulfur and low carbon metal manganese blocks | |
| RU2738742C2 (en) | Method of processing lumpy material for producing high-quality steel | |
| WO2003035917A2 (en) | Method for processing magnesium containing scrap by melting in a vacuum furnace | |
| RU2148094C1 (en) | Method of preparing consumable electrode of electroslag remelting | |
| CN112143920A (en) | Production method of 5087 aluminum alloy welding wire blank | |
| RU2770807C1 (en) | Method for producing blanks from low-alloy copper-based alloys | |
| RU2636212C1 (en) | Method of producing titanium master alloy for aluminium alloys | |
| RU2152447C1 (en) | Process of electroslag remelting of compact materials | |
| RU2270266C2 (en) | Addition alloy for inoculation and doping of alloys | |
| CN110923515A (en) | Aluminum alloy material with grain refinement characteristic and production method thereof | |
| RU2314355C1 (en) | Consumable electrode production method | |
| CN110079717A (en) | A kind of distribution of aluminium alloy smelting | |
| Korovin et al. | Increase of resistance of steel moulds using the complex modifier INSTEEL-7 | |
| RU2297462C1 (en) | Consumable electrode producing method | |
| RU2731540C1 (en) | Method of producing chromium bronze | |
| RU2302475C2 (en) | Method of production of ingots on base of refractory metals by vacuum autocrucible arc melting | |
| RU2755187C1 (en) | Method for aluminothermic production of ferrotitanium | |
| RU2148665C1 (en) | Method of producing castings from noncompact steel wastes and device for pressing blocks of steel consumable electrodes for method embodiment |