способ электрошлакового кокильного литья

Формула изобретения

Способ электрошлакового кокильного литья, включающий одновременное наведение шлака и плавление металла, установку кокиля под тигель и заполнение его металлом со шлаком, отличающийся тем, что шлак перегревают на 250-300°С выше точки температуры плавления металла, количество шлака выбирают в 2-2,5 раза больше, чем необходимо для нормального ведения плавки, при этом конструкция кокиля предусматривает заполнение шлакоприемника только на 5% от всего объема шлака.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу электрошлакового кокильного литья, в частности для переработки отходов сталей и сплавов, предварительно сваренных в электрод.

Известен способ переработки отходов высоколегированных сталей, заключающийся в том, что в керамическом тигле наводится шлак нерасходуемым графитовым электродом, в отдельном плавильном агрегате расплавляются отходы высоколегированных сталей и переливаются в расплавленный шлак. По окончании процесса на крышку тигля устанавливается кокиль и происходит его заполнение металлом и расплавленным шлаком. "Электрошлаковая тигельная плавка и разливка металла". - Киев: Наукова думка, 1988. - с.29, рис.15.

Недостатком такого способа является науглероживание переплавляемого металла и угар легирующих элементов. Кроме того, из-за длительности установки кокиля на крышку тигля происходит увеличение вязкости шлака и, как следствие, получение шлакометаллической структуры получаемой отливки, что ухудшает качество отливок.

Известен способ переработки отходов высоколегированных сталей, заключающийся в том, что в керамическом тигле проводят одновременно наведение шлака и плавление отходов металлов, предварительно сваренных в электрод. По окончании процесса на крышку тигля устанавливается кокиль и происходит его наполнение металлом и расплавленным шлаком.

"Электрошлаковое кокильное литье в ремонтном и инструментальном производстве" - Киев, 1989. Общество "Знание" УССР, Серия 8, "Наука и жизнь" №6. - с.16-17, рис.2, 3.

Недостатком такого способа является длительность установки кокиля на крышку тигля, что приводит к увеличению вязкости шлака и, как следствие, получение шлакометаллической структуры получаемой отливки, что ухудшает ее качество.

Известен способ переработки отходов высоколегированных сталей, заключающийся в том, что в керамическом тигле наведение шлака и плавление отходов металла, предварительно сваренных в электрод, производится одновременно. При этом температура шлака устанавливается на 100-150°С выше температуры плавления металла. По окончании процесса, под тиглем устанавливается кокиль со шлакоприемником, который заполняется металлом со шлаком через разливочный носик.

Недостатком такого способа является получение шлакометаллической структуры в верхней части отливки, что ухудшает качество отливки.

Техническим результатом данного изобретения является повышение качества отливок из металла за счет отсутствия шлакометаллической структуры в верхней части отливок и получения отливок с более ровной наружной поверхностью, а также повышения степени рафинирования металла.

Это достигается тем, что при способе электрошлакового кокильного литья, включающем одновременное наведение шлака и плавление металла, в плавильном тигле с установкой под него кокиля проводится при перегреве шлака на 250-300°С выше температуры плавления металла, а количество шлака увеличено в 2-2,5 раза, чем необходимо для ведения стабильного процесса плавки (40-50 мм высоты жидкого шлака, помноженной на площадь окна тигля и его удельный вес), а конструкция кокиля предусматривает заполнение шлакоприемника только на 5% от объема всего шлака, который под давлением жидкого металла удаляется из кокиля в отдельную емкость.

Предлагаемый способ электрошлакового кокильного литья осуществляют на установках типа УФЭЛ-100, а именно одновременно в керамическом тигле наводят шлак, плавят отходы сталей и сплавов, предварительно сваренных в электрод. При этом температура шлака поддерживается в пределах 1500-1600°С, а его количество выбирается в 2-2,5 раза больше, чем необходимо для ведения стабильного процесса плавки (40-50 мм высоты жидкого шлака, помноженной на площадь окна тигля и его удельный вес). По окончании процесса под тиглем устанавливается кокиль со шлакоприемником, который заполняется металлом через разливочный носик, причем его конструкция обеспечивает наполнение шлакоприемника только на 5%, остальной шлак под действием жидкого металла по мере заполнения кокиля удаляется в отдельную емкость. Перегрев шлака на 250-300°С выше температуры плавления металла и увеличение его количества способствует прогреву кокиля до момента попадания в него металла. Это замедляет его кристаллизацию и тем самым способствует всплытию шлака до момента его кристаллизации.

Кроме того, проходя сквозь увеличенное количество шлака, происходит вторичное рафинирование металла (эффект "ковшевой" металлургии), что также повышает его качество.