УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА ЧУГУННОЙ СТРУЖКИ

Полезная модель относится к области металлургии, преимущественно к переплавке металла, в частности к оборудованию для электрошлакового переплава чугунной стружки с возможностью разлива полученного металла в формы.
Известно устройство для электрошлакового переплава с использованием расходуемого электрода, содержащее колонну с установленным на ней электрододержателем с расходуемым электродом, водоохлаждаемый кристаллизатор, тележку с поддоном, на котором устанавливают кристаллизатор. (SU, а.с. №708711, МПК С22В 9/18, публ. 23.11.1991 г., стр 1, колон, 1, абз. 2)
Недостатком устройства является то что при плавке методом электрошлакового переплава и водоохлаждаемом кристаллизаторе расплавленный металл непосредственно контактирует с его стенками, вследствие чего невозможно накопление жидкого металла, так как происходит его быстрая кристаллизация. Кроме того, использование указанного устройства для переплава чугунной стружки также сопряжено со сложностями, связанными с формированием расходуемого электрода из чугунной стружки.
Известна также установка для электрошлакового переплава стружки с использованием нерасходуемого электрода, которая содержит охлаждаемый кристаллизатор, установленный на поддоне, полый нерасходуемый электрод и дозирующее устройство, размещенное над электродом, при этом полый электрод снабжен установленной внутри воронкой с запирающим конусом, соединенным с приводом вертикального перемещения. (SU, а.с. №468520, МПК С22В 9/18, публ. 10.06.1999 г.).
Вышеуказанное техническое решение обеспечивает возможность регулирования времени пребывания стружки в шлаке, чем достигаются полнота расплавления стружки и рафинирования жидкого металла. Однако, при наличии охлаждаемого кристаллизатора невозможно накопление жидкого металла.
Наиболее близким техническим решением является устройство, которое представляет собой электрошлаковую печь для обработки чугуна, содержащую плавильную емкость в виде корпуса с крышкой, футерованные теплоизоляционным кирпичом, неподвижную подину, выполненную из электропроводного огнеупорного материала, подвижный нерасходуемый электрод, механизм перемещения нерасходуемого электрода; для обеспечения полного или частичного слива металла печь снабжена сливным устройством в виде летки. (SU а.с. №462506, МПК С22В 9/187, публ. 29.11.1977 г.).
Конструкция указанного устройства и обеспечивает равномерный и интенсивный прогрев шлаковой ванны, повышает КПД печи, обеспечивает возможность накопления и разлива металла.
Причинами, препятствующими широкому использованию указанного устройства, предназначенного для обработки жидкого чугуна, (т.е. чугуна ранее полученного путем расплавления твердых материалов) для переплава чугунной стружки является отсутствие механизма наклона печи, что затрудняет процесс снятия шлака. Кроме того, в известной технологии с использованием указанного устройства имеет место значительный угар чугуна, так как она предполагает по сути двойной переплав.
Технической задачей полезной модели является устранение указанных причин, а именно: конструктивное обеспечение условий переплава чугунной стружки с наименьшим угаром металла и упрощения операций очищения от шлака и разлива металла в формы.
Техническим результатом от использования полезной модели является снижения угара переплавляемого материала до 2% и упрощение процесса переплава и разлива металла в формы, не требующего дополнительного плавильного оборудования.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве, содержащем плавильную емкость со сливным устройством и подъемный свод, снабженные огнеупорной теплоизоляционной футеровкой, неподвижный подовый электрод, подвижный нерасходуемый электрод, установленный в подъемном своде, механизм перемещения нерасходуемого электрода, плавильная емкость снабжена механизмом наклона для обеспечения слива расплавленного металла.
Снабжение плавильной емкости установки электрошлакового переплава механизмом наклона позволяет использовать емкость для накопления жидкого
металла и проводить необходимую металлургическую обработку с целью достижения необходимого качества получаемых из него слитков и отливок, обеспечивает возможность снятия шлака с поверхности металла и осуществлять разливку металла в формы.
На фиг.1 изображена установка для электрошлакового переплава чугунной стружки, где: 1 - плавильная емкость (тигель), 2 - подъемный свод, 3 - теплоизоляционная муллитокорундовая футеровка, 4 - неподвижный подовый электрод, выполненный из углеродосодержащих материалов, 5 - подвижный нерасходуемый электрод выполненный из углеродосодержащих материалов, 6 - механизм перемещения нерасходуемого электрода, 7 - механизм наклона плавильной емкости, 8 - сливной устройство (сливной носок).
Работа установки. В тигель печи 1 емкостью 200 кг с огнеупорной теплоизоляционной футеровкой 3, выполненной из муллитокорундовой массы перед включением печи, после поднятия подвижного свода 2 загружают полную порцию чугунной стружки, затем засыпают флюс в количестве, необходимом для обеспечения перекрывания доступа воздуха к переплавляемой стружке и необходимые энергетические режимы работы печи. После включения печи, при помощи механизма перемещения 6 нерасходуемого электрода 5 обеспечивается контакт между флюсом и нерасходуемым электродом и зазор с подовым электродом 4 для получения дуги. После расплавления всей стружки и проведения необходимых металлургических операций приводят в действие механизм наклона печи 7 и через сливной носок 8 производят разлив металла в формы.
Таким образом, с использованием предлагаемой установки реализуются преимущества электрошлакового переплав, а именно - наличие высоко перегретого покровного шлака, представляющего самостоятельную металлургическую фазу, одновременно рафинирующую и хорошо защищающую расплав от взаимодействия с атмосферой и тем самым уменьшающую угар дисперсного металла в сочетании с возможностями тигельной электроплавки, а именно возможностью в любой момент после расплавления всей стружки провести практически все необходимые металлургические операции, а также хорошего энергосбережения за счет возможности применения эффективной теплоизолирующей футеровки.
В отличие от традиционных электрошлаковых печей, в предлагаемой установке оба электрода, как нерасходуемый подвижный сводовый. Так и неподвижный подовый изготовлены из углеродосодержащих материалов.