ПОДДОН

Полезная модель относится к области спецэлектрометаллургии, конкретнее к поддонам, используемым для получения слитков, в том числе полых из цветных металлов, в частности из меди, на установках электрошлакового переплава.
Известен поддон, состоящий из основания, рабочей плиты со стальными затравками, которые прикрепляются к рабочей плите при помощи болтов через отверстия в поддоне [1].
Недостатком такого поддона является то, что его нельзя использовать при переплаве в скользящем кристаллизаторе, т.к. между слитком и кристаллизатором возникают силы трения, стремящиеся оторвать слиток от поддона. В этом случае затравка должна играть также роль захвата и служить для закрепления слитка на поддоне.
Известен поддон, состоящий из основания, рабочей плиты с установленными стальными затравами-захватами, выполненными в виде гвоздя. Они вставляются в отверстия в рабочей плите поддона и крепятся при помощи винтов к основанию поддона. Эти затравки свариваются с наплавляемым слитком в начале плавки и удерживают его на поддоне [2].
Недостатком поддона является то, что такие затравки можно использовать для переплава только стали. При переплаве цветных металлов, например меди, переплавляемый металл не сваривается со стальными затравками и наплавляемый слиток может отрываться от поддона. Использование затравок, изготовленных из меди приводит к расплавлению их в начальный период переплава, так как медь имеет низкую температуру плавления. После расплавления затравок, наплавляемая медь вытекает через отверстия, в которых располагались затравки.
Задачей создания полезной модели является конструкция поддона, способная удержать наплавляемый медный, в том числе полый, слиток на поддоне при использовании скользящих кристаллизаторов.
Для решения поставленной задачи поддон содержит основание, рабочую плиту с установленными затравками-захватами, при этом между затравками и рабочей плитой установлены медные пластины толщиной 0,12-0,25 глубины шлаковой ванны.
Наплавляемый слиток будет привариваться к медным пластинам. В случае расплавления пластин слиток будет удерживаться на поддоне, зацепившись за головки затравок снизу.
Медные пластины увеличивают высоту затравочной шайбы, поэтому их толщина зависит от глубины шлаковой ванны. Эмпирическим путем выведена зависимость
h=k H, где
h - толщина медной пластины
Н - глубина шлаковой ванны
k - коэффициент, равный 0,12-0,25
На рисунке изображен предлагаемый поддон, где 1 - основание, 2 - рабочая плита, 3 - стальная затравка, 4 - винты крепления затравок, 5 - медные пластины.
Перед началом переплава на рабочую плиту устанавливаются медные пластины, через которые проходят стальные затравки-захваты. В скользящий кристаллизатор электрошлаковой печи заливают флюс, медные электроды опускают и начинают переплав. Расплавленная из электродов медь попадает на поддон и приваривается к медным пластинам. Благодаря контакту с водоохлаждаемым поддоном, она быстро кристаллизуется и удерживает наплавляемый слиток на поддоне.
На ОАО «Златоустовский металлургический завод» были проведены опыты по выплавке полых медных слитков на печи ЭШП 5ВГ-И2.
Результаты опытов приведены в таблице.
Таблица
Диаметр скользящего кристаллизатора, мм
Диаметр дорна, мм
Диаметр электрода, мм
Количество электродов, сваренных попарно, шт.
Коэффициент k
Глубина шлаковой ванны, мм H
Толщина медной пластины, мм h
Результаты испытания
555 (прототип)
325
90
8
Слиток не закрепился на поддоне.
555
325
90
8
0,08
240
19
Слиток не закрепился на поддоне. Жидкая медь не приварилась к затравке - брак
555
325
90
8
0,12
240
29
Слиток закрепился на поддоне и был выплавлен
555
325
90
8
0,20
240
48
Слиток закрепился на поддоне и был выплавлен
555
325
90
8
0,25
240
60
Слиток закрепился на поддоне и был выплавлен
555
325
90
8
0,30
240
72
Электрод не опустился на нужную глубину в шлаковую ванну, т.к. затравки поднялись высоко
Таким образом толщина пластины для производства полого медного слитка кр. 555/325 длиной 3 м должна составлять от 30 до 60 мм.
Представленная конструкция поддона дает принципиальную возможность выплавки медных, в т.ч. полых слитков.
1. Б.Е.Патон, Б.И.Медовар «Электрошлаковые печи», Киев, «Наукова думка», 1976, стр.107, рис.122-в.
2. Б.Е.Патон, Б.И.Медовар «Электрошлаковые печи», Киев, «Наукова думка», 1976, стр.107, рис.122-д.