НЕРАСХОДУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ПЕЧИ

Полезная модель относится к литейному производству, в частности к оборудованию для электрошлакового литья, и может быть использовано в производстве отливок из расплава, полученного электрошлаковым переплавом.
Известны конструкции электродов, включающие тело электрода, на погруженную в расплав часть которого наносится защитный слой. Токоподвод осуществляется через бугель со щеками, которые обжимают тело электрода (Авторское свидетельство СССР №401024, МПК H05B 7/06, опубл. 01.01.1973).
Недостатком этих электродов является их расходуемость.
Известен электрод, состоящий из водоохлождаемой части и металлического наконечника из карбидообразующего материала. Через водоохлаждаемую часть и металлический наконечник проходит осевой канал для подачи восстановительного газа. Водоохлаждаемая часть, выполненная из электропроводного материала, снабжена устройствами для подвода и отвода охлаждающей жидкости. С целью уплотнения между наконечником и водоохлаждаемой рубашкой размещены прокладки. Устройство для подвода тока к металлическому наконечнику представляет собой электрододержатель, закрепленной на водоохлаждаемой рубашке (Бобрин C.B., Русаков М.Р., Мосиондз К.И. «Исследование работы и механизма защиты погруженных в шлаковый расплав электродов при рудной и объединительной плавке». Доклады совещания «Электротермия - 94», С-Петербург, 1994, стр. 161-170).
Недостатком данного устройства является расход металлического наконечника из карбидообразующего материала в результате высокого теплового сопротивления и низкой теплопроводности в соединении между водоохлаждаемой частью и металлическим наконечником.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является нерасходуемый электрод, включающий водоохлаждаемую рубашку и металлический наконечник из карбидообразующего материала, через которые проходит сквозной осевой канал, устройство для подвода тока к наконечнику, причем в осевом канале водоохлаждаемой рубашки из немагнитного материала размещена цилиндрическая труба, выполненная из материала с высокой электропроводностью, например из меди, нижний конец трубы наглухо скреплен с металлическим наконечником и сообщается с ним осевым каналом, а устройство для подвода тока соединено с верхним концом трубы (патент на изобретение RU №2166843, МПК H05B 7/08, опубликовано 10.05.2001).
Недостатком данного технического решения является невозможность использования устройства в качестве нижнего водоохлаждаемого электрода для электрошлаковой печи, в результате наличия сквозного осевого канала и неэффективного охлаждения металлического наконечника, контактирующего с расплавом.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности использования нерасходуемого электрода в качестве нижнего электрода для электрошлаковой печи.
Указанный технический результат достигается тем, что нерасходуемый электрод, для электрошлаковой печи, содержащий водоохлаждаемую рубашку, металлический наконечник, токоподвод, отличающийся тем, что водоохлаждаемая рубашка выполнена из биметалла, состоящего снаружи из тугоплавкого материала, а внутри из меди или медесодержащего сплава, на которую снаружи нанесено рифление, рубашка соединена с водоохлаждаемым токоподводом из меди или медесодержащего материала, кроме этого на водоохлождаемой рубашке выполнен фланец, жестко соединенный с ответным фланцем, на котором размещено устройство для отвода охлаждающей жидкости.
Исполнение токоподвода водоохлаждаемым и подача через него охлаждающей жидкости в водоохлаждаемую рубашку, с внутренним рифленым слоем из меди или медесодержащего сплава, обеспечивает эффективное охлаждение устройства.
Выполнение фланца на внешнем слое водоохлаждаемой рубашки обеспечивает надежное крепление устройства на днище электрошлаковой печи. А крепеж ответного фланца болтами к водоохлаждаемой рубашке создает необходимую герметичность конструкции и простоту в ее обслуживании. Изготовление водоохлаждаемой рубашки из биметалла, состоящего снаружи из более тугоплавкого материала, а внутренний слой из меди или медесодержащего сплава гарантирует наиболее оптимальные условия для работы нерасходуемого водоохлаждаемого электрода.
Сущность технического решения поясняется чертежом.
Нерасходуемый электрод для электрошлаковой печи состоит из металлического наконечника 1 биметаллической водоохлаждаемой рубашки, состоящей снаружи из тугоплавкй части 2 и внутреннего слоя 3 из меди или медесодержащего материала, на которую закреплен токоподвод 4 из меди или из медесодержащего сплава. Водоохлаждаемая рубашка снабжена фланцем 5 и ответным фланцем 6, скрепленным с помощью болтового соединения 7. Между фланцами в специальных пазах размещено уплотнение 8, обеспечивающее герметичность соединения. Приспособление 9 позволяет герметично уплотнить токоподвод 4. На ответном фланце 6 выполнено устройство 10 для отвода охлаждающей жидкости из камеры 11.
Нерасходуемый электрод работает следующим образом.
Охлаждающая жидкость через трубчатый токоподвод 4 подается в камеру 11 водоохлаждаемой рубашки, омывая ее поверхность, и удаляется через устройство 10. При этом за счет высокой теплопроводности меди и медесодержащих сплавов и отсутствия поверхности раздела между разнородными материалами водоохлаждаемой рубашки происходит интенсивное охлаждение наконечника, обеспечивающее его устойчивую работу, благодаря формированию на поверхности наконечника достаточного гарнисажного, электропроводного шлакового слоя. При подаче напряжения через токоподвод 4 потери мощности, в результате высокой электропроводности материала токоподвода и внутреннего слоя водоохлаждаемой рубашки, незначительны.
Формирование устойчивого гарнисажного, электропроводного шлакового слоя, обеспечивает эффективную работу водоохлождаемого нерасходуемого электрода, при всех режимах плавки и накопления жидкого металла в электрошлаковой печи.