Получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами ЭШП и ДШП
Рассмотрены особенности и эффективность использования различных способов прессования титановой губки (холодное в глуходонной матрице, изостатическое в контейнере высокого давления, взрывом в металлической оболочке в специальной камере) при изготовлении расходуемых электродов для электро- и дугошлако...
Saved in:
| Published in: | Современная электрометаллургия |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96005 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами ЭШП и ДШП / Л.Б. Медовар, В.Я. Саенко, В.А. Рябинин // Современная электрометаллургия. — 2009. — № 3 (96). — С. 23-25. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860206236089188352 |
|---|---|
| author | Медовар, Л.Б. Саенко, В.Я. Рябинин, В.А. |
| author_facet | Медовар, Л.Б. Саенко, В.Я. Рябинин, В.А. |
| citation_txt | Получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами ЭШП и ДШП / Л.Б. Медовар, В.Я. Саенко, В.А. Рябинин // Современная электрометаллургия. — 2009. — № 3 (96). — С. 23-25. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Современная электрометаллургия |
| description | Рассмотрены особенности и эффективность использования различных способов прессования титановой губки (холодное в глуходонной матрице, изостатическое в контейнере высокого давления, взрывом в металлической оболочке в специальной камере) при изготовлении расходуемых электродов для электро- и дугошлакового переплавов.
Peculiarities and effectiveness of use of different methods of pressing the spongy titanium (cold in a blind-bottom matrix, isostatic in a high-pressure container, explosion in a metal shell using a special chamber) in manufacture of consumable electrodes for electro- and arc-slag remelting are considered.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:12:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 669.187.56.002.2
ПОЛУЧЕНИЕ РАСХОДУЕМЫХ ЭЛЕКТРОДОВ
ИЗ ТИТАНОВОЙ ГУБКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
СЛИТКОВ СПОСОБАМИ ЭШП И ДШП
Л. Б. Медовар, В. Я. Саенко, В. А. Рябинин
Рассмотрены особенности и эффективность использования различных способов прессования титановой губки (хо-
лодное в глуходонной матрице, изостатическое в контейнере высокого давления, взрывом в металлической оболочке
в специальной камере) при изготовлении расходуемых электродов для электро- и дугошлакового переплавов.
Peculiarities and effectiveness of use of different methods of pressing the spongy titanium (cold in a blind-bottom matrix,
isostatic in a high-pressure container, explosion in a metal shell using a special chamber) in manufacture of consumable
electrodes for electro- and arc-slag remelting are considered.
Ключ е вы е с л о в а : электрошлаковый и дугошлаковый
переплавы, губчатый прессованный электрод, изостатичес-
кое прессование, прессование взрывом
Главным препятствием на пути к расширению и ис-
пользованию титана в отраслях народного хозяй-
ства является его высокая стоимость. Это связано
прежде всего с особенностями технологии получе-
ния титановой губки, способом и трудоемкостью из-
готовления из нее расходуемых электродов, слож-
ностью и энергоемкостью оборудования.
В настоящее время основным способом получе-
ния слитков из титана и его сплавов является ваку-
умно-дуговой переплав (ВДП), предусматриваю-
щий два передела. Для первого используют расхо-
дуемые электроды, полученные способом полуне-
прерывного прессования губки и скрапа в проход-
ную матрицу на мощных прессах. Также могут при-
меняться комбинированные электроды, изготовлен-
ные путем прессования брикетов с последующей их
сваркой между собой. При производстве титановых
сплавов в расходуемый электрод включают различ-
ные легирующие добавки. Процесс изготовления та-
ких электродов трудоемкий, дорогостоящий, для
его реализации требуются специальные оборудова-
ние и оснастка.
Эффективность применения способов электрош-
лакового (ЭШП) и дугошлакового (ДШП) пере-
плавов для производства слитков из титана и его
сплавов, как и других переплавных способов, во
многом определяется и трудоемкостью изготовле-
ния расходуемых электродов. В работе [1] описано
применение расходуемых электродов, прессован-
ных из титановой губки, и лигатуры для получения
слитков ЭШП из технического титана и сплава ОТ4.
Для выплавки слитков диаметром 130 мм применяли
круглые прессованные электроды диаметром 100 мм, а
для плоских слитков сечением 175 75 мм – плоские
прямоугольного сечения 45 135 мм. Электроды
прессовали на вертикальном гидравлическом прессе
с применением губки различных марок. В качестве
легирующих добавок использовали алюминий элек-
тролитический, металлический марганец, металли-
ческий ванадий и алюминиево-молибденовую лигатуру.
В результате исследований структуры и механи-
ческих свойств установлено, что однократная ЭШП
расходуемых прессованных электродов позволяет
получать технический титан и сплав ОТ4, по качес-
тву не уступающие металлу двойного ВДП.
В процессе создания технологического процесса
выплавки слитков ДШП из титана и его сплавов в
бескамерных печах ЭШП [2—4] проведены специ-
альные работы по оценке эффективности примене-
ния при ДШП прессованных электродов, получен-
ных различными способами. В лабораторных и
опытно-промышленных условиях опробованы сле-
дующие способы производства расходуемых элект-
родов из титановой губки:
холодное прессование губки на лабораторном
гидравлическом прессе усилием 200 кН в глуходон-
© Л. Б. МЕДОВАР, В. Я. САЕНКО, В. А. РЯБИНИН, 2009
Рис. 1. Электроды из губчатого титана, полученные способом
холодного прессования в матрице
23
ной матрице, в качестве которой применяли сталь-
ную трубу. После прессования трубу разрезали и
полученные брикеты (диаметром 40… 80 мм) из-
влекали из оболочки (рис. 1). Однако получить
плотные брикеты, а также сварить их между собой
в один цельный электрод не удалось;
холодное изостатическое прессование. Для из-
готовления губчатых титановых электродов исполь-
зовали контейнер высокого давления для холодного
изостатического прессования, применяемый на за-
воде «Днепроспецсталь» при производстве высоко-
легированной быстрорежущей стали. Общий вид
установки для холодного изостатического прессова-
ния приведен на рис. 2. Отработку технологии прес-
сования осуществляли с применением титановой
губки марки ТГ-ТВ, ТГ-120, находившейся в метал-
лической и эластичной оболочке*. Опробовано так-
же изостатическое прессование электродов из губки
с закладной стальной бобышкой для облегчения их
сварки с инвентарной головкой. Давление на прессе
холодного изостатического прессования составляло
160 МПа. Полученные расходуемые электроды ди-
аметром 150 и 400 мм (рис. 3) имели правильную
цилиндрическую форму. После прессования обо-
лочка легко отделялась от брикета. Плотность прес-
сованного губчатого электрода была одинаковой по
всему объему. Следует отметить, что в применяемой
для прессования губчатых электродов эластичной
оболочке в процессе многократного использования
появлялись микротрещины. Поэтому перед загруз-
кой губки необходимо производить контроль обо-
лочки на герметичность для исключения ее возмож-
ного разрыва и попадания рабочей жидкости в тело
электрода при прессовании. Расходуемый электрод ди-
аметром 400 мм, полученный способом изостатического
прессования из губки ТГ-120, использовали для вып-
лавки опытного слитка ДШП в кристаллизаторе се-
чением 565 565 мм с флюсовым затвором на печи
ЭШП-5ВГ. Внешний вид слитка показан на рис. 4;
прессование титановой губки осуществляли
способом взрыва* в специальной камере в усло-
виях опытного производства ИЭС им. Е. О. Патона.
*В работе принимали участие С. С. Казаков, Ю. Г. Габуев, В. Н. Макогон (з-д «Днепроспецсталь»).
Рис. 2. Установка холодного изостатического прессования: а – внешний вид; б – схема; 1 – насос высокого давления; 2 –
камера; 3 – титановая губка; 4 – эластичная оболочка; 5 – манометр; 6 – крышка
Рис. 3. Электроды длиной 1450 мм, диаметром 400 мм (а, б) и длиной 380 мм, диаметром 150 мм (в, г), полученные способом
изостатического прессования: а – губка ТГ-ТВ; б – губка ТГ-120; в – губка ТГ-ТВ; г – губка ТГ-120
24
Титановую губку марки ТГ-120 помещали в металли-
ческую оболочку. После взрывной обработки оболочка
отделялась от брикета. Брикеты, полученные способом
взрыва, отличались высокой плотностью. Сварку таких
брикетов при изготовлении составных расходуемых
электродов проводили без особых затруднений.
Прессованные способом взрыва губчатые элект-
роды использовали для одностадийного производ-
ства слитков титана способом ДШП. Переплав про-
водили на установке Р-951 в кристаллизаторе сече-
нием 200 200 мм, оснащенном флюсовым затво-
ром. Для переплава использовали расходуемый
электрод, сваренный по длине из трех брикетов дли-
ной 300 мм и диаметром 65 мм каждый, собранных
в трехпалый пучок.
Составной электрод крепили к инвентарной го-
ловке диаметром 130 мм, проходящей через флю-
совой затвор без нарушения герметизации плавиль-
ного пространства кристаллизатора. В качестве за-
щитного газа использовали аргон, подаваемый под
крышку флюсового затвора.
Процесс ДШП составного электрода из прессо-
ванной способом взрыва губки проходил стабильно.
Внешний вид торца электрода после окончания
плавки (рис. 5) свидетельствует о равномерности
плавления электрода. Слиток имел хорошую повер-
хность, покрытую тонким слоем гарнисажа (рис. 6).
Исследование содержания газов в электроде и слит-
ке показало, что в процессе ДШП прирост кисло-
рода составил всего 0,012, а азота – 0,003 %.
Результаты проведенных механических испыта-
ний показали, что литой металл слитка ДШП (σв =
= 490 МПА, σт = 377 МПа, δ = 18 %, ψ = 25 % –
даны средние значения) соответствуют требованиям
ГОСТ 23755—79 к прокату из металла ВТ1-0 ВДП
толщиной 60… 150 мм (σв ≥ 294 МПа, δ ≥ 10 %;
остальные показатели не регламентируются).
Таким образом, расходуемые электроды, полу-
ченные из титановой губки путем изостатического
прессования, а также прессования взрывом, отли-
чаются высокой технологичностью и могут быть эф-
фективно использованы для выплавки слитков ти-
тана способами ЭШП и ДШП.
1. Свойства технического титана и сплавов типа ОТ4, полу-
ченных электрошлаковой плавкой / С. М. Гуревич,
В. П. Дидковский, Ю. К. Новиков и др. // Автомат.
сварка. – 1963. – № 4. – С. 29—33.
2. Переплав губчатых титановых расходуемых электродов
методами ЭШП и ДШП / Б. Е. Патон, Б. И. Медовар,
В. Я. Саенко и др. // Пробл. спец. электрометал-
лургии. – 1994. – № 3-4. – С. 7—11.
3. Arc-slag remelting of steel and alloys / B. I. Medovar,
V. Ja. Saenko, G. M. Grigorenko et al. // Cambridge In-
ternational Science Publishing. – 1996. – P. 1—160.
4. Arc-slag remelting – state- of-the-art and prospects of deve-
lopment / B. E. Paton, V. Ja. Saenko, Yu. M. Pomarin et
al. // Proc. of Intern. symp. on ESR technology & equip-
ment (Kyiv, 15—17 May, 2001). – Kyiv, 2001. – P. 177—185.
Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, Киев
Поступила в редакцию 08.07.2009
*В работе принимали участие Л. А. Волгин, Л. С. Гаврилюк (ИЭС им. Е. О. Патона).
Рис. 4. Слиток из титана, выплавленный способом ДШП в крис-
таллизатор 565 мм
Рис. 5. Торец составного электрода диаметром 65 мм, получен-
ного способом взрыва после плавки в режиме ДШП
Рис. 6. Слиток из титана, выплавленный способом ДШП в крис-
таллизатор 200 мм
25
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-96005 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7681 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:12:03Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Медовар, Л.Б. Саенко, В.Я. Рябинин, В.А. 2016-03-08T20:51:38Z 2016-03-08T20:51:38Z 2009 Получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами ЭШП и ДШП / Л.Б. Медовар, В.Я. Саенко, В.А. Рябинин // Современная электрометаллургия. — 2009. — № 3 (96). — С. 23-25. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0233-7681 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96005 669.187.56.002.2 Рассмотрены особенности и эффективность использования различных способов прессования титановой губки (холодное в глуходонной матрице, изостатическое в контейнере высокого давления, взрывом в металлической оболочке в специальной камере) при изготовлении расходуемых электродов для электро- и дугошлакового переплавов. Peculiarities and effectiveness of use of different methods of pressing the spongy titanium (cold in a blind-bottom matrix, isostatic in a high-pressure container, explosion in a metal shell using a special chamber) in manufacture of consumable electrodes for electro- and arc-slag remelting are considered. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Современная электрометаллургия Электрошлаковая технология Получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами ЭШП и ДШП Manufacture of consumable electrodes from spongy titanium for producing ingots using ESR and ASR methods Article published earlier |
| spellingShingle | Получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами ЭШП и ДШП Медовар, Л.Б. Саенко, В.Я. Рябинин, В.А. Электрошлаковая технология |
| title | Получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами ЭШП и ДШП |
| title_alt | Manufacture of consumable electrodes from spongy titanium for producing ingots using ESR and ASR methods |
| title_full | Получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами ЭШП и ДШП |
| title_fullStr | Получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами ЭШП и ДШП |
| title_full_unstemmed | Получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами ЭШП и ДШП |
| title_short | Получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами ЭШП и ДШП |
| title_sort | получение расходуемых электродов из титановой губки для производства слитков способами эшп и дшп |
| topic | Электрошлаковая технология |
| topic_facet | Электрошлаковая технология |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96005 |
| work_keys_str_mv | AT medovarlb polučenierashoduemyhélektrodoviztitanovoigubkidlâproizvodstvaslitkovsposobamiéšpidšp AT saenkovâ polučenierashoduemyhélektrodoviztitanovoigubkidlâproizvodstvaslitkovsposobamiéšpidšp AT râbininva polučenierashoduemyhélektrodoviztitanovoigubkidlâproizvodstvaslitkovsposobamiéšpidšp AT medovarlb manufactureofconsumableelectrodesfromspongytitaniumforproducingingotsusingesrandasrmethods AT saenkovâ manufactureofconsumableelectrodesfromspongytitaniumforproducingingotsusingesrandasrmethods AT râbininva manufactureofconsumableelectrodesfromspongytitaniumforproducingingotsusingesrandasrmethods |