ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЕВОГО ПОДОВОГО ЭЛЕКТРДА ДСППТ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ НАПЛАВКИ.

В мировой практике существует несколько технологий изготовления подового электрода (ПЭ) для дуговых сталеплавильных печей постоянного тока. Но эти способы обладают такими недостатками как дороговизна и нестандартность оборудования на котором ведутся процессы..

Учитывая эти недостатки была разработана менее затратная в сравнении с традиционным электрошлаковым переплавом, технология электрошлаковой наплавки меди на стальную заготовку под слоем шлака в теплоизолированном графитовом тигле с использованием нерасходуемого графитированного электрода.

Процесс наплавки (рис.1(а),1(б)) осуществляют в графитовом тигле, установленном на токопроводящем поддоне, с использованием жидкого старта и последующим нагревом шлаковой ванны переменным током в цепи поддон – слиток - верхний графитированный электрод. Подачу меди в виде проволоки производят с определенной скоростью трайб-аппаратом.

Рисунок 1– Установка для изготовления подовых электродов

1-графитированный электрод; 2- графитовый тигель; 3-стальная заготовка; 4-поддон; 5- шлаковая ванна; 6-наплавленный слой меди; 7- термопара; 8-направляющие для подачи медной проволоки; 9- трайб-аппарат.

Наплавка производится в две стадии с получением переходного и основного слоев меди под различными шлаками с целью обеспечения качественной неокисленной поверхности контакта сталь-медь и минимизации растворения железа в меди, как условий работоспособности подового электрода.

Технология электрошлаковой наплавки, в отличие от традиционного электрошлакового переплава, значительной мере нивелирует связь между вводимой в шлаковую ванну электрической мощностью и скоростью наплавления слитка, и тем самым соответственно уменьшить глубину жидкометаллической ванны. Это позволило поддерживать температуру шлаковой ванны на уровне, достаточном для расплавления подаваемой медной шихты с перегревом расплава меди не более 20 °С. Технология предусматривает, с целью минимизации диффузии железа в меди, управление затвердеванием посредством периодического «замораживания» наплавляемых слоев металла с получением качественной узкой переходной области.

При плавке целесообразно использование флюса состава:

1-й. Na₂B₄O₇- основа

2-й. Na₃AlF₆– основа

Выбранный флюс обеспечивает надежное удаление окислов со стальной заготовки и, как следствие, высокую адгезию меди к стали. В 30 мм от стыка обеспечено содержание железа в меди на уровне химического состава меди М2-М1 и коэффициент теплопроводности не ниже 370 Вт/(м·К). Структура переходной зоны сталь- медь, представленная на рис. 2, свидетельствует о качественном контакте материалов.

Рисунок 2– Структура переходной зоны ПЭ

Содержание железа в медной части ПЭ не превышает 0,1%, тогда как при традиционной технологии получения биметаллического стержневого ПЭ методом электрошлакового переплава эта величина достигает 4% и это очень важно так как содержание железа в медной части значительно ухудшает электропроводность и теплопроводность.