Способ электрошлаковой выплавки заготовки из стали, легированной титаном

 

Изобретение относится к специальной металлургии и может быть использовано для изготовления электрошлаковым переплавом заготовки переменного сечения. Цель изобретения - повышение качества металла заготовки переменного сечения. Общее количество вводимого в процессе выплавки раскислителя в 1,65-2,31 раза превышает требуемое содержание титана в металле заготовки. При этом первую порцию раскислителя в количестве 1,1-3,5% от общего подают в кристаллизатор до заливки шлака, а в каждой последующей порции количество раскислителя составляет S/10,4-11,6,где S - площадь зеркала шлаковой ванны, сМ. Способ обеспечивает химическую однородность заготовок. 2 табл. г (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУ БЛИН (gg)g С 22 В 9/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3963582/22-02 (22) 10.10.85 (46) 30.08.90. Бюл . У 32 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения (72) О.С.Карпов, Л.M.Màòåâîñîâ, Ю.Н.Кригер, И.А.Свитенко, В.П.Колесник, Г.А.Чистяков, M.À.Áîðîäèí и Н.В.Орел (53) 669.187.26 (088.8) (54) СПОСОБ ЗЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВАМ(ПЛАВКИ

ЗАГОТОВКИ ИЗ СТАЛИ, ЛЕГИРОВАННОЙ ТИТАНОМ (57) Изобретение относится к специальной металлургии и может быть использовано для изготовления электроИзобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано для изготовления электрошлаковым переплавом заготовки переменного сечения, например корпуса энергетической арматуры.

Цель изобретения — повышение качества металла заготовки переменного сечения.

В способе электрошлаковой выплавки заготовки иэ стали, легированной титаном, включающем заливку жидкого шлака в кристаллиэатор, переплав расходуемого электрода и дифференцированную подачу в шлак по ходу плавки порошка раскислителя, согласно изобретению, общее количество вводимого в процессе выплавки раскислителя в

1,65+2,31 раза превышает требуемое содержание титана в металле заготовки, „.SU„„13874 6О А 1 шлаковым переплавом заготовки переменного сечения. Цель изобретенияповышение качества металла заготовки переменного сечения. Общее количество вводимого в процессе выплавки раскислителя в 1,65-2,31 раза превышает требуемое содержание титана в металле заготовки. При этом первую порцию раскислителя в количестве 1, 1-3,57 от общего подают в кристаллизатор до заливки шлака, а в каждой последующей порции количество раскислителя составляет S/10,4 — 11,6,где S — площадь зеркала шлаковой ванны, см . Способ обеспечивает химическую однородность заготовок. 2 табл . при этом первую порцию раскислителя в количестве 1,1-3,57 от общего количества подают в кристаллизатор до за- C+ ливки шлака, а в каждой последующей 06 порции количество подаваемого раскислителя равно S/10,4-11,6, где S — ф поверхность зеркала шлаковой ванны, см

Общее количество раскислителя, превышающее требуемое содержание ти» тана в заготовке менее, чем в 1,65 раза или более, чем в 2,31 раза, соответственно уменьшает или увеличивает содержание титана в сравнении с требуемым содержанием, что не обеспечивает качество получаемой заготовки.

Подача первой порции раскислителя в кристаллизатор в указанных количествах до заливки шлака обеспечивает повышение качества металла донной

1387460

Сначала выплавляли 4 заготовки (см. табл.1), где меняли только начальную порцию раскислителя в $, остальные порции подавали в соответствии с изобретением

S II-II 95 r

S III-III 67 г

S IV-IV" 168 r, что соответствует S/10;92-S/10,97.

50 части заготовки за счет получения содержания в ней титана в требуемых пределах.

Подача первой порции раскислителя в кристаллизатор до заливки шлака в количестве менее 1,1Х от общего количества подаваемого раскислителя уменьшает содержание титана в донной части выплавляемой заготовки в сравнении с требуемым содержанием, что не обеспечивает качество донной части получаемой заготовки, Подача указанной порции раскислителя в количестве более 3,5%. от общего количества подаваемого раскислителя увеличивает содержание титана в донной части выплавляемой заготовки в сравнении с требуемым содержанием, что не обеспечивает качество получае- 20 мой заготовки.

Способ использовался для выплавки корпусов энергетической арматуры с условным проходом Ду 125-600, матери алом для которых служит сталь

ОХ18Н10Т, для которой наиболее трудно сохраняемым легирующим элементом является титан.

Масса корпуса 792 кг. Исходное содержание злементов в расходуемом электроде углерод (С) = 0,07%,титан (Ti)=0,55Х. Требуемое количество Ti на один корпус 4360 r. Флюс АНФ-б; масса флюса на плавку 45 кг. Режимы плавки: ток 6-10-14-8-6 (кА); напряжение 43-46-40 (В). Содержание элементов согласно ТУ 108-668-77: С не более 0,08%; Ti 5C 0 -0,7 0 25 (7)

Содержание углерода во всех выплавленных заготовках составляет 0,07%.

Пределы содержания титана в конк- 40 ретных случаях:нижний предел 5С 0 0 =

0,07 — 0,05 = 0,30%; верхний предел 0,7 + 0,25 = 0,95Х

Площади сечения зеркала шлаковой ванны

S I-I = 1078 см

$ II-II=1038 см

S III-III=735 см2

S IV-IV = 1838 см

Общее количество раскислителя, вводимое на каждой плавке, составляет

7400 г, что в 1,7 раза больше требуемого количества на корпус.

Затем выплавлено 5 корпусов (см. табл.2), где менялось общее количество вводимого раскислителя. Начальная порция была равна 180 r, что составляет от 1,78 до 2,51% от общего количества раскислителя.

Для указанной арматуры весовое количество титана в заготовках должно находиться в пределах 1750-8050 г, а количество используемого в процессе выплавки раскислителя — 2630-20100 r что в 1,5-2,5 раза превышает требуемое весовое количество в заготовке.

В качестве раскислителя используют смесь порошков алюминия и титана, взятых в соотношении 2:1, а количество используемого раскислителя опре-. деляется экспериментально °

Перед заливкой предварительно расплавленного шлака в кристаллизатор закладывают 28,0-745 г раскислителя, что составляет 1,0-4,0% от общего количества раскислителя, при этом количество раскислителя, подаваемого в первой порции, определяется также экспериментально.

В дальнейшем равномерно по ходу процесса выплавки заготовки на поверхность шлаковой ванны присаживают порциями раскислитель, количество кбторого численно равно S/10,0-12,0, где S — поверхность зеркала шлаковой

I ванны, см .

Выражение для определения количества раскислителя в каждой порции, подаваемой на поверхность шлаковой ванны в зависимости от величины ее поверхности, определено экспериментально.

Заготовки, выплавленные по способу согласно изобретению, обладают химической однородностью, что повышает их качество в соответствии с требованиями, Способ может быть использован для изготовления заготовок с переменным сечением из легированных титаном сталей типа: корпуса энергети еской арматуры, фланцы, крышки и т.п.

Формула изобретения !

Способ электрошлаковой выплавки заготовки из стали, легированной ти.таном, включающий заливку жидкого

1387460 содержание титана в металле заготовки, при этом: первую порцию раскислй теля в количестве 1,1-3 5Х от общего количества подают в кристаллизатор до заливки шлака, а в каждой последующей порции количество подаваемого раскислителя равно S/10,4-11,6,. где

S — площадь зеркала шлаковой ванны, см2, !

Таблица1

Номер за- Сечение Подаваемая Содержа- Примечание готовки порция, r ние титана, Х

1 корпус S I-I 80 (1,08K) 0,28

Не соответствует ТУ

Соответст0,52

S II-II 95 (1,35Х) 2 корпус (2,43K) 3 корпус

S II-II 95

S III-III 67

S IV-IV 168

4 корпус S I-I 260 (3,51Х) 0,51

0,50

0,55

1,06

Не соответствует ТУ

S II-II 95

S III-III 67

S IV-IV 168

11

1!

0,55

0,53

0,57

Та бли ца 2

Номер заготовки

Содержание тита- Примечание на в заготовке

Общее количество испольСечение заготовки зуемого раскислителя, ч по сечениям, !

0,50

0,26

1,64

Соответствует ТУ

Не соответствует ТУ

1 корпус 7160

S I-I.

S II-II

S III-III

$ IV-IV

S Е-I

S II-II

$ III-III

S IV-IV

S I-I

S II-II

$ III-III

S IV-IV

Соответствует ТУ

2 корпус 7400

1,70

II !!

3 корпус 8200

1,88

Соответствует ТУ шлака в кристаллизатор, переплав расходуемого электрода и дифференциро1ванную подачу в шлак по ходу плавки раскислителя, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения качества металла заготовки переменного сечения, общее количество вводимого в процессе выплавки раскислителя в

1,65-2,31 раза превьппает требуемое

S III-III 67

S IV-IV 168

S I-I 100

S II-II 95

S III-III 67

S IV-IV 168

S 1-I 180

Отношение общего количества раскислителя к требуемому количеству титана в заготовке

0,52

0,56

0,45

0,53

0,55

0,58

0,50 вует ТУ

I1

II

Il

11

1l

1!

Соответствует ТУ

tl !!

0,25

0,28

0,52

0,54

0,54

0,55

0,51

0,58

0,60

0,62

1387460

Продолжение табл. 2

Г Г

Содержание титаСечение заготовки

Номер заготовки

Примечание на в заготовке по сечениям, Х

4 корпус 9500

Соответствует ТУ

2, 17

2,32

5 корпус 10120

Соответствует ТУ

Не соответствует ТУ

1,05

1,08

S III-III

S IV-IV

Составитель Т Морозова

Редактор С.Титова Техред Корректор.Э. Лончакова

Тираж 496

Подписное

Заказ 3091

P 1HHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГKHT СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. 1аглрнна, l!!1

Общее количество используемого раскислител я, ч

Отношение общего количества раскислителя к требуемому количеству титана в заготовке

S I-I

S II-II

S III-III

S ТЧ-IV

$ 1-I

S II-II

0,50

0,70

0,68

0,72

0,53

1,06