Способ легирования при электрошлаковом переплаве расходуемых электродов

 

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при производстве отливок методом электропшакового переплава. Целью изобретения является повышение качества металла за счет обеспечения равномерного распределения легирующих элементов в отливке при порционной подаче их в плавильное пространство . В процессе переплава порции легирующих элементов подают через периоды времени, равные Л 1 0,02- 0,2 m/V, где m - масса жидкой металлической ванны в стационарный период плавки, кг: V - скорость наплавления отливки, кг/с. 2 табл. (О

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК цц 4 С 22 В 9/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕтельСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4)30967/31-02 (22) 08.10.86 (46) 30.08.88. Бюл.9 32 (71) Донецкий политехнический институт (72) Ю.M.Ìóõèí, В.Л.Пилюшенко, С.В.Терехов, А.А.Троянский и В.Н.Радченко (53) 669.187.26(088,8) (56) Аношкин Н.Ф. Зональная химическая неоднородность слитков. М.: Металлургия, 1976, с.240.

Авторское свидетельство СССР

N - 403369, кл. С 22 В 9/18, 1971. (54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ ПРИ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОМ ПЕРЕПЛАВЕ РАСХОДУЕМЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

ÄÄSUÄÄ 1420048 A I (57) Изобретение относится к специаль— ной электрометаллургии и может быть использовано при производстве отливок методом электрошлакового переплава.

Целью изобретения является повышение качества металла эа счет обеспечения равномерного распределения легирующих элементов в отливке при порционной подаче их в плавильное пространство. В процессе переплава порции легирующих элементов подают через периоды времени, равные d i = 0,020,2 m/V, где ш — масса жидкой металлической ванны в стационарный период плавки, кг: Ч вЂ” скорость наплавления отливки, кг/с. 2 табл.

1420048 где m - масса жидкой металлической ванны в стационарный период плавки, кг;

Ч вЂ” скорость наплавления отливки, кг/с.

После подачи порции легирующих материалов s плавильное пространство концентрация их в жидком металле

25 изменяется по следующей зависимости

v.С ЧС

C() =C„(I — Ь )+C, е,(X) где Сн - концентрация легирующих эле"З0 ментов в жидком металле, образовавшаяся после подачи порции легирующих, .;

Со — концентрация легирующих элементов в переплавляемом З5 металле (электроде), ; ь — время с момента подачи порции легирующих, с.

При этом относительные колебания концентрации легирующих элементов в металле определяются следующим соотношением

ЬС Ч ь

Т (2) . где ДС вЂ” разность между максимальным и минимальным содержанием легирующих элементов в метал ле;

С вЂ” требуемое содержание элемен"-50 тр тов в металле.

Таким образом, для получения заданной неоднородности распределения леги рующих элементов в отливке период времени между подачами порций легиру-55 ющих определяется отношением л С -m

Д,м тр

Изобретение относится к специаль ной электрометаллургии и может быть использовано при производстве отливок методом электрошлакового переплава, (ЭПШ), Целью изобретения является повы шение качества металла за счет равномерного распределения легирующих ,элементов в отливке ° 10

В процессе переплава, включающем

: порционную подачу легирующих матери; алов в плавильное пространство, пор1, ции легирующих элементов подают через периоды времени, равные 15

m л 0 02 — 0,2 —,с, dC

В случае - < 0,2 возникающая т.р химическая неоднородность не сказывается на свойствах металла (неоднородность близка к существующей дендритной). В случае большей химической неоднородности в металлоотливе механические свойства слоев, возникающих при порционном легировании, существенно различаются, что приводит к ухудшению свойств отливки за счет возникновения хрупких и малопрочных прослоек.

Малые промежутки времени между подачами порций легирующих материалов приводят к необходимости ввода маленьких масс порций легирующих,что требует дробления легирующих материалов до мелкодисперсного состояния. Ввод легирующих материалов в мелкодисперсном состоянии приводит к их интенсивному угару и выносу через систему газоотсоса, существующую на установках

ЭШП. Кроме того, получение многих материалов в мелкодисперсном состоянии представляет собой весьма сложную задачу (например, никеля, ферроцерия и т.д.). .Поэтому нижней граниBC цей необходимо считать 0,02.

Т

Таким образом, в случае подачи порций легирующих элементов с периодом более

DL= 0,2— происходит возникновение неоднородности в отливки и ухудшение качества металла отливки ЭШН.

В случае подачи порций легирующих с периодом времени менее

m йГ= 002

Э происходит интенсивный угар вводимых элементов и не обеспечивается получение требуемого химического состава металла отливки.

Скорость направления отливки ЭШП . является одним из технологических факторов, определяющих качество металла и поэтому контролируемых при переплаве по скорости сплавления электродов или с помощью весоизмерительных устройств.

Масса жидкой металлической ванны определяется либо методом зондирования, либо расчетными методами и яв!

420048

D i 0 02 — О2 —.

В

Таблица 1

Материал

Сталь 45ХЗ

0,56 0,20 0,50 2,67 Расходуемый электрод

Ферросилиций

ФС-75

0,20 78,6 0,23

Фракция 3-5 мм

Ферромарганец

МН-0,5 0,43 0,84 92,0

68,7

0,25 ляется известной величиной для заданных параметров плавки. В случае обычного постоянства поддерживаемых режимов она практически не меняется от плавки к плавке.

Пример. Переплав стали 45Х3 проводили на установке электрошлакового переплава А-550 под флюсом АНФ-6 в кристаллизаторе диаметром 130 мм. 10 .Напряжение и ток переплава составляли 41 В и 2,2 кА соответственно. В качестве расходуемых электродов использовали прокат этих же сталей диаметром 70 мм с химическим соста.- 15 вом, приведенным в табл.1.

Легирование производили с помощью дробленых ферросплавов порционной подачей на шлаковую ванну с частотой, 20 определенной по формуле (3), данные приведены в табл.2.

Для реализации способа-прототипа на .электроде закреплялись две стальные трубки диаметром 10 мм, заполнен- 2S ные дроблеными ферросплавами и пережимами через 50 мм и смещенные относительно друг друга согласно предлагаемому устройству.

После выплавки слитки ЭШП разреза- 30 лись и проводился послойный (через

1 мм) химический анализ содержания

Феррохром ФХ-0,25 0,16 легирующнх элементов для определения разброса содержания элементов в металле (с.л. табл.2). Как видно из табл.2, наибольший разброс значений содержания легирующих элементов наблюдается пои использовании прототипа, а использование предлагаемого способа приводит к практически однород ному распределению.

Формула изобретения

Способ легирования при электрошлаковом переплаве расходуемых элект» родов, включающий порционную подачу легирующих материалов в плавильное пространство, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества металла за счет равномерного распределения легирующих элементов в отливке, равные порции легирующих элементов подают через периоды времени, равные где ш — масса жидкой металлической ванны в стационарный период плавки, кг;

Ч вЂ” скорость,наплавлени.отливки, кг/с.

1420048

Т а б л н ц а 2

Время между подача

I ми порций, с ксимальное и минимальное содериие элементов в металле, 7

) $1

Предлагаемый m

Ф у 9

О 57

0,57

О 26

0,26

О 60

0,60

2 80

2,80

О 57

0,57

О 26

0,26

О 60

0,61

2 79

2,80

012-=15 у

О 25

0 27

0 56

0,57

О 58

0,62

2 78

2,81

02 — =25

О 57

0,58

О 23

0,30

О 55

0,65

2 70

2,85

0,5 - = 62 5

Прототип

О 56

0,58

О 22

0,30

О 53

0,67

2 70

2,90

Составитель Т.Морозова

Редактор Т.Лазоренко Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4292/26

Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4