Флюс для электрошлакового переплава

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к флюсам для электрошлакового переплава (ЭШП). Цель изобретения - повышение качества металла за счет снижения и равномерного распределения водорода по высоте слитка. Во флюсе для ЭШП, содержащем фторид кальция, оксид кремния и соединения РЗМ, соединения РЗМ введены в виде оксифторидов РЗМ при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид кальция 40 - 60; оксид кремния 10 - 40; оксифториды РЗМ 10 - 40. Оксофториды РЗМ могут быть введены в составе отработанного фторполирита. Слитки, выплавленные под указанным флюсом, имеют более низкое и равномерное содержание водорода по всей высоте. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к составам флюсов для электрошлакового переплава (ЭШП). Целью изобретения является повышение качества металла за счет снижения и равномерного распределения водорода по высоте слитка, а также снижение стоимости флюса. Флюс для электрошлакового переплава, содержащий фторид кальция, оксид кремния и соединения РЗМ, содержит соединения РЗМ в виде оксифторидов РЗМ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Фторид кальция 40-60 Оксид кремния 10-40 Оксифториды РЗМ 10-40 Оксифториды РЗМ могут быть введены в состав отработанного фторполирита. Применение оксифторидов РЗМ в качестве компонента флюса обеспечивает уменьшение содержания водорода и равномерное распределение его по высоте слитка, что позволяет получать металл с более высокими механическими свойствами. Снижение и равномерное распределение по высоте слитка содержания водорода при введении во флюс оксифторидов РЗМ обусловлено их малой гидратируемостью по сравнению с оксидами РЗМ и образованием в шлаковом расплаве крупных малоподвижных анионов (OF)^3-вместо О^2-, являющихся основным переносчиком водорода из атмосферы в металл. Введение оксифторидов РЗМ во флюс в составе отработанного фторполирита обеспечивает наряду с уменьшением и равномерным распределением содержания водорода по высоте слитка снижение стоимости флюса. Отработанный фторполирит - материал, получаемый из фторполирита после обработки последним кварцевого стекла. От фторполирита этот материал отличается только формой зерен оксифторидов РЗМ и присутствием примеси оксида кремния. Содержание оксида кремния в отработанном фторполирите составляет 3-5% . Присутствие оксида кремния в отработанном фторполирите не является вредным, так как оксид кремния является компонентом флюса. Содержание фторида кальция во флюсе 40-60% необходимо для снижения температуры плавления флюса и увеличения его обессеривающей способности. При содержании фторида кальция менее 40% не обеспечиваются необходимая жидкоподвиж- ность шлака и существенная десульфурация металла. При содержании фторида кальция более 60% чрезмерно увеличивается электропроводность шлаковой ванны, уменьшается производительность ЭШП и повышается себестоимость наплавленного металла. Присутствие во флюсе кремнезема приводит к повышению электрического сопротивления шлаковой ванны, увеличению производительности ЭШП и снижению расхода электроэнергии. Количество кремнезема во флюсе должно быть 10-40%. При содержании кремнезема более 40% увеличиваютcя температура плавления и вязкость шлака, что затрудняет проведение процесса ЭШП. Если содержание кремнезема менее 10%, то существенно снижается электрическое сопротивление шлака и ухудшаются технико-экономические показатели процесса. Оксифторидов РЗМ во флюсе должно быть 10-40%. Это позволяет получать в металле 2-3 см³/100 г водорода и обеспечивает относительно равномерное распреде- ление его по высоте слитка. При содержании оксифторидов РЗМ во флюсе менее 10% не наблюдается существенного снижения количества водорода, а при содержании оксифторидов РЗМ во флюсе более 40% наблюдается эффект перемодифицирования наплавленного металла. В качестве компонентов шихты для получения флюса используют флюоритовый концентрат (95% CaF₂; 1,7% SiO₂; ≅0,3 S; 0,8% CaO), кварцит (98% SiO₂, примеси ≅2%) и отработанный фторполирит (95-97% CeOF и 3-5% SiO₂). Процесс ЭШП под флюсом можно проводить с "твердым" и "жидким" стартами. При "твердом" старте смесь компонентов шихты засыпается перед ЭШП в кристаллизатор и затем расплавляется электрическим током. При "жидком" старте смесь компонентов шихты предварительно расплавляется в тигель-ковше и затем жидкий шлак заливается в кристаллизатор ЭШП. Использование флюса снижает содержание водорода в наплавленном металле и обеспечивает равномерное распределение его по высоте слитка. Применение отработанного фторполирита снижает стоимость флюса и себестоимость наплавленного металла. В таблице приведены химический состав флюсов и содержание водорода в металле. П р и м е р. На установке ЭШП А-550 с кристаллизатором диаметром 100 мм провели две серии плавок, одну под флюсами, составленными из плавикового шпата, кремнезема и цериевого концентрата (ТУ 95-291-74), вторую под флюсами, составленными из флюоритового концентрата, кварцита и оксифторидов РЗМ. Переплавляли электроды диаметром 75 мм из стали 38ХНЗМФА. Плавку начинали "твердым" стартом. Перед началом процесса ЭШП компоненты флюса взвешивали, тщательно перемешивали и засыпали смесь в кристаллизатор установки ЭШП. Переплав вели при напряжении 42-45 В, силе тока 2,0-2,1 КА. Направляли слитки массой 45 кг. По ходу переплава отбирали пробы для определения содержания водорода. Полученные результаты свидетельствуют о том, что содержание во флюсе оксифторидов РЗМ в пределах 10-40% обеспечивает низкое и стабильное содержание водорода по высоте слитка.

Формула изобретения

1. ФЛЮС ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА, содержащий фторид кальция, оксид кремния и соединения РЗМ, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла за счет снижения и равномерного распределения водорода по высоте слитка, соединения РЗМ введены в виде оксифторидов РЗМ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Фторид кальция 40 - 60 Оксид кремния 10 - 40 Оксифториды РЗМ 10 - 40 2. Флюс по п.1, отличающийся тем, что с целью снижения стоимости флюса, оксифториды РЗМ введены в составе отработанного фторполирита.

РИСУНКИ

Рисунок 1