Способ получения фторсодержащих плавленых флюсов

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к получению фторсодержащих флюсов преимущественно для электрошлаковой наплавки. Целью изобретения является улучшение качества плавленых флюсов и наплавленного металла. Для этого оксиды кремния и марганца вводят в виде флюса - концентратора с соотношением MNO : SIO<SB POS="POST">2</SB>, равным 0,7 : 1,0, при этом вначале в печь загружают флюс - концентрат фракции 0,2...10,0 мм совместно с песком и флюоритовым концентратом, а после расплавления загружают остальные компоненты шихты. Способ позволяет снизить в высококачественных фторсодержащих флюсах содержание серы: в флюсе АН-42М с 0,023 до 0,006...0,008%, в флюсе ФП-33 с 0,02 до 0,006...0,0074%, угар легирующих элементов снизится: в флюсе АН-42М - хрома с 0,82 до 0,86 - 0,93%, молибдена с 0,31 до 0,43...0,56%, в флюсе ФП-33 - хрома с 0,84 до 0,86...0,92%, молибдена с 0,34 до 0,49 - 0,51%, содержание кислорода снизится: в флюсе АН-42М с 0,0067 до 0,0036...0,0043%, в флюсе ФП-33 с 0,0062 до 0,0038...0,0046%, оксидных неметаллических включений снизить: в флюсе АН-42М с 0,039 до 0,016...0,024%, в флюсе ФП-33 с 0,032 до 0,018...0,026%. 1 ил. 2 табл.

СОГОЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PF CFiYbllVIK (ч)s С 21 С 5/54

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР к с;ь

Л ..4, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

О

Ф (21) 4701771/02 (22) 08.06.89 (46) 23.08.91. Бюл. ¹ 31 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) В.П.Кандыбка и Ю.М.Журавлев (53) 669.168 (088.8) (56) Технологическая инструкция на изготовление плавленого флюса марки cDL;-16.

ТИ-30-03-80. — М.: НПО ЦНИИТМАШ Iс80 с. 4-6.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1191243, кл. В 23 К 35/365, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ПЛАВЛЕНЫХ ФЛЮСОВ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к получению фторсодержащих флюсов преимущественно для электрошлаковой наплавки. Целью изобретения является улучшение качества плавленых флюсов и наплавленного металла. Для этого оксиды кремния и марганца вводят в

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам получения фторсодержащих фл юсов. преимущественно электрошлаковой наплавки.

Целью изобретения является улучшение качества плавленых флюсов и наплавленного металла.

На чертеже представлены результаты исследований.

Способ заключается в том, что оксиды марганца и кремния вводят в виде флюсаконцентрата (ФК) с отношением МпО:SIOz, равным 0,7-1.0, при этом вначале в флюсоплавильную печь вводят флюс-концентрат

„„SU ÄÄ 1671704 А1 виде флюса-концентратора с отношением

МпО:SIOz, равным 0,7-1.0, при згом вначале в печь загружают флюс-конценграт фракции

0,2-10,0 мм совместно с песком и флюоритовым концентратом. а после расплавления загружают остальные компоненты шихты.

Способ позволяет снизить в высококачественных фторсодержащих флюсах содержание серы: в флюсе АН-42М с 0,023 до

0,006-0,008, в флюсе ФП-33 с 0.02 до

0,006 0,0074%, угар легирующих элементов снизится: в флюсе АН-42М вЂ” хрома с 0.82 до

0,86-0,93%, молибдена с 0,31 до 0,430,56%. в флюсе ФП-33 — хрома с 0,84 до

0,86-0,92, молибдена с 0,34 до 0,490,51%, содержание кислорода снизится в флюсе АН-42М с 0,0067 до 0.0036-0,0043%, в флюсе ФП-33 с 0,0062 до 0,0038-0,0046%, оксидных неметаллических включений снизится в флюсе АН-42М с 0,039 до 0,0160,024%. в флюсе ФП-33 с 0,032 до

0,018 0,026%, 1 ил., 2 табл. фракций 0.2-10.0 мм совместно с песком и флюоритовым концентратом, а после расплавления загружают остальные коMïоненты шихты.

Использование в качестве оксида марганца ФКсотношением МпО.SiOz — 0.70-1,0 связано с тем, что основным источником кислорода являются оксиды марганца (Мп02, Мпз04, MnzOg). Следовательно с целью снижения наличия укаэанных оксидов, а также кислорода ФК содержит связанные оксиды марганца с оксидом кремния соединениями:

МпО SIOz; Мп 2%0г. 2МпО. SiO Если от1671704

0,017 — 0,0173

0.0152 — 0,00163

0.0038

0.005 ношение МпО.SiOg > 1,0, то наблюдается наличие свободных высококислородных оксидов марганца, что приводит к окислению высокоактивных компонентов наплавленого металла, увеличению концентрации кислорода и неметаллических включений.

При отношении MnO:5102< 0.7 в ФК наблюдается образование двухкальциевого силиката 2СаО.Si02, что приводит к распаду его частиц на мелкодисперсный порошок, который в конечном итоге тормозит процесс удаления серы иэ флюсового расплава.

Совместное введение в флюсоплавильнукт печь ФК, песка и флюоритового концентрата связано с тем, что расплав должен быть окислительным и иметь низкую вязкость. Кроме того, их совместная загрузка связана с тем, что основными источниками вносимой серы являются ФК и флюоритовый концентрат. Если их загружать в отдельности, то не достигается эффект снижения содержания серы.

Если в печь вводить песок ранее, то снижается окислительный потенциал SiOz по мере его проплавления. Загрузка песка позже не позволяет создать в печи благоприятные термодинамические и кинематические окислительные условия для удаления серы.

Введение флюоритового концентрата ранее загрузки шлака и песка приводит к повышенному его расходу из-за улета фторсодержащих летучих соединений, Последнее увеличивает себестоимость флюсов.

Загрузка флюоритового концентрата позже ухудшает условия удаления серы из-за повышенной вязкости расплава.

Использование ФК фракции менее 0,2 мм не обеспечивает интенсивного удаления серы в период плавления шлака, песка и флюоритового концентрата из-за плохой гаэопроницаемости шихты. Применение ФК фракции более 10 мм приводит к увеличению длительности плавления первой порции, что повышает расход электроэнергии и флюоритового концентрата и тем самым ухудшает технико-экономические показатели.

После загрузки ФК, песка, флюоритового концентрата их проплавляют, а затем вводят недостающие шихтовые компоненты.

Пример, В идентичных лабораторных условиях проводят сопоставительный анализ свойств фторсодержащих флюсов АН42М, ФП-33, выплавленных по предлагаемому и известному способам. Результаты опытных плавок приведены в табл.1.

В печь первой порцией загружают совместно ФК фракции 0,09; 0,2; 4,9; 10,0 и

12,0 мм с отношением МпО:SiOg, равным

0,5; 0,7; 0,85; 1,0 и 1,2, а флюоритовый концентрат и песок — в количестве 60/29; 18/21, 3 и 11/8 кг соответственно, После проплавления указанных шихтовых материалов в флюсоплавильную печь загружают глинозем (19/15,3 кг) и мрамор(20/17 кг). Готовые флюсы сливают в чугунные изложницы

При выплавке флюсов по известному способу порядок загрузки шихтовых материалов и их плавление соответствует требованиям. При этом в флюсоплавильную печь загружают кварцевый песок (17.5/14 кг), глинозем (13,5/4.3 кг), синтетический марганцевый шлак (19,5/10,7 кг), отвальный шлак металлического марганца (32/31,6 кг) и флюоритовый концентрат (17,5/29,2 кг).

Результаты опытных плавок (табл.1), а также определение содержания компонентов в готовых флюсах свидетельствуют о том, что флюсы, полученные по вариантам

2-4, удовлетворяют требованиям технических условий по содержанию всех компонентов, Содержание серы во флюсах, полученных по предлагаемому способу (варианты 2-4). ниже на абс., чем во флюсах. выплавленных по известному способу.

Флюсы, выплавленные по варианту 1, имеют повышенное содержание серы

0,027, (— ). что связано с ухудшением

0,025 условий удаления серы (плохая гаэопроницаемость), которое объясняется мелкодисперсностью ФК, который распадается в результате образования 2СаО SION при соотношении М и О:Я) 02 < 0,7.

Флюсы, выплавленные по варианту 5, имеют содержание CaFz ниже нижнего предела требований ТУ. Это связано с тем, что ФК имеет фракцию более 10 мм, в результате чего требуется увеличение времени плавления первой порции. Последнее приводит к повышенному улету фторсОдержащих летучих соединений (SiF4, CaF и др.).

Наиболее оптимальным вариантом выплавки флюсов является вариант 3. Он характеризуется низким содержанием серы

1671704

С целью определения наличия количества термодинамически устойчивого оксида марганца(МпО) образцы флюса, выплавленные по варианту 3 и известному способу, исследуют методом электронного парамаг- 5 нитного резонанса (ЭП Р), Результаты иссле- дований, представленные на чертеже, показывают, что в обоих флюсах содержится двухвалентный марганец(МпО), параметры спектра которого соответствуют д= 10

2,0104 + 0,00005 и Л H pp = 275 Э. И нтенсивность значения больше выражена в пробах флюса, выплавленного по варианту 3, что. свидетельствует о наличии двухвалентного марганца во флюсах, выплавленных по ва- 15 рианту 3 в большем количестве по сравнению с известным флюсом. Последнее свидетельствует о том, что возможно улучшение качества наплавленного металла.

Выплавленные флюсы по вариантам 1- 20

5 и известному способу используют для наплавки стали 15Х2НМФА в лзбогато„»,ых условиях под слоем флюса в ав"оматическом режиме на установке АДС-1000- 1. В качестве электрода используют проволоку, 25 изготовленную из стали 1ОХГ2СМА Наплавленный металл подвергают химическому анализу и определяют содержа. ие неметаллических включений и кислорода

Результаты анализа химического сост;;- 30 ва металла и содержания неметаллических вклюЧений приведены в табл.2.

Использование флюсов, выплавленных по предлагаемому способу, позволяет снизить содержание серы, кислорода, неметал- 35 лических включений в наплавленном металле, снизить угар легирующих элементов (табл.2).

Результаты выплавки и испытаний флюсов показывают, что использование предла- 40 гаемого способа позволяет получать высококачественные фторсодержащие флюсы, обеспечивающие снизить содержания серы в флюсе AH-42M с 0,023 до 0,006-0,008 (,, в флюсе ФП-33 с 0,02 до 0,006-0,0074 (,; угар легирующих элементов снижается в флюсе

AH-42М хрома с 0,82 до 0,86-0,93, молибдена с 0,31 до 0,43-0,56 (,, в флюсе ФП-33 хрома с 0,84 до 0,86 — 0,92, молибдена с

0,34 до 0.49-0,51, содержание кислорода снижается в флюсе АН-42М с 0,0067 до

0,0036-0,0043, в флюсе ФП-33 с 0,0062 до

0,0038-0,0046 (,; оксидных неметаллических включений снижается в флюсе АН-42М с 0,039 до 0,016.-0,024, в флюсе ФП-33 с

0,032 до 0,018 — 0,026, что способствует улучшению качества наплавленного металла и его механических -чойств. Последнее увеличивает срок сл различных агрегатов атомного маши, ения.

Формула иэ- етения

Способ получени фторсодержащих плавленых флюсов преимущественно для электрошлаковои наплэвки, включающий загрузку в флюсоплавильную печь песка глинозема, флюоритового концентрата, оксида кремния и марганца и их плавление, отличающийся тем. что, с целью улучшения качества плавленых флюсов и наплавленного металла, оксиды марганца и кремния вводят в виде флюса-концентрата при отношении

MnO:Si0z, равном 0,7-1,0, при этом вначале в печь загружают флюс-концентрат фракции 0,2-10,0 мм совместно с песком и флюоритовым концентратом,, а после расплавления загружают остальные компоненты.

:js

РЪ л

Ю

D ь

OQ

4/

Ю

М ь

Ю ь л

СЧ

Ю ь

IO

Ю

Ю

Ю

D а

Ю

Ю

0Ъ

Ю

D л

C)

C) <Ч

О

О

Ф

ЪЧ

О

Й л сО О со -Ф

Ю О

Ф В ь ю

О

РЪ

Ю в

Ф л

° В

Ф

00 о!

-Р

4 со

Ю о\

О ч

Ф р

СЧ

1

Ю

_#_

Ы ф

В й

СЧ

= !." а

Ю

Ю сЧ

Ю

Ю о

Ф ь

A ь л ь

LL,р

Ъ л

=!2

=!2

-! а

=!Г с Ъ

"Ы

Ф!

-Ь!

4 Ъ.-Ы

=I.

=!.!

1671704. 3 Ф в3

Ъ ХОЪК

РЪ

О

Ь и

t ЪЪ А ." "3 а Ь

Ф Ъ г

O м

Я

1:К аО с Ъ

5 еа о

Ъ И о ° о

5;

1. J о э е

t о

Ъ ej

1671704

Таблица 2

Соаернанне компонентов, мао.",.

Ст Fe Мо

Сонернание окоиднь>х ннл>очений, 2

Мн

О, 740

FT55

0,40

0,42

О 025

О 01 б! !

О,ООЬ6

00,0068

0,043

О, Оьо

1,91

1,87

0 тальное

0,0080 о,(1074

О 0043

0,0045

0,43 (1>,49

0,024

0,026

О, 653

О, Е50

1 29

1,91

0,88

О,86

0,007

О, 0069

О 756

О, 749

О 0038 ,0040

0,018 фГго

l 95

1,86

О 89

0,92

О ° 51

О, 56

О 089

О 842

О 0060

О,ООЫ

О 0065

О 01Ü

2 05

1„ЙО 56

0,5!

0,0058

О ООЬ

0,0061

О 091

О 75 б, 3

О 030

0,032

О 639 о, 628

1 93

0,35 (!, ЗЬ

Иааеетный О 073

О,()7Т

О 31

О, 4

О 023

О 01

О 0067 бТг

О 029

1Г,Н!

О Ь30

О 82

З,И4

1 98

ГОСТ

224670 0,07-0,12 0,&-0,9 1,9-2,! О,&-1,!

0,4-0,6 0,025 0,025 0,05

ДФОП

ДОЛГ

Составитель А. Янковская

Техред М,Моргентал Корректор M.Ìàêñèìèi0èíeö

Редактор И.Дербак

Заказ 2804 Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС п и ГКНТ ССP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

О 079

О 084 о, ÎOÁО

О 075

,1Г1О 0090

0,0087

О 0075

О 0036

О 0042

0,%50