Флюс для электрошлакового переплава

 

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии , конкретно к флюсам для электрошлакового переплава (ЭШП). Цель - комплексное модифицирование и микролегирование сталей и сплавов. Флюс для ЭШП, содержащий фторид кальция и оксиды кальция, алюминия, магния и кремния, дополнительно содержит оксиды титана и хрома, и буру, при следующем соотношении компонентов, мас.%: CaF2 30-50, СаО 12-18. AiaOs 12-18, MgO 3-7, Si02 5-9, Ti02 3-7, Сг20з 3-5, бура 6-12. Флюс обладает более низкой температурой плавления, вязкостью и электросопротивлением. При переплаве структура металла мелкозернистая, концентрация химически активных элементов выше . 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sll)s С 21 С 5/54

ГОСУДАРСТВЕ HHbl Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4767467/02 (22) 11.12.89 (46) 30.09.92. Бюл, ¹ 36 (71) Владимирский политехнический институт (72) В.И.Анисимов, A.È.Ìàíàêoâ, В.А.Рыбинцев и О.С,Карпов (56) Медовар Б.И. и др. Электрошлаковая технология за рубежом. Киев: Наукова думка, 1982, с. 180-184.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1713270, кл, С 21 С 5/54, 1990.

Авторское свидетельство СССР

¹ 258332, кл. С 22 В 9/18, 1968. (54) ФЛЮС ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО

ПЕРЕПЛАВА

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии, а конкретно к составам флюсов для получения слитков высокого качества при электрошлаковом переплаве.

Известны флюсы, содержащие оксиды кальция, алюминия, кремнезема, натрия, магния, бора, а также фторид кальция, применяемые в отечественной и зарубежной промышленности при производстве заготовок электрошлаковым переплавом.

Недостатками указанных флюсов является применение дорогостоящих и дефицитных компонентов, возникновение затруднений при отделении шлакового гарнисажа с поверхности слитка, недостаточная модифицирующая способность флюсов, Наиболее близким к предлагаемому составу является флюс со следующим содержанием компонентов, мас.%: оксид кал ьция 10-15 оксид алюминия 12-20 оксид магния 10-15 оксид кремния 2-7

„, . Ы„„1765191 А1 (57) Изобретение относится к спецэлектрометаллургии, конкретно к флюсам для электрошлако вого переплава (Э Ш П). Цел ь— комплексное модифицирование и микролегирование сталей и сплавов. Флюс для

ЭШП, содержащий фторид кальция и оксиды кальция, алюминия, магния и кремния, дополнительно содержит оксиды титана и хрома, и буру, при следующем соотношении компонентов, мас,,4: CaFz 30-50, СаО 12-18., АЬОз 12-18, М90 3.-7, Si02 5-9, Ti02 3-7, СггОз 3-5, бура 6-12. Флюс обладает более низкой температурой плавления, вязкостью и электросопротивлением. При переплаве структура металла мелкозернистая, концентрация химически активных элементов выше. 3 табл. фторид кальция остальное

Основными недостатками флюса являются: относительно высокая температура плавления (1623 К), не позволяющая применять их для электрошлакового переплава с низкой температурой плавления; высокая вязкость (0,065 Па с), низкая модифицирующая способность; невозможность поддержания постоянной концентрации активных элементов, в частности титана и бора в сплаве.

Цель изобретения — комплексное модифицирование и микролегирование сталей и сплавов бором, титаном, хромом, алюминием, предотвращение угара активных легирующих элементов при ЭШП.

Поставленная цель достигается тем, что флюс, включающий оксиды кальция, алюминия, магния, кремнезема и фторида кальция, дополнительно содержит оксид титана, оксид хрома, буру при следующих соотношениях компонентов, мас. (,: фторид кальция 30-50 оксид кальция 12-18

1765191 оксид алюминия 12-18 оксид магния 3-7 оксид кремния 5-9 оксид титана 3-7 оксид хрома 3-5 5 бура 6-12

Существенным отличием предлагаемого флюса является введение в состав совместно оксида титана, оксида хрома, буры, которые, оказывая специфическое воздей- 10 ствие на физико-химические свойства флюса по отдельности, вместе с тем комплексно влияют на свойства флюса, а главное металла, Восстанавливаясь из оксидов при ин- 15 тенсивном взаимодействии с компонентами стали, натрий, бор, титан и хром оказывают воздействие на структуру и свойства металла. Эти элементы выполняют основную модифицирующую и 20 микролегирующую функции.

Введение во флюс оксида титана в количестве от 3 до 7 мас. позволяет микролегировать сплавы, а также предотвратить угар титана. Введение оксида титана меньше 3% не оказывает существенного влия- 25 ния на физико-химические свойства шлака данного состава. Добавление оксида титана более 7 увеличивает вязкость шлака, температуру плавления, что приводит к нежелательным явлениям при ведении процесса 30

ЭШП.

Введение оксида хрома в количестве от

3 до 5 мас. способствует микролегированию сталей и сплавов, Содержание хрома ниже 3% не приводит к микролегированию 35 .и предотвращению угара элемента. Добавление более 5 существенно влияет на физико-химические свойства (увеличение вязкости и температуры плавления).

Добавление во флюс буры в количестве 40 от 6 до 12 мас. преследует несколько целей, Восстановление бора из шлака в металл компенсирует выгорание бора при

ЭШП, а также модифицирует переплавляемый материал. Большое влияние оказывает 45 бура на физико-химические свойства флюса (электропроводность, вязкость, температуру плавления). Наблюдается положительное отклонение от аддитивности мольного объема расплава и увеличение газопрони- 50 цаемости флюса. Концентрационные пределы предлагаемого флюса выбраны в результате исследований в лаборатории института и на заводе "Энергомаш", г, Чехов, Снижение содержания фторида кальция 55 способствует улучшению условий труда и

Кон цен гния, ными ми

ОСТЬ, Г сть), ы конк

ые вта неко емого са отл о-хими ошени итана, темпе проти наряд т усло ротив испо плаве мощ расход а мод талей

ый пе изато

1ми фл вуи ве преде табли реппа са стр этом к лемент ндар ния ого пе ьция, ид ма ийс дифиц испла д тита ем соо

30-50

12-18

12-18

3-7

5-9

3-7

3-5

6-12 снижает стоимость флюса. тра ции оксида кальция, алюминия, ма кремнезема определяется оптималь физикохимическими свойства шлака (температура плавления, вязк азопроницаемость, электроп роводно

Были получены и испытан ретные составы флюсов, представленн блице 1, Результаты сравнения торых свойств прототипа и предлага флюса сведены в табл.2.

Предлагаемый состав флю ичается от прототипа по своим физик ческим свойствам. Изменение соотн я компонентов и введение оксида т хрома, буры приводит к снижению ратуры, плавления, вязкости электросо вления флюса, уменьшение вязкости, у с легкоплавкостью флюса облегчэе вия дегазации металла. Соп ление предлагаемого флюса при его льзовании в электрошлаковом пере достаточно для выделения ности, необходимой для плавления уемого электрода.

Для выяснения механизм ифицирования и микролегирования с и сплавов проведен электрошлаков реплав на установке Р-951 в кристалл ре диаметром 100 мм под различнь юсами.

Данные по химическому соста личине удельной поверхности зерен, о ленной на микрошлифах, приведены в це 1.3.

Из таблицы видно, что при пе ве под предлагаемым составом флю уктура металла мелкозернистая, при онцентрация химически активных э ов выше, чем при ЭШП под ста тными флюсами и прототипом.

Формула изобрете

Флюс для электрошлаков реплава; содержащий фторид кэл оксид кальция, оксид алюминия, окс гния и оксид кремния, о т л и ч à ю щ я тем, что, с целью комплексного мо ирования и микролегирования стали вов, он дополнительно содержит окси на, оксид хрома и буру, при следующ тношении компонентов, мас,%: фторид кальция

Оксид кальция оксид алюминия оксид магния оксид кремния оксид титана оксид хрома бура

1765191

Таблица 1

Таблица 2

Й ю

Со

P И

I ! !

0,006 0,026

0,004 0,019

0,005 0,020

0,126 0,14

0,006 0,021

Сплав

ЭП-741

АНФ-6

Прототип

0,025 9,4 15,7

2,6

6,9

Флюс для переплава

Сталь

10ГН2НФА

АНФ-б

Прототип

Предлагаемый состав

Ю 2

Предлагаемый состав

Р 2

0,131 0,13

0,128 0,13

0,127 0,13

0,04 9,3

0,058 9,3

0,035 9,2

15,8

16,0

15,9

Табли ца 3

Химический состав металла, Ф

Ио V Cu

0,50 0,08 0,10

0,48 0,07 0,10

0 44 0 08 0 10

0,42 0,08 0,12

0,004 0,005 7,1 3,0

6,8 2,6

6,9 2,6

1765191

Продолжение табл.3

Химический состав металла, ь флюс для переплава

0,28

0,07

0,05

0,60

0,67

0,62

1,01

0,99 осн. осн. ост.

2,10

2 10 - О 26

2 10 - О 32

0,95

Предлагаемый состав

N 2 ост. 0,91 0,57 — 0,15 - 2,11 0,001 0,39

Сплав

ЭП-741

0,20 0,1

0,1

5,1 1,7 1,5

4,6 1,4 1,5

4,7 1,4 1,5 осн.

АНФ-6

Прототип

0,41 0,014 О, 001

0,32 0,012 0,01 ост. - 0,22 ост, - 0,30

Предла гаемый состав

У 2

0,28 0,01

4,8 1,6 1,5

1„

0,01 ост. 0,ОО1 О 41

Редактор Н,Егорова

Заказ 3354 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.,Óæãîðoä, ул.Гагарина, 101 ч !

Сталь

1 О ГН2НФА

АНФ-6

Прототип

Fe Mn Si А1 ; Ti Nb j Ni В

Составитель В. Анисимов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л, Лукач

Величи-; на суммарной удельной поверхн. зерен

$ S,мм2/

/мм 3