Способ электрошлаковой выплавки заготовки из стали легированной титаном
Использование: в спецэлектрометаллургии при электрошлаковой выплавке заготовок переменного сечения/ например корпусов энергетической аппаратуры. Сущность изобретения: способ включает заливку жидкого шлака в кристаллизатор, переплав расходуемого электрода и дифференцированную подачу в шлак по ходу плавки раскислителя, представляющего собой смесь порошков алюминия и титана, взятых в соотношение 2:1, при этом с началом вывода усадочной раковины прекращают подачу титана и в процессе последних 40 - 50% периода продолжительности вывода усадочной раковины алюминий выводят с линейным замедлением алюминий вводят с линейным замедлением до полного прекращения его подачи. Способ обеспечивает повышение качества заготовки и уменьшение припуска в верхней части заготовки.
Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано для изготовления электрошлаковым переплавом заготовки переменного сечения, например, корпуса энергетической арматуры. Целью изобретения является улучшение качества металла на заключительном этапе плавки. Поставленная цель достигается тем, что в способе электрошлаковой выплавки заготовки из стали, легированной титаном, включающем заливку жидкого шлака в кристаллизатор, переплав расходуемого электрода и дифференцированную подачу в шлак по ходу плавки раскислителя, состоящего из смеси порошков алюминия и титана, взятых в соотношении 2:1, вывод усадочной раковины, согласно изобретению с началом вывода усадочной раковины прекращают подачу титана и в процессе последних 40 50% периода продолжительности вывода усадочной раковины алюминий вводят с линейным замедлением до полного прекращения его подачи. Прекращение подачи титана с началом вывода усадочной раковины и ввод алюминия с линейным замедлением до полного прекращения его подачи в процессе последних 40 50% периода продолжительности вывода усадочной раковины улучшает качество металла, выплавляемого на заключительном этапе плавки, при этом верхняя часть выплавляемого изделия соответствует предъявляемым требованиям по однородности химсостава. Прекращение подачи титана раньше начала вывода усадочной раковины не обеспечивает требуемого химсостава металла, выплавляемого в основном периоде плавки, при этом количество титана в заготовках колеблется в пределах 0,20 - 0,28% Подача титана в период вывода усадочной раковины, т. е. в условиях снижения мощности, а также температуры шлаковой и металлической ванн, приводит к образованию нитридообразующих элементов и к загрязнению металла верхней части слитка неметаллическими включениями, содержащимися в шлаковой фазе, при этом содержание титана колеблется в пределах 0,98 1,1% Уменьшение подачи алюминия до начала последних 40 50% периода продолжительности вывода усадочной раковины приводит к росту химической неоднородности металла верхней части слитка, при этом содержание титана колеблется в пределах 0,2 0,26% Уменьшение подачи алюминия после последних 40 50% периода продолжительности вывода усадочной раковины приводит к заметному переохлаждению металла в зоне введения, что ухудшает равномерность распределения раскислителя и степень его усвоения, в результате чего также возрастает химическая неоднородность металла верхней части слитка, при этом в отдельных зонах количество титана колеблется в пределах от 0,2% до 1,1% Ввод алюминия с линейным замедлением до полного прекращения подачи повышает степень его усвоения, улучшает равномерность распределения в металле, обеспечивая содержание титана в верхней части заготовки в пределах 0,30 - 0,95% Способ электрошлаковой выплавки заготовки из стали, легированной титаном, осуществляют следующим образом. На поддон устанавливают кристаллизатор переменного сечения, в который вводят расходуемый электрод, предварительно закрепленный в электрододержателе на электропечи. Расплавляют шлак и заливают его в плавильное пространство, ограниченное стенками кристаллизатора и поддоном. Кристаллизатор перед заливкой в него жидкого шлака подключают в системе охлаждения. После заливки шлака в кристаллизатор торец расходуемого электрода погружают в жидкий шлак и начинают пропускать электрический ток через расходуемый электрод и шлак, осуществляя постепенное расплавление расходуемого электрода с формированием фасонной отливки, размеры и форма которой соответствует плавильному пространству кристаллизатора. По ходу плавки с помощью дозатора осуществляют дифференцированную подачу в шлак раскислителя, представляющего собой смесь порошков алюминия и титана, взятых в соотношение 2:1, при этом с началом вывода усадочной раковины прекращают подачу титана и в процессе последних 40 50% периода продолжительности вывода усадочной раковины алюминий вводят с линейным замедлением до полного прекращения его подачи. Способ использовался для выплавки корпусов энергетической арматуры с условным проходом Ду 125-600, материалом для которых служит сталь ОХ18Н10Т, для которой наиболее трудно сохраняемым легирующим элементом является титан. Масса корпуса 792 кг. Исходное содержание элементов в расходуемом электроде: углерод 0,07% титан 0,55% Требуемое количество титана на один корпус 4360 г. Флюс АНФ-6; масса флюса на плавку 45 кг. Режимы плавки: ток 6-10-14-8-6 (кА), напряжение 43-46-40 (В). Содержание элементов согласно ТУ 108-68-77: С не более 0,08% Ti 50-0,05 0,7+0,25% Содержание углерода во всех выплавленных заготовках составляет 0,07% Пределы содержания титана: нижний предел 50-0,05 5,0 
0,07 - 0,05 0,30% верхний предел 0,07 + 0,25 0,95% Для указанной арматуры весовое количество титана в заготовках должно находиться в пределах 1750 8050 г, а количество используемого в процессе выплавки раскислителя 2630 20100 г. Количество используемого раскислителя определяется экспериментально. Начало вывода усадочной раковины характеризуется изменением режима плавки; снижение тока до 8 6 кА и напряжение до 40 В. Длительность периода вывода усадочной раковины колеблется в пределах 10
15 мин. С началом вывода усадочной раковины прекращали подачу титана, продолжая вводить в прежнем объеме только алюминий. Затем за 4 7,5 мин до окончания периода вывода усадочной раковины, что составляет 40 50% упомянутого периода, алюминий вводили с линейным замедлением до полного прекращения его подачи. Заготовки, выплавленные согласно изобретению, обладают химической однородностью, в том числе и верхней части, что повышает их качество в соответствии с требованиями ТУ 108-668-77. Способ может быть использован для изготовления заготовок с переменным сечением из легированных титаном сталей типа корпуса энергетической арматуры, нефтегазовой арматуры, фланцев, крышки и т.п.
Формула изобретения
