Флюс для электрошлаковой выплавки сплошных и полых слитков из борсодержащих сталей

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при электрошлаковой выплавке сплошных и полых слитков из конструкционных борсодержащих сталей. Флюс содержит, мас.%: оксид алюминия 7-10, оксид магния 3-8, фторид кальция 48-57, фторид магния 28-35. Изобретение позволяет создать флюс с температурой плавления не выше 1250°C, который стабилен до температуры 1600°C и обеспечивает повышение качества поверхности и плотности выплавляемого слитка, а также уменьшает интенсивность расплавления расходуемого электрода. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к электрошлаковой переплавке и может найти применение при выплавке сплошных и полых слитков из конструкционных борсодержащих сталей.

Известен флюс для электрошлаковой переплавки стали, содержащий, фторид магния, оксид алюминия, оксид магния и фторид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид алюминия 30-50, оксид магния до 10, фторид магния до 10, фторид кальция остальное (GB 1126434, С22В 9/18, опубликовано 05.09.1968).

Наиболее близким по технической сущности является флюс для электрошлаковой выплавки борсодержащих сталей, содержащий оксид алюминия, оксид магния, оксид кальция, двуокись титана и фторид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид алюминия 18-20, оксид магния 8-10, оксид кальция 10-12, двуокись титана 6-8, фторид кальция 54-56 (RU 2423536, С22В 9/18, опубликовано 10.07.2011).

Недостатком известных флюсов является их высокая температура плавления. Для получения качественного флюса для выплавки борсодержащих сталей должно соблюдаться условие: температура плавления флюса должна быть на 100-150°C ниже температуры плавления металла, а рабочая температура его, то есть та, при которой обеспечивается процесс плавления без разложения составляющих компонентов флюса, должна быть на 200-300°C выше температуры плавления металла. Температура плавления борсодержащих сталей ниже температуры плавления всех легированных сталей и имеет величину порядка 1320-1370°C, в зависимости от химического состава. Температура же известных флюсов, в том числе флюса по изобретению, выше 1400°C. Поэтому при электрошлаковом переплаве под известными флюсами невозможно получить слиток из борсодержащей стали, который по всем параметрам отвечает предъявляемым требованиям, так как получается слиток либо с хорошей поверхностью, но с низкими механическими свойствами, либо с хорошей плотностью литого металла, но с плохой поверхностью, требующей значительных затрат на механическую обработку. Кроме того, из-за того, что температура плавления борсодержащих сталей намного ниже рабочей температуры применяемых флюсов, расходуемый электрод оплавляется чрезвычайно интенсивно и постоянно выскакивает из шлаковой ванны, в результате чего возникает дуговой процесс и происходит неконтролируемый процесс окисления компонентов металла.

Задачей изобретения и техническим результатом является создание флюса с температурой плавления не выше 1250°C, который стабилен до температуры 1600°C, обеспечивает повышение качества поверхности и плотности выплавляемого слитка из борсодержащей стали, а также уменьшение интенсивности расплавления расходуемого электрода.

Технический результат достигается тем, что флюс для электрошлаковой выплавки сплошных и полых слитков из борсодержащих сталей содержит оксид алюминия, оксид магния, фторид кальция и фторид магния при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид алюминия 7-10, оксид магния 3-8, фторид кальция 48-57, фторид магния 28-35.

Технический результат также достигается тем, что флюс содержит диоксид титана в количестве 3-8 мас.% и оксид бора в количестве 1,5-4 мас.%.

Электрошлаковую выплавку полых слитков проводили в укороченном подвижном кристаллизаторе с установленным на нем дорном, формирующим внутреннюю полость слитка. Для начала процесса выплавки полой заготовки в кристаллизатор заливали предварительно расплавленный во флюсоплавильной печи флюс, так называемый жидкий старт. Сплошной слиток может выплавляться как на жидком, так и на твердом старте. Флюс при выплавке сплошного слитка содержал, мас.%: оксид алюминия 7-8, оксид магния 5-7, фторид магния 29-31, диоксид титана 3-4, фторид кальция остальное, а при выплавке полого слитка, мас.%: оксид алюминия 7-8, оксид магния 5-7, фторид магния 29-31, диоксид титана 3-4, оксид бора 1,5-2, фторид кальция остальное.

В процессе выплавки полого слитка происходит встречное движение расходуемого электрода и кристаллизатора с дорном, формирующее полый слиток. При выплавке слитков на его поверхностях образуется тонкий слой закристаллизованного шлака по изобретению - гарниссаж, который обеспечивает хорошее качество поверхности слитка. При этом температура плавления флюса по изобретению была менее 1240°C. Флюс был стабилен при температурах менее 1600°C.

На лабораторной печи ЭШП ГНЦ ОАО «НПО ЦНИИТМАШ» с использованием флюса по изобретению из борсодержащей стали 04Х14Т5Р2Ф (ЦТМШ-1) с содержанием бора 2,2 мас.% и температурой плавления 1354°С в подвижных кристаллизаторах были выплавлены: сплошной слиток диаметром 160 мм, высотой 800 мм и полая заготовка диаметром 270 мм с отверстием диаметром 160 мм и высотой 540 мм. В процессе выплавки не наблюдалось перехода в дуговой процесс и неконтролируемого выброса плавящегося электрода. Слитки имели гладкую поверхность и плотную макроструктуру.

1. Флюс для электрошлаковой выплавки сплошных и полых слитков из борсодержащих сталей, содержащий оксид алюминия, оксид магния и фторид кальция, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фторид магния при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид алюминия 7-10, оксид магния 3-8, фторид кальция 48-57, фторид магния 28-35.

2. Флюс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит диоксид титана в количестве 3-8 мас.%.

3. Флюс по п. 1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид бора в количестве 1,5-4 мас.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для производства титансодержащих коррозионно-стойких марок стали методом электрошлакового переплава.
Изобретение относится к специальной электрометаллургии, а именно к производству слитков бор- и титансодержащей коррозионно-стойкой стали электрошлаковым переплавом для изготовления деталей атомного оборудования с высокой нейтронной поглощаемостью.

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к способам получения многослойных стальных слитков импульсно-электрошлаковым переплавом. Осуществляют импульсно-электрошлаковый переплав с изменением частоты импульсов комбинированного расходуемого электрода, выполненного с участками, имеющими различный химический состав в зависимости от требуемого химического состава стали на заданном участке слитка, при этом импульсно-электрошлаковую выплавку нижнего и верхнего слоев слитка осуществляют с модуляцией теплового потока шлаковой и металлической ванн, направленного из шлаковой ванны через фронт кристаллизации в тело слитка, с периодом времени, равным постоянной времени теплового процесса шлаковой ванны, и скважностью, равной двум, при этом осуществляют выплавку среднего слоя слитка на частоте резонансных колебаний поверхности жидкой металлической ванны.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве нержавеющей мартенситной стали. Перед этапом электрошлакового переплава слиток подвергают дегазации в вакууме в состоянии жидкого металла в течение времени, достаточного для получения содержания водорода в упомянутом слитке после упомянутого этапа электрошлакового переплава менее чем 3 ppm.

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для получения методом электрошлакового переплава (ЭШП) слитков из трещиночувствительной стали. Расходуемый электрод содержит инвентарную головку и сплавляемую часть, состоящую из верхней и нижней стальных частей разного состава.
Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве сталей с низким содержанием кислорода. Способ включает расплавление расходуемого электрода, замер активности кислорода и последующее раскисление шлаковой ванны смесью для раскисления, содержащей, мас.%: алюминий 8-12, кальций 19-23 и железо 74-69, которую принудительно подают на границу раздела шлаковой и металлической ванн в потоке нейтрального газа, причем количество оксида железа в расплавленном шлаке поддерживают не более 0,55 мас.%, а скорость подачи упомянутой смеси для раскисления составляет 0,9-1,1 скорости заполнения объема металлической ванны жидким металлом расходуемого электрода.

Изобретение относится к области металлургии, а конкретнее, к печам электрошлаковой выплавки стали для получения полых слитков. Печь выполнена с возможностью непрерывного измерения по ходу переплава расходуемых металлических электродов температуры шлака и металла в кристаллизаторе, концентрации кислорода и углерода в металле и контроля положения уровня границы раздела шлак-металл, и снабжена системой контроля уровня заглубления торцов упомянутых электродов в шлакометаллический расплав в кристаллизаторе, связанной с компьютерной системой с интерфейсом, обеспечивающей управление процессом переплава электродов в печи с учетом упомянутых измеренных данных, при этом расходуемые металлические электроды выполнены с возможностью вращения вокруг своей оси и с осевыми отверстиями по всей длине, посредством которых соединены с патрубками устройства для подачи раскислителей и шлакообразующих сыпучих материалов в зону переплава торцов упомянутых электродов.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при электрошлаковой выплавке стали для получения литых полых слитков. Осуществляют переплав в кристаллизаторе с охлаждаемым дорном расходуемых металлических электродов на основном и добавочном флюсах.
Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для выплавления фасонных заготовок, в частности корпусов фонтанной арматуры, с фланцами и патрубками.

Изобретение относится к литью крутоизогнутых отводов с использованием электрошлаковой технологии. Трубный отвод формируют электрошлаковым переплавом полого расходуемого электрода, диаметр которого соответствует диаметру трубного отвода.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к карбонатным смесям, используемым при рафинировании и модифицировании алюминиевых сплавов. Карбонатная смесь содержит, мас.%: 50-95 карбоната кальция и 5-50 карбоната стронция, при этом смесь состоит из частиц фракции 40-60 мкм.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для порционного рафинирования алюминиевых сплавов. В качестве флюса используют отход производства - шлам соляных закалочных ванн.

Предложен способ пирометаллургической переработки никельсодержащего сульфидного материала с использованием флюсовой композиции, содержащей соединение кальция.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам и способам получения флюсов для высокотемпературных агрегатов. Металлургический флюс выполнен в виде гранул бикерамического состава, содержит, мас.%: оксид магния основа, оксид кальция 12-30, двуокись кремния 2-10, оксиды железа 3-10, оксид алюминия 2-7.
Изобретение относится к области металлургии редких элементов, а именно к способу глубокой очистки висмута. Способ глубокой очистки висмута от примесей, в частности от примесей свинца и хлора, включает хлорирование расплава висмута барботированием смесью четыреххлористого углерода и инертного газа при 550-600°C и расходе четыреххлористого углерода 2-4 мл на 1 кг рафинируемого висмута с расходом инертного газа 30-35 л/час.
Изобретение относится к металлургии, точнее к производству литейных сплавов, преимущественно цветных сплавов, и может быть использовано для получения отливок повышенного качества.
Изобретение относится к утилизации твердых бытовых отходов, содержащих благородные металлы. Электронный лом дробят на молотковой дробилке, добавляют измельченную медь, а затем плавят в присутствии флюса в течение 45-60 мин при температуре 1320-1350°C с продувкой воздухом при его расходе 3-4,5 л/ч и отделяют от шлака полученный сплав, содержащий не менее 2,6 мас.% благородных металлов.
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для огневого рафинирования медного лома, преимущественно электротехнического назначения.
Изобретение относится к цветной металлургии. .

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, а именно к электрошлаковому переплаву стали. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении из вторичного алюминиевого сырья глиноземсодержащих гранул для рафинирования и формирования шлакообразующего материала при выплавке стали, а также при производстве упомянутых гранул. Способ включает термо-механическую переработку вторичного алюминиевого сырья с последующей многоступенчатой классификацией и магнитной сепарацией быстро охлажденных продуктов переработки. Раскаленные продукты помещают в охлаждающий агрегат, после охлаждения они проходят фракционную классификацию. Полученная фракция -50+10 мм и фракция +50 мм, подвергнутая дополнительному дроблению, магнитной сепарации и повторной классификации, подвергаются магнитной сепарации. Полученную в результате фракционной классификации фракцию -10 мм подвергают спеканию и рециклированию. Изобретение позволяет получить упрочненный материал с заданным фракционным составом, полностью очищенный от механической магнитной фракции, и стабильным химическим составом: Al не менее 8%, Al2O3 не менее 20%, S не более 0,03%, суммарное содержание хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов не более 45%. 2 н. п. ф-лы.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при электрошлаковой выплавке сплошных и полых слитков из конструкционных борсодержащих сталей. Флюс содержит, мас.: оксид алюминия 7-10, оксид магния 3-8, фторид кальция 48-57, фторид магния 28-35. Изобретение позволяет создать флюс с температурой плавления не выше 1250°C, который стабилен до температуры 1600°C и обеспечивает повышение качества поверхности и плотности выплавляемого слитка, а также уменьшает интенсивность расплавления расходуемого электрода. 2 з.п. ф-лы.

Наверх