Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при производстве полых слитков методом ЭШП, в том числе сложнолегированных, не содержащих титан сталей.
Задача электрошлакового переплава - получение плотной литой структуры металла, рафинированного от неметаллических включений и серы, и с одинаковыми свойствами по высоте слитка. Для достижения этих свойств наибольшее распространение получил флюс АНФ6 с содержанием фторида кальция 66-75% и оксида алюминия 25-34%.
Электрошлаковая выплавка полых слитков производится в укороченный подвижный кристаллизатор с установленным на нем дорном, формирующим внутреннюю полость слитка. Перед началом выплавки в кристаллизатор заливают основной рабочий флюс.
В процессе переплава кристаллизатор с дорном перемещаются по слитку по мере его наплавления навстречу плавящимся расходуемым электродам.
На полом слитке с наружной и внутренней его стороны образуется гарнисаж из флюса. Для компенсации флюса, ушедшего на образование гарнисажа, через дозатор, в течение всей плавки на шлаковую ванну поступает добавочный флюс.
Известен способ получения полых слитков методом ЭШП, включающий переплав расходуемого электрода на основном и добавочном флюсе, при этом в качестве основного флюса используют флюс АНФ6, содержащий фторид кальция 66-75% и оксид алюминия 25-34%, который используется при выплавке полых слитков высотой не более 555 мм. В качестве добавочного флюса используют раскислитель - алюминиевый порошок общей массой 250 г на слиток (1).
Недостатком известного способа является невозможность выплавки слитка высотой более 555 мм, т.к. количество флюса уменьшается к концу переплава
на 20-40 кг (20-40%) из-за расхода флюса на гарнисаж и подтекания флюса по поверхности слитка из-за повышенной жидкотекучести.
В качестве прототипа принят способ получения полых слитков методом ЭШП, включающий переплав расходуемого электрода на основном и добавочном флюсе, в качестве которых используют флюс АНФ29, включающий фторид кальция (CaF2) 37-45%, оксид алюминия (Аl2O3) 13-17%, известь (CaO) 24-30%, оксид кремния (SiO2) 11-15%, оксид магния (MgO) 2-6% (2).
Однако в процессе переплава состав флюса изменяется из-за перераспределения элементов в системе флюс-металл, флюс-атмосфера (воздух). Изменение состава флюса приводит к изменению свойств выплавляемого слитка. Например, при выплавке полого слитка стали марки 10х23н18 флюс в начале и в конце переплава слитка высотой 1000 мм имел состав:
Еще одним недостатком данного известного способа является наличие в добавочном флюсе извести (СаО), которая через 60-100 мин от начала переплава начинает комковаться и перестает поступать через дозатор на шлаковую ванну, что не позволяет получать слитки высотой более 1000 мм.
Задачей изобретения является создание способа получения полых слитков, позволяющего получать слитки высотой до и более 3000 мм с одинаковыми свойствами по высоте.
Сущность изобретения заключается а том, что способ получения полых слитков методом ЭШП включает переплав на основном флюсе (АНФ29), содержащем фторид кальция 37-45%, оксид алюминия 13-17%, известь 24-30%, оксид кремния 11-15%, оксид магния 2-6%, и добавочном, имеющим следующий состав, мас.%: фторид кальция 65-70, оксид алюминия 12-17, оксид кремния 8-10, оксид магния 8-10.
Так как в процессе переплава содержание оксида алюминия, извести и оксида кремния возрастает, а фторида кальция и оксида магния уменьшается, для сохранения состава рабочего флюса до конца переплава стабильным, содержание, оксида алюминия в добавочном флюсе должно быть 12-17%, оксида кремния 8-10%, и оксида магния 8-10%, фторида кальция 65-70%. В составе добавочного флюса отсутствует известь. Переплав полых слитков происходит при температуре флюса 1670-1720°С. При этих температурах происходит реакция (CaF2)+Н2O=2HF+(СаО)
и в системе CaF2-СаО содержание фторида кальция уменьшится на 20-30%, а содержание извести увеличится на 10-15% от исходных содержаний. Кроме того, наличие извести приводит к комкованию добавочного флюса и флюс перестает поступать из дозатора, тем самым ограничивая продолжительность переплава, т.е. высоту наплавляемого слитка.
Содержание фторида кальция в добавочном флюсе должно быть в пределах 65-70%. Содержание фторида кальция менее 65% в процессе переплава приводит к уменьшению его содержания в основном флюсе, не обеспечивая необходимую жидкотекучесть флюса, что влияет на качество поверхности слитка.
При содержании фторида кальция в добавочном флюсе более 70%, его содержание в основном флюсе в процессе ЭШП становится выше, чем в АНФ29. К тому же уменьшается содержание глинозема, что приводит к уменьшению производительности процесса из-за уменьшения выделяемого флюсом тепла.
Содержание оксида алюминия в добавочном флюсе должно быть в пределах 12-17%.
При содержании его в добавочном флюсе менее 12%, в основном флюсе в процессе ЭШП содержание оксида алюминия становится меньше, чем в АНФ29, что приводит к уменьшению количества выделяемого тепла и снижению производительности.
При увеличении его содержания в добавочном флюсе более 17%, в основном флюсе в процессе переплава его содержание будет выше, чем в АНФ29, что приведет к увеличению выделяемого в шлаковой ванне тепла и постепенному увеличению скорости переплава к его концу.
Содержание оксида кремния в добавочном флюсе должно быть 8-10%. При увеличении содержания оксида кремния в добавочном флюсе более 10%, в основном флюсе в процессе ЭШП его содержание становится выше, чем в АНФ29, что приводит к снижению электропроводности и усложняет переплав.
При содержании оксида кремния в добавочном флюсе менее 8%, в основном флюсе его содержание становится ниже, чем в АНФ29, снижается омическое сопротивление и возрастает водородопроницаемость флюса, что ухудшает качество металла.
Содержание оксида магния в добавочном флюсе должно быть 8-10%. При содержании оксида магния в добавочном флюсе более 10%, в основном флюсе его содержание становится выше, чем в АНФ29. Возрастает температура плавления флюса, что приводит к неустойчивому режиму переплава и на поверхности слитка появляются грубые дефекты.
При содержании оксида магния в добавочном флюсе менее 8%, в основном флюсе его содержание становится ниже чем, в АНФ29, что приводит к появлению гофр и пережимов на поверхности слитка.
На ОАО «ЗМЗ» проведен ряд плавок с использованием предложенного способа получения полых слитков. Результаты опытов приведены в таблицах 2 и 3. Были выплавлены слитки диаметром 555 и 610 мм с диаметром внутренней полости 325 и 375 мм соответственно и высотой до 3250 мм. В качестве основного флюса использовали АНФ29. В исходном состоянии флюс предложенного состава может быть изготовлен в виде смеси прокаленных порошков фторида кальция (флюоритовый концентрат), оксидов алюминия (глинозем), кремния (кварцевый песок) и оксида магния (магнезит).
Результаты испытаний полых слитков (табл.2 и табл.3) показали, что химический состав флюса после переплава соответствует составу флюса АНФ29, т.е. основному флюсу на высоте как 1000, так и 3250 мм. Одинаковый состав флюса в начале и в конце переплава гарантирует одинаковые свойства металла по высоте всего слитка. Поверхность всех слитков гладкая, без дефектов.
Источники информации
1. ТИ 06.198-98 ОАО «ЧЗЭМ», карты эскизов электрошлакового процесса, г.Чехов
2. ТИ 06.198-98 ОАО «ЧЗЭМ», карты эскизов электрошлакового процесса, г.Чехов
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ПОЛЫХ СЛИТКОВ ТИТАН- И БОРСОДЕРЖАЩИХ МАРОК СТАЛИ МЕТОДОМ ЭШП | 2009 |
|
RU2423536C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ СЛИТКОВ ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ МАРОК СТАЛИ МЕТОДОМ ЭШП | 2009 |
|
RU2399685C1 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СЛИТКОВ ТИТАН- И БОРСОДЕРЖАЩИХ МАРОК СТАЛИ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА | 2022 |
|
RU2796483C1 |
ФЛЮС ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ СПЛОШНЫХ И ПОЛЫХ СЛИТКОВ ИЗ БОРСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ | 2017 |
|
RU2656910C1 |
Флюс для электрошлакового переплава | 1989 |
|
SU1765191A1 |
Способ получения коррозионностойкого биметаллического слитка | 2022 |
|
RU2774689C1 |
ФЛЮС ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА | 1980 |
|
SU1026443A1 |
ФЛЮС ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА | 1998 |
|
RU2148089C1 |
ФЛЮС ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ СЛИТКОВ ИЗ МЕДНЫХ СПЛАВОВ ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ ПЕРЕПЛАВОМ | 2018 |
|
RU2695087C1 |
ФЛЮС ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА | 2011 |
|
RU2487173C1 |
Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при производстве полых слитков методом ЭШП, в том числе сложнолегированных, не содержащих титан сталей. Способ включает переплав расходуемого электрода на основном флюсе, содержащем, мас.%: фторид кальция 37-45, оксид алюминия 13-17, известь 24-30, оксид кремния 11-15, оксид магния 2-6, и добавочном, содержащем, мас.%: фторид кальция 65-70, оксид алюминия 12-17, оксид кремния 8-10, оксид магния 8-10. Предлагаемый состав добавочного флюса позволяет получить слитки высотой более 3000 мм с одинаковыми свойствами по высоте. 3 табл.
Способ получения полых слитков методом ЭШП, включающий переплав расходуемого электрода на основном флюсе, содержащем, мас.%: фторид кальция 37-45, оксид алюминия 13-17, известь 24-30, оксид кремния 11-15, оксид магния 2-6, и добавочном флюсе, отличающийся тем, что добавочный флюс содержит, мас.%:
Карты эскизов электрошлакового процесса | |||
Изготовление заготовок методом электрошлаковой выплавки | |||
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков | 1922 |
|
SU6A1 |
- Чехов, ОАО «ЧЗЭМ», 1998, Электрошлаковая технология за рубежом./ Под ред | |||
академика Б.Е.Патона | |||
- Киев: Наукова Думка, 1982, с.181-184 | |||
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ, СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ ТИТАНОМ | 1991 |
|
RU2026386C1 |
RU 2001136 С1, 15.10.1993 | |||
ТОКАДА X | |||
и др | |||
Оценка слитка, |
Авторы
Даты
2009-08-10—Публикация
2007-08-06—Подача