СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА Советский патент 1994 года по МПК C22B9/18 

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству металлов и сплавов методом электрошлакового переплава.

Целью изобретения является повышение механических свойств металла.

Способ осуществляется следующим образом.

При электрошлаковом переплаве расходуемых электродов в инертной атмосфере кальций - фторид кальция непрерывно подают в кристаллизатор фторид кальция и механический кальций, кроме того, в процессе плавки в кристаллизатор подают оксиды или фториды редкоземельных (РЗМ) металлов, при этом количество металлического кальция, подаваемого в процессе плавки, определяют по формуле
P= (0,001-0,03)M+(0,4-0,8) где Р - количество металлического кальция, кг;
М - масса наплавляемого слитка, кг;
N - содержание РЗМ в металле, %.

В первой части формулы описывается зависимость расхода металлического кальция от массы слитка, использование кальция менее 0,001 М кг (где М - масса слитка) не обеспечивает цели изобретения, использование более, чем 0,03 М кг нецелесообразно из-за перерасхода кальция без существенного улучшения свойств металла. Во второй части формулы описывается зависимость расхода кальция от количества вводимых РЗМ. Если взять кальция менее 0,4 кг , где N - содержание РЗМ в металле, то нельзя восстановить необходимое количество РЗМ, а если кальция более, чем 0,8 кг, то это нецелесообразно из-за перерасхода кальция.

П р и м е р. Электрошлаковый переплав проводили в атмосфере аргона на специально сконструированной на базе печи А-550 установке ЭШП. Переплав проводили в кристаллизаторе диаметром 110 мм, получали слитки массой 10 кг. Плавки проводили на твердом старте. Переплавляли литые штанги из стали Х15Н15, а также литые электроды из кальцийгидридного и алюминотермического хрома. Рабочий ток и напряжение переплава составляли соответственно для стали - 2,5 кА и 36 В и для хрома 5 кА и 41 В. Хром переплавляли под шлаком CaF₂ и 8% металлического кальция, а сталь под шлаком CaF₂ и 2% металлического кальция.

Электроды из алюминотермического хрома содержали 0,9% кислорода, а из кальцийгидридного -0,4% кислорода. На всех плавках в процессе переплава через дозатор давали фторид кальция в количестве 150 г, а также металлический кальций, фториды и оксиды РЗМ. Для сравнения качества металла, полученного по заявляемой технологии и по технологии прототипа, провели по технологии прототипа плавки 1 и 2. Результаты плавок приведены в табл.1. Полученный металл исследовали в литом состоянии. Механические свойства приведены в табл.2.

Плавки 1 и 2 проводили по технологии прототипа без ввода PЗМ. Плавки 3-7, выполненные согласно изобретению, обеспечивают значительное повышение механических свойств металла. Плавка 8 проведена с подачей кальция выше оптимального количества. При этом существенного улучшения свойств не наблюдается, но имеется перерасход по кальцию. При подаче кальция в количестве менее заявляемого (плавка 9) не обеспечивается необходимый уровень свойств.

СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА, включающий переплав расходуемых электродов в атмосфере инертного газа под шлаками системы металлический кальций - фторид кальция с непрерывной подачей во время переплава и кристаллизатор фторида кальция и металлического кальция, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств металла, в процессе плавки в кристаллизатор дополнительно вводят оксиды или фториды редкоземельных металлов, а металлический кальций вводят в количестве, равном
P = (0,001-0,03)M+(0,4-0,8)
где P - количество металлического кальция, кг;
М - масса наплавляемого слитка, кг;
N - содержание РЗМ в металле, %.