Способ легирования металлов иСплАВОВ B элЕКТРОпЕчАХ Советский патент 1981 года по МПК C21C5/52 

3S23 перагуры его плавления и предварительное введение восстановителей в количестве 0,5-5% в расплав, согласно которому в качестве легирующих материалов исполь зуют металлосодержащие пыли, которые присаживают после усвоения восстановителей последовательными порциями. Каж аая такая порция не превышает 3% эт веса плавки, причем очередную порцию задают после полного расплавления и усвоения предыдущей. Общее количество присаживаемых пылевидных металлосодержащих материалов может составлять 10-200 кг на 1 т жидкого металла {З J. Недостатками известного способа являются:а)необходимость выдержки расплава после присадки восстановителей и после присадки каждой порции металлосодержащих пылей, что может существенно увеличить время выплавки; б)выдержка каждой последующей порции приводит к ликвидации элементов ло плотности в расплаве, что особенно ярко может быть выражено для вольфрама; в)выдержка расплава с введенным легирующим элементом обязательно в,ызыва- ет потерю .части элемента на окисление и на взаимодействие с футеровкой; г)в состав металлосодержащих пылей, входят вредные минеральные и органические примеси (эмульсии металлообработки), в связи с чем необходимо выдерживать расплав до полного усвоения восстановителей iH усвоения предыдущей порции легирующего. Цель изобретения - снижение времени плавки, предотвращение гравитационной ликвидации в расплаве по легирующим элементам с высокой плотностью, повыше ние степени усвоения легирующего металла и улучшение общих показателей плавки Поставленная цель достигается тем, что в способе легирования металлов и сплавов в электропечи, включающем введе ние легирующего крмпонента в виде по- рощка, ,в качестве легирующего компонента вводят порощки ч-истых тугоплавких .металлов, преимущественно вольфрама и молибдена, при этом легирование прово дят за 2-5 миц до выпуска металла из лечи. Введение всего объема порощка тугоплавкого легирующего металла за 2-5 мин до выпуска расплава из печи обеспечивает полное усвоение присадки всем объ емом плавки. За это время полностью про ходит процесс вЪаимодействия легируюшего компонента с основой сплава, а поэтому не происходит оседания присадки на подину. В результате из печи выпускается однородный по легирующему элементу металл. Кроме того, устраняется возможность затягивания плавки из-за выдержек, необходимых для полного усвоения порций металлосодержащего порошка, так как весь порощок усваивается за время, протекающее от загрузки порощка в лечь до выпуска металла из печи. Сокращение времени взаимодействия легируюцего компонента с расплавом при полном растворении порошка ведет к повышению степени усвоения, так как не успевают проходить процессы, приводящие к угару легирующего элемента. Трудности выплавки, связанные с тугоплавкостью легирующих присадок, устраняются путем увеличения скорости растворения дисперсных частиц, иорощка, обладающих повыщенной поверхностной энергией. Это делает возможным в ряде случаев замену ферромплавов на порощки чистых металлов. Такая замена предотвращает попадание в металл вредных примесей, содержащихся даже в ферросплавах высщйх марок. Пример 1. Выплавка вольфрам- содержащего сплава на никелевой основе. В четырех килограммовую дуговую чь загружается щихта без всяь- J фрама. По расплавлении щихты в печь вводится порощок вольфрама (ПВП-1). Через 2 мин после введения порощка в расплав металл заливается в изложницу. Из полученного слитка вырезается пять :образцов: один из донной части, один из головной и три на разных -расстояниях от головы слитка. Производят химический анализ образцов. По приводимой методике выплавляется сплав ЭИ-868. Температура расплава после введения порощка остается в пределах 157О-16ОО°С. Химический анализ получаемых образцов показывает усвоерше вольфрама (практически 100%) и высокую однородность металла по распределению вольфрама. Пример 2. Выплавка молибденсодержащего сплава на никелевой основе. В четырехкилограмовую дуговую печь загружается щихта без молибдена. По расплавлении щихты в печь вводится по- рощок молибдена. Через 2 мин поспе введения порощка в расплав металл заливается в изложницу. Из полученного спитка вырезается пять образцов: один из донной части, один из головной и три на разных расстояниях от головы спигка. Производят химический анализ образцов. По приводимой методике выплав/шется сплав ЭИ-868. Температура расплава пос ле введения порошка остается в пределах 1570-leOO G. Химический анализ показывает усвоение молибдена 99% и высокую однородность металла по распределению молибдена. Предлагаемый способ обеспечивает еле дующие преимущества по сравнению с известным:а)время плавки сокращается в услови ях одного и того же плавильного агрегата на 15-10 мин; б)экономятся дорогостоящие тугоплав кие металлы за счет повышения степени усвоения практически до 100% для вольфрама и до 99% для молибдена, что составляет 80 кг чистого вольфрама или 2О кг чистого молибдена на 1 i легирукдцих;в)экономятся восстановители за счет отсутствия вредных примесей в легирующем материале; г)улучшается качество металла за счет достижения полной однородности распределения легирующего элемента в слитке;. д)существенно снижается количество вредных примесей, попадающих в металл вместе с легирующим материалом при замене ферросплавов тугоплавких металлов на порощки этих металлов (это необходимо при выплавке прецизионных сплавов); е) уменьшаются энергетические затраты в плавке, что связано с сокращением времени .плавки. Экономический эффект при выплавке 1000 т сплава (что возможно в условиях одной пятитонной печи) составит 1056 тыс,руб. в год. Формула изобретения Способ легирования металлов и сплавов в электропечах, включающий введение легирующего компонента в виде порошка, отличающийся тем, что, с целью повышения степени усвое ния легиру- Юцего элемента и снижения времени выплавки, повышения однородности выплавляемого металла по легирующему элементу и снижения энергетических затрат при выплавке сплавов, в качестве легирующего компонента вводят порошки чистых тугоплавких металлов, преимущественно вольфрама и молибдена, при этом легирование начинают за 2-5 мин до выпуска расплава из печи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Хан Б. X. и Ищук К. Я. Раскисление, дегазация, легирование сталей, М,, Металлургия, 1965, с. 324. 2.Технологическая инструкция завода Электросталь. Л-67-73, 3.Авторское свидетельство СССР N9 417484, кл. С 21 С 7/00, 1974.