Обмазка расходуемого электрода Советский патент 1981 года по МПК C21C5/56 

(54) ОБМАЗКА РАСХОДУЕМОГО ЭЛЕКТРОДА

I

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при плазменнодуговом, электроннолучевом и других видах переплавов.

Известен способ выплавк.и слитков вакуумнодуговым переплавом расходуемого электрода, включающий подачу раскислителей в процессе переплава в жидкую ванну в кристаллизаторе 1.

Недостатком способа является низкая интенсивность процесса раскисления вследствие того, что обработке раскислителями подвергается только ванна жидкого металла в кристаллизаторе. Кроме того, наличие кислорода в атмосфере печи приводит к окислению и испаЪр «ю вводимых раскислнтелёй.

Известна обмазка расходуемого электрода электроннолучевого переплава, содержащая, масс. °/о: фториднЫй флюс 75 - 88; стекло жидкое натриевое 10 - 20 и эфир этиловый кремниевой кислоты 2 - 5 (2).

Недостатком обмазки является отсутствие раскисляющего действия ее на жидкий металл пленки оплавляемого торца заготовки

Цель изобретения - повышение рафинирующей способности обмазки и повышение качества переплавляемого металла.

Поставленная цель достигается тем, что в обмазку, включающую фторидный флюс и жидкое натриевое стекло, введен дополнительно один или несколько раскислителей из группы углерод, марганец, кремний, алюминий, кальций, барий, цирконий и редкоземельные элементы при следующем соотнощении Компонентов, масс. %: 0 Фторидный флюс50 - 90

Жидкое

натриевое стекло5 - 47

Один или несколько

элементов-раскислителей

из вышеуказанной группы 3 - 45 Причем содержание фтористого кальция во фторидном флюсе составляет 0,5-1,2 от окиси натрия в жидком натриевом стекле.

Последнее позволяет регулировать стабильность горения дуги.

Нанесение обмазки, содержащей раскислители, на поверхность заготовки обеспечивает обработку жидкого металла оплавляемого торца вводимыми раскислителями.

что обеспечивает более глубокое раскисление, Частицы раскислителя в обмазке покрыты с поверхности плотным слоем жидкого натриевого стекла, что обеспечивает полное устранение, взаимодействия с атмосферой печи раскислителя и введение его непосредственно в оплавляемый слой торца расходуемого электрода. Жидкое натриевое стекло, представляющее собой смесь окислов щелочных металлов, алюминия, кремния и др. элементов, является компонентом обмазки, повышающим жидкотекучесть фторидного флюса и продуктов реакций раскисления, что обеспечивает формирование щлаковой пленки (содержащей тугоплавкие окислы раскислителей) на поверхности торца оплавляемого электрода и активно взаимодействующего с жидким металлом.

Стабильность горения и мощность электрической дуги определяется наличием легкоионизирующихся частиц (атомов калия,натрия и др. элементов), снижающих мощность, но повышающих стабильность горения электрической дуги и частиц с низкой подвижностью и высокой электроотрицательнрстью (хлор, фт,ор и др. элементы), повыщающие сопротивление и мощность дуги, но снижающие стабильность ее горения. Для достижения высокой стабильности горения дуги при заданной мощности необходимо вводить определенное соотнощение анионов (фтора) и катионов (калия и натрия).

При содержании фторидного флюса менее 50% вводимых фторидов недостаточно для ассимиляции кислородсодержащих неметаллических включений, образующихся при раскислении на оплавляемом торце заготовки, а также ионов фтора недостаточно для повыщения сопротивления электрической дуги и ее мощности.

При содержании фторидного флюса более 90°/о количество вводимого фтора существенно влияет на стабильность горения дуги, возникает погасание дуги вследствие больщого количества вводимых анионов фтора с низкой подвижностью и высокой электроотрицательностью.

При содержании жидкого натриевого стекла в обмазке менее 5% обмазка наносится на поверхность неплотным и непрочным слоем и рассыпается при транспортировке и установке расходуемой заготовки в печи.

При содержании жидкого натриевого стекла в обмазке более 47% количество вводимого натрия и калия приводит к понижению мощности в дуге вследствие низкого потенциала ионизации атомов натрия и калия.

При введении раскислителей менее 3% количество их недостаточно, чтобы проявилось раскисляющее действие обмазки, так как раскислители взаимодействуют с сопутствующими примесями в жидком стекле и не повышается качество металла.

При введении раскислителей более 45% качество металла остается на прежнем уровне и вводимые раскислители усваиваются металлом, как легирующие элементы, так как раскислителей в количестве 3 - 45% достаточно для связпвания кислорода и удаления его в газовую фазу или в сформулировавщуюся щлаковую пленку на торце заготовки.

При содержании фтористого кальция во фторидном флюсе обмазки менее 0,5% окислов щелочных металлов в жидком натриевом стекле происходит ионизация в зазоре между переплавляемой заготовкой и кристаллизатором, что приводит к перебрасыванию дуги на кристаллизатор при дуговом переплаве.

При содержании фтористого кальция во фторидном флюсе обмазки более 1,2% окислов цделочных металлов в жидком натриевом стекле происходит нестабильное горение дуги при оплавлении боковой поверхности расходуемого электрода и низкая стойкость плазмотронов при плазменнодуговом переплаве.

Обмазка наносится на поверхность расходуемой заготовки в один или несколько 5 слоев, как на горячую, так и на холодную поверхность. Обмазка предусматривает, что жидкое натриевое стекло содержит сопутствующие примеси при общем содержании не более 15% и фторидный флюс содержит окислы указанных раскислителей. Раскис0 лители в обмазку вводят как в виде чистых, элементов, так и в сплаве с содержанием не менее 20%.

Пример. На плазменно-дуговой печи . У365 переплавляют сталь ШХ15 с нанесенной обмазкой на боковой поверхности. Переплав проводят в кристаллизатор диаметром 140 мм под действием 5 работающих плазмотронов при токе, напряжении и расходе плазмообразующего газа соответствейно 350 А, 56 В и 15 л/мин. Обмазку после 0 нанесения на поверхность электрода сущат при 250°С для удаления воды, растворенной в жидком стекле. Процесс переплава происходит стабильно. На поверхности пленки жидкого металла оплавляемого торца электрода формируется тонкая жидкоподвижная пленка щлака. Шлаковый гарнисаж, образующийся на поверхности наплавляемогв слитка, обеспечивает ее высокое качество, поэтому слиток не.повергается поверхностной зачистке.

0 Обмазка состава, %: фторидного флюса 65, жидкого натриерого стекла 10 и раскислителей 25 (алюминия 40 и кальция 15) обеспечивает снижение кислорода и неметаллических включений в Металле слитка в сравнении с известной обмазкой в 1,7 и 5 1,9 раз.

Формула изобретения 1. Обмазка расходуемого электрода для рафинирующих переплавов, включающая

5 834146и

фторидныи флюс и жидкое натриевое стеклу,2. Обмазка по п. 1, отличающаяся тем,

отличающаяся тем, что, с целью повышениячто, с целью повышения стабильности го-

качества переплавленного металла, в неерения дуги, содержание фторидного кальция

дополнительно введен один или нескольково фторидном флюсе составляет 0,5-1,2

раскислителей из групцы углерод, марганец,от окиси натрия в жидком натриевом стекле,

кремний, алюминий, кальций, барий, цир-s Источники информации,

коний, редкоземельные металлы при слё-, принятые во внимание при экспертизе

дующем соотношении компонентов, масс. %:I. Авторское свидетельство СССР

Фторидныи флюс . 50.-90№ 383743, кл. С 21 С 5/56, 1970.

Жидкое натриевое стекло 5 - 47 2. Авторское свидетельство СССР

Раскислитель 3 - 45.№ 497755, кл. С 21 С 5/56, 1976;