Способ выплавки никелевых жаропрочных лигатур с пониженным содержанием кремния

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1661221 А 51)5 С 11 С 5/52 ИЗОБРЕТ АН ВКИ НИКЕЛЕВЫХТУР С ПОНИЖЕНКРЕМНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) И-67, Инструкция завода "Электросталь" по выплавке жаропрочных сплавов.Матэо Т, е 1 з. ОерЬозрйоггалоп о 1 сгобе злап 1 езз зте. - ТЬе 30 гпйово Яеагсб, 1985, 1 ч. 31, йочегпЬег, р.13-20(54) СПОСОБ ВЫПЛАЖАРОПРОЧНЫХ ЛИГАНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ Изобретение относится к черной метал- .лургии, а именно к способам получения жа. ропрочных сплавов,Целью изобретения является повышение производительности печи за счет снижения длительности процессарафинирования.При низком содержании кремния в металле, которое характерно для жаропрочных никелевых сплавов (310,1),окисление В твердыми окислителями илигазообразным кислородом возможно только при существенном угаре Т 1, А 1, Сг, ЙЬ, ЮВ данном способе окислители вводят дляокисления только титана и алюминия в период расплавления. Выплавляемые жаропрочные лигатуры содержа более 80)ьникеля и хрома, Поэтому введение окислителей меняет химический состав металла, Сцелью стабилизации химического состава и(57) Изобретение относится к черной металлургии. Цель изобретения - повышение производительности печи за счет снижения длительности процесса рафинирования, При выплавке жаропрочных лигатур с пониженным содержанием кремния проводят завалку и плавление шихты, введение шлакообразующих материалов, рафинирование, скачивание шлака и выпуск, В завалку вводят окислители. содержащие легирующие элементы, например, МО, Сг 20 з в стехиометрическом отношении к элементам, имеющим большее сродство к кислороду, чем кремний, и после расплавления вводят смесь, содержащую 20-80;(, СаО и МС 2 остальное, в количестве 2-10 от массы ме- Я талла. Производительность печи возрастает в 1,2-1,5 раза. 3 табл. снижения длительности процесса, рафинирования применяют окислители, не ухудшающие качества металла, например оксиды никеля и хрома. Применение окислителя зависит от необходимости ввода конкретного химического элемента для достижения заданного химического состава. Поэтому могут быть применены не только М 10 и Сг 20 з, но и их смесь в зависимости от конкретных условий плавки.При введении в эавалку вместе с шихтой окислителей типа МО, Сг 20 з окисление титана и алюминия происходит в период плавления шихты, что значительно сокращает продолжительность периода рафинирования. Кроме того, происходит легирование металла й 1 и Сг, что увеличивает выход годного и экономит ценные легирующие элементы. Последующее применение шлаковой смеси (20-80 СаО и ЮС 12 осталь 1661221.ное) позволяет перевести кремний в шлак,Для связь 1 вания 302 в устойчивые соединения применяют СаО. Применение нестойкого галогенсодержащего вещества,например соли ЮС 2, позволяет удалитьчасть (х 10%) кремния в газовую фазу в виде3 С 4, что способствует уменьшению активности кремния в шлаке, увеличивая силикатную емкость шлака, Кроме того, происходитдолегирование металла никелем.Окислители (%0 и С 20 з) вводятся дляокисления в основном Т и А. Кремний окисляется кислородом воздуха во время скачивания старого шлака и в течение процесса, рафинирования под новым шлаком,содержащим СаО и ЮС 2, Удаление кремния является основной операцией для достиженияпоставленной цели,Хлорид никеля, применяемый в рафинированномм флюсе, является гигроскопичнымхимическим веществом, возгоняющимсябез разложения при 970 С.Предлагаемый способ предназначендля переработки неликвидных отходов, которые не могут быть использованы длявыплавки марочного металла из-занеконтролируемого содержания кремния,Если в шлаковой смеси меньше 20% СаО,эффективность использования МС 2 уменьшается вследствие его возгонки, скоростьрафинирования металла от кремния снижается и длительность периода рафинирования увеличивается. Если в смеси больше80% СаО, то влияние ЮС 2 снижается, шлакгустеет и коэффициент массопереноса снижается, а следовательно, снижается скорость удаления кремния из расплава (табл.1),При массе рафинирующей смеси ниже2% от массы металла обнаружено превышение концентрации кремния в металле вышезаданной. Этот эффект вызван недостаточной силикатной емкостью шлака, Увеличение количества рафинирующей смеси выше10% вызывает дополнительное окислениеценных легирующих элементов вследствиеувеличения времени плавки (табл.2).Применение окислителей %0 и Сг 20 з встехиометрическом отношении к титану иалюминию позволяет в период расплавления полностью перевести в шлак титан иалюминий.П р и м е р 1. Отходы ниКелевых жаропрочных сплавов в количестве 200 г следующего химического состава, % хром 34;вольфрам 5,6; молибден 3; титан 0,9; алюминий 0,9; ниобий 0,9; кремний 0,2 загружаютв печь Таммана вместе со стехиометрическим количеством закиси никеля (14 г) для, окисления титана и алюминия. После расплавления металл нагревают до 1480 1520 С, отбирают пробу на химический анализ и скачивают шлак. Затем на поверхность расплава подают смесь свежеобожженных хлорида никеля и извести в отношении 1;1 в количестве 2-10% от массы металла. Через 45 мин после наведения шлака его скачивают и сливают металл в изложницу, В результате плавки из отходов, которые считаются неликвидными, пол 10 учают лигатуру, пригодную для выплавкимарочного металла (табл,2). П р и м е р 2 (опытно-промышленный эксперимент). Отходы жаропрочного никелевого сплава ХН 50 ВМТЮ в количестве 1 т 15 загружают в однотонную открытую индукционную печь вместе с 80 кг закиси никеля для окисления Т и А, После расплавления металл нагревают до 1480-1520 С, отбирают пробу на химический анализ. Скачивают старый шлак и заводят новый из СаОМС(1:1) в количестве 75 кг, Через 1 ч 40 мин металл сливают в ковш с последующей разливкой в изложницу. Из-под ковша берут пробу на химический анализ, В результате плавки их отходов, которые считаются неликвидными, получают лигатуру, пригодную для выплавки марочного металла (табл.З). П р и м е р 3 (опытно-промышленный эксперимент), Отходы жаропрочного никелевого сплава ХН 50 ВМТЮ в количестве 1 т загружают в однотонную открытую индукционную печь вместе с 120 кг Сг 20 з дляокисления Т и А. Далее по примеру 2,. Химический анализ полученной лигатуры приведен в табл,З,П р и м е р 4 (опытно-промышленный эксперимент), Отходы жаропрочного никелевого сплава ХН 50 ВМТЮ в количестве 1 т загружают в однотонную открытую индукционную печь вместе с 100 кг й:0 - Сю 20 з (40 - 60%) дляокисления Т и А. Далее по примеру 2. 40 1Химический анализ получеиый лигатуры приведен в табл.З,/ Как показано в примерах, в результате 45 плавки неликвидных отходов получается лигатура, пригодная для выплавки марочного металла.Производительность печи, работающейпо предлагаемому способу, возрастает в 50 1,2-1,5 раз.Формула изобретения Способ выплавки никелевых.жаропрочных лигатур с пониженным содержанием кремния, включающий завалку и плавле - 55 ние шихты, введение шлакообразующих материалов, рафинирование, скачивание шлака и выпуск, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности печи за счет снижения длительности процесса рафинирования в завалку вво1661221 Таблица 1 Производительность печи(длительность плавки) в зависимости от реализации способа Таблица 2 Результаты химического анализа лигатуры, выплавленной по примеру 1 блица зультаты химического анализа" лигатуры, выплавленной по примерам 2 дят окислители, содержащие легирующие элементы й 0, СООз в стехиометрическом отношении к элементам, имеющим большее сродство к кислороду, чем кремний, а в качестве шлакообразующих материалов присаживаютсмесь, содержащую СаО 20-80, М Ог остальное, в количестве 2-10 от массы металла,