Способ легирования металлов исплавов b электропечах

ОП ИСАЙИ ЕИЗОБЬЕТЕ И ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 823434 Со 1 оз СоветскихСоциалистическихРеспублик(53) УДК 669 18 27(088 8) до делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А. Б. Арабей, Л. К. Косырев, В. С. Лактионов, А. В. Манухин, Ю. А. Павлов и Г. А. Фарнасов Московский ордена Трудового Красного Знамени институтстали и сппавов и ордена Ленина и ордена ОктябрьскойРеволюции элек трометаплургический завод остальим. И. ф. Тевосяна(54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ ,И-.СПЛАВОВВ ЭЛЕКТРОПЕЧАХ Изобретение относит конкретно к обработкек металлургии, етапла в расожет быть исплавленном состоянии,пользовано при выплавке металлов и сплавов в электропечах в черной и цветной металлургии.Известен способ легирования сталей и сплавов в эпектропечах тугоппавкими металлами, например вольфрамом и молебденом, вкпючаюший введение в печь ферро 10 вольфрама или ферромолибдена порциями в начапе восстановительного периода при плавке с окислением (11.Известен также способ пегирования сплавов в эпектропечах, вкпючакяций вве 15 дение штабиков чистого вольфрама ипи молибдена после полного расплавления шихты 2.Основньтмтт недостатками известных способов, являются значительные потери дорогостоящих пегирующих материапов, затяГивание плавки, необходимость дополнительного перемешивания ванны, .неоднородность распределения вольфрама и мо 2либдена по объему выплавпяемого слиткаПричинами этих недостатков являютсявысокая температура плавления как чистого металла, так и его ферросппава посравнению с максимапьной температуройплавки (Т.ппФ 3410 Сз Т.пп. Р 6 ЪФ2930 С; Т.пп, Во 2620 оС; Т.пп, ГеМо1700 С; температура ппавки 1600 дС);высокая плотность присаживаемых материалов по сравнению с плотностью расплава)т рдо 9,1 кг/м;рГОМо 9,0 кг/ьР;, расплава 8,3 кг/м ). В,резупьтате, пегируэющие материалы скапливаются на подинепечи, где протекает их растворение,Недостатком пегирования прецизионных сплавов ферросплавами также являет.ся неоднородность последних по химическому составу и загрязненность вреднымипримесями,Наибопее близким по технической сутпности к достигаемому аффекту к изобретению является способ, вкпючакщий пеорегрев расплава на 100-200 С выше тем82343 пературы его плавления и предварительное введение восстановителей в количестве 0,5-й% в расплав, согласно которому в качестве легирукщих материалов используют металлосодержщцие пыли, которыенрисаживают после усвоения восстановителей последовательными порциями. Каждая такая порция не превышает ЗЪ эт веса плавки, причем очередную порцию задают после полного расплавления и усвоенияпредыдущей. Общее количество присаживаемых пы невидных металлосодержашихматериалов может составлять 10-200 кгна 1 т жидкого металла )3 ).Недостатками известного способа являются:а) необходимость выдержки расплавапосле присадки восстановителей и послеприсадки каждой порции металлосодержащих пылей, что может существенно увели 20чить время выплавки;б) выдержка каждой последующей порции приводит к ликвидации элементов поплотности в расплаве, что особенно яркоможет быть выражено для вольфрама;в) выдержка расплава с введенным легирующим элементом обязательно вызывает потерю части элемента на окисление и на взаимодействие с футеровкой;г) в состав металлосодержащих пылей,зовходят вредные минеральные и органические примеси ( эмульсии металлообработ 1ки), в связи с чем необходимо выдерживать расплав до полного усвоения восстановителей и усвоения предыдущей порциилегирующего.Цель изобретения - снижение времениплавки, предотвращение гравитационнойликвидации в расплаве по легируюшимэлементам с высокой плотностью, повышение степени усвоения пегирующего металдола и улучшение общих показателей плавки.Поставленная цель достигается тем,что в способе легировання металлов исплавов в электропечи, включающем введение легирующего крмпонента в виде порошка, в качестве легирующего компонента вводят порошки чистых тугоплавких.металлов, преимущественно вольфрамаи молибдена, при этом пегирование проводят за 2-5 мин до выпуска металла 5 О из печи.Введение всего объема порошка тугоплавкого легирующего металла за 2-5мин до выпуска расплава из печи обеспе. чивает полное усвоение присадки всем объ-яемом плавки. За это время полностью проходит процесс взаимодействия легируюшего компонента с основой сплава, а по 4 4этому. не происходит оседания грисадки наподину. В результате из печи выпускается однородный по легируюшему элементуметалл.Кроме того, устраняется возможностьзатягивания плавки из-за выдержек, необходимых для полного усвоения порцийметаллосодержащего порошка, так каквесь порошок усваивается за время, протекающее от загрузки порошка в печь довыпуска металла из печи,Сокращение времени взаимодействиялегирующего компонента с расплавом приполном растворении порошка ведет к повышению степени усвоения, так как не успевают проходить процессы, приводящиек угару легируюшего элемента.Трудности выплавки, связанные с тугоплавкостью легирующих присадок, устраняются путем увеличения скорости растворения дисперсных частиц, порошка, обладающих повышенной поверхностной энергией. Это делает возможным в ряде случаев замену ферромплавов на порошки чистых металлов, Такая замена предотвращает попадание в металл вредных примесей, содержащихся даже в ферросплавахвысшйх марок.П р и м е р 1. Йыплавка вольфрамсодержащего сплава на никелевой основе,В четырех килограммовую дуговуюпачь загружается шихта без воль-фрама. По расплавлении шихты впечь вводится порошок вольфрама (ПВП),Через 2 мин после введения порошка врасплав металл заливается в изложницу,Из полученного слитка вырезается пятьобразцов: один из донной части, один изголовной и три на резных расстоянияхот головы слитка, Производят химическийанализ образцов. По приводимой методике выплавляется сплав ЭИ. Температура расплава после введения порошкаостается в пределах 1570-1600 С. Химический анализ получаемых образцов показывает усвоение вольфрама (практически 1007 о) и высокую однородность металла по распределению вольфрама. П р и м е р 2. Выплавка молибден- содержащего сплава на никелевой основе,В четырехкилограмовую дуговую печь загружается шихта без молибдена. По расплавлении шихты в печь вводится порошок молибдена. Через 2 мин после введения порошка в расплав металл заливается в изложницу. Из полученного слитка вырезается лять образцов: олин из донной части, один из головной и три на823434 разных расстояниях от головы слитка. Производят химический анализ образцов.По приводимой методике выплавляется сплав ЭИ. Температура расплава после введения порошка остается в пределах 1570-1600 С. Химический анализ показывает усвоение молибдена 99% и высокую однородность металла по распределению молибдена.Предлагаемый способ обеспечивает следующие преимущества по сравнению с известным.а) время плавки сокращается в услови-, ях одного и того же плавильного агрегата на 15-10 мин; 15б) экономятся дорогостоящие тугоплавкие металлы за счет повышения степени усвоения практически до 100% дпя вольфрама и до 99% для молибдена, что составляет 80 кг чистого вольфрама или 20 20 кг чистого молибдена на 1легируюших;в) экономятся восстановители за счет отсутствия вредных примесей в пегируюшем материале; 2г) улучшается качество металла за счет достижения полной однородности распределения легирующего элемента в слит- ке;д) существенно сниЖается количествоЗО вредных примесей, попадающих в металл вместе с легирующим материалом при замене ферросплавов тугоплавких металлов на порошки этих металлов (это необходимо при выплавке прецизионных спла-. вов);35 6е) уменьшаются энергетические затраты в плавке, что связано с сокращением времени .плавки. Экономический эффект при выплавке 1000 т сппава (что возможно в условиях одной пятитонной -печи) составит, 1056 тыс.руб. в год. формула изобретения Способ легировлния металлов и сплавов в электропечах, включающий введениелегирующего компонента в виде порошка,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения степени усвоения легирующего элемента и снижения времени выплавки, повышения однородности выплавляемого металла по пегируюшему элементу и снижения энергетических затрат привыплавке сплавов, в качестве пегируюшего компонента вводят порошки чистых тугоппавких металлов, преимущественновольфрама и молибдена, при этом легирование начинают за 2-5 мин до выпускарасплава из печи.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Хан Б. Х. и Ищук К. Я. Раскисление, дегазация, легирование сталей, М"Метаппургия", 1965, с. 324.2. Технологическая инструкция завода6 Электросталь. Л-73.3. Авторское свидетельство СССР417484, кп, С 21 С 7/00, 1974, Составитель А. Шербаков Редактор Г. Кацапап Техред М.Рейвес Корректор М Шароши Заиаа 2006/33 Тираж 618 ПодписноеВ 1 ИИПИ Государственного комитета СССРпо цепам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д, 4/5Филиал 111 Ц 1 "Гатент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4