Способ обогрева верхней части слитков из азотсодержащих сталей и сплавов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 11964018(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 241180 (21) 3007505/22-02с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 07,10.82,Бюллетень М 37Дата опубликования описания 03. 02, 83 Р 1 М. Кл.з С 22 В 9/22 Госуаарственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Центральный ордена Трудового Красного Знамени исследовательский институт черной металлургииим. И.П.Бардина(54) СПОСОБ ОБОГРЕВА ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ СЛИТКОВИЗ АЗОТСОПЕРЖА 1 ЩИХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВИзобретение относится к областиметаллургии, а именно к методам по-,лучения слитков иэ азотсодержащихсталей и сплавов, получаемых разливкой в изложницу или кристаллизатор.Обогрев верхней части слитков приих эатвердевании в изложнице нсполь;зуют для предотвращения дефектов,вызванных усадкой металла при егокристаллизации.Известен способ обогрева верхнейчасти слитков, включающий подачуфлюса на расплавленную поверхностьслитка, подогрев флюса нерасходуемым электродом или плазматроном иснижение мощности подогрева до эатвердевания слитка 1.В случае обогрева слитков изаэотсодержащих сталей и сплавов данным способом происходит взаимодействие флюса с азотом в сплаве, чтоприводит к отклонению содержанияазота в верхней части слитка отзаданного,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатуявляется способ обогрева слитковиз азотсодержащих сталей и сплавовплазменной дугой, включающий подачуплаэмообразующего газа азота и аргона и снижение тока плазменной дугидо затвердевания слитка 2 1,Однако в данном способе наблюдается снижение содержания азота в верхней обогреваемой части слитка, вследствие постепенной дегазации сплавав процессе обогрева. Это являетсяпричиной брака верхней части слитка 1 р по химическому составу, что приводитк потерям металла Целью изобретения является повышение выхода годного металла,Указанная цель достигается тем,что в способе обогрева верхней частислитков из азотсодержащих сталей исплавов плазменной дугой, включающемподачу плаэмообраэующего газа азота2 О и аргона и снижение тока плазменнойдуги до затвердевания слитка, согласно изобретению обогрев ведут в трипериода с уменьшением содержания азо.та в плазмообразующем газе одновременно со снижением тока плазменной25 дуги, причем в первый период, составляющий 20-30 времени обогрева,подают 100 азота, во второй период:составляющий 50-60 времени обогрева,подают 70 азота, в последний период подают 20-30 азота.964018 Содержаниеазота в плаз мообразующем газе,РМэксперимента Периодобогрева Однородностьструктуры Ликвация азота и других элементов 100 Структура однородна Ликвации нет 70 Обнаружено отклонение по содержанию азота в верхней части и в середине слит- ка 90 то же 80 30-40 Обнаружено отклонение по содержанию азота в верхней части и в середине слитка 80 Структура однородна 90 70 то же 60 то же 10-20 Стабильность химического состава верхней части слитка достигается регулируемым вводом азота в металл, причем количество вводимого азота, соответствует изменению его раствори. мости в аэотсодержащих сталях ука эанного состава.С понижением температуры расплава сталей типа.20 Х 17 НЗМ 2 А 77 ГС 2 и началом кристаллизации металла растворимость азота в металле понижается. Следова- щ тельно, чтобы иметь однбродную (беспузырчатую) структуру слитка, необходимо вести процесс обогрева прибыли таким образом, чтобы поступление азота с плаэмообразующим газом в15 условиях плазменно-дугового разряда не превышало предела растворимости азота в расплаве при обычных усло-" виях (без плазменно-дугового обогрева), Такое поступление азота достигается тем, что в ходе обогрева (по периодам ) содержание азота в плаэмообразующем газе изменяется; во второй период со 100 до 70 при этом для стабильности энергетических параметров плазменного разряда в плазмообраэующий газ вводят аргон, в последний период содержание азота снижается до 20-30 (остальноеаргон). Ступенчатое снижение содержанияазота в плазмообразующем газе в сочетании с уменьшением тока плазменнойдуги приводит к ступенчатому изменению мощности, вводимой на ваннуметалла в верхней части слитка. Этосопровождается быстрым затвердеванием металла с фикса"ией содержания азота в двухфазной области формирующейся корочки слитка. Тем самымдостигается высокая однородность верхней части слитка как по химическомусоставу, так и по структуре,Изобретение опробовано в заводскихусловиях на стенде для плазменнодугового обогрева верхней части слит.ков.Обогревали слитки развесом 1200 кгток дуги 1000-2000 А, Диаметр изложницы (по верхнему сечению ) 300 мм.Й таблице приведены результатыэкспериментов по обогреву верхнейчасти слитков при изменении тока дуги на 1 см обогреваемой поверхности в первый период обогрева5 10 - 10 7/мин, во второй период10" -210 Л/мин, в третий 210-3 10 д.А/мин. Первый период составлял 25 всего времени обработки,второй 50, третий 25, Начальныйток дуги 1200 А,Характеристика головной части слитка964018 Формула изобретения Составитель В,Каринский Редактор Н.Коляда Техред Т.фанта Корректор И.ШуллаЭаказ 267/3 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5чФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Использование изобретения обеспечивает повышение выхода годного металла на 4-6 и достижение экономии до 300 руб. на 1 т слитков,Способ обогрева верхней части слитков иэ азотсодержавих сталей .и сплавов плазменной дугой, включаю- . 30 щий подачу плаэмообразующего газа азота и аргона и снижение тока плазменной дуги до затвердевания слитка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с йелью повышения выхода годного 15 металла, обогрев ведут в три периода с уменьшением сойержания азота вплазмообразующем газе одновременносо снижением тока плазменной дуги,причем в первый период, составляющий 20-30 времени обогрева, подают 100 азота, во второй период,составляющий 50-60 времени обогрева, подают 70 азота, в последнийпериод подают 20-30 азота,Источники информадии,принятые во внимаьие при экспертизе1. Патент США Р 3916978,кл. 164-52, опублик. 1975.2. Летников Н.В. и др. "Производственно-технический бюллетень",1974, М 7-9.