Способ легирования при электрошлаковом переплаве расходуемых электродов

,ЯО 142 ОО 50 4 С 22 В 9/18 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕтельСТ(71) Донецкий политехнический институт (72) Ю.М.Мухин, В.Л,Пилюшенко, С.В.Терехов, А.А.Троянский и В.Н.Радченко(56) Аношкин Н.Ф, Зональная химическая неоднородность слитков. М.: Металлургия, 1976, с,240.Авторское свидетельство СССР 11 403369, кл. С 22 В 9/18, 1971. (54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ ПРИ ЭЛЕКТРО- ШЛАКОВОМ ПЕРЕПЛАВЕ РАСХОДУЕМЫХ ЭЛЕКТ- РОДОВ(57) Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может бытьиспользовано при производстве отливокметодом электрошлакового переплава.Целью изобретения является повышениекачества металла эа счет обеспеченияравномерного распределения легирующих элементов в отливке при порционной подаче их в плавильное пространство. В процессе переплава порциилегирующих элементов подают черезпериоды времени, равные д = 0,020,2 т/Ч, где ш - масса жидкой металлической ванны в стационарный периодплавки, кг: Ч - скорость наплавлениябтливки, кг/с. 2 табл.где ш - масса жидкой металлическойванны в стационарный периодплавки, кг;20Ч - скорость наплавления отливки,кг/с.После подачи порции легирующихматериалов в плавильное пространствоконцентрация их в жидком металле25изменяется по следующей зависимостиЧСС(") = С(1 - е ) + С, е,(1) где Сн - концентрация легирующих эле 0ментов в жидком металле,образовавшаяся после подачи порции легирующих, %;Со - концентрация легирующихэлементов в переплавляемом З 5металле (электроде), ;ь - время с момента подачипорции легирующих, с.При этом относительные колебания концентрации легирующих элементов в металле определяются следующим соот- ношением ЬС ЧдСр ш(2) . где ДС - разность между максимальными минимальным содержаниемлегирующих элементов в металле;С - требуемое содержание элемен" 50тртов в металле.Таким образом, для получения заданной неоднородности распределения леги рующих элементов в отливке период времени между подачами порций легирующих определяется отношением Изобретение относится к специаль"ной электрометаллургии и может бытьиспользовано при производстве отливокметодом электрошлакового переплава, (ЭПШ),Целью изобретения является повышение качества металла за счет равномерного распределения легирующих,элементов в отливке10В процессе переплава, включающемпорционную подачу легирующих матери,алов в плавильное пространство, пор, ции легирующих элементов подают черезпериоды времени, равные 15ф 0,02 - 0,2 - с,ЬСВ случае -0,2 возникающаятрхимическая неоднородность не сказывается на свойствах металла(неоднородность близка к существующей дендритной). В случае большей химической неоднородности в металлоотливе механические свойства слоев, возникающих при порционном легировании, существенно различаются, что приводит к ухудшению свойств отливки за счет возникновения хрупких и малопрочных прослоек.Малые промежутки времени между подачами порций легирующих материалов приводят к необходимости ввода маленьких масс порций легирующих,что требует дробления легирующих материалов до мелкодисперсного состояния, Ввод легирующих материалов в мелкодисперсном состоянии приводит к их интенсивному угару и выносу через систему газоотсоса, существующую на установках ЭШП, Кроме того, получение многих материалов в мелкодисперсном состоянии представляет собой весьма сложную задачу (например, никеля, ферроцерия и т.д.). Поэтому нижней гранидСцей необходимо считать 0,02.Таким образом, в случае подачи порций легирующих элементов с периодом болееш д 7 = 0,2 -происходит возникновение неоднородности в отливки и ухудшение качества металла отливки ЭШН.В случае подачи порций легирующих с периодом времени менеевйГ = 0 02Фпроисходит интенсивный угар вводимых элементов и не обеспечивается получение требуемого химического состава металла отливки.Скорость направления отливки ЭШП является одним из технологических факторов, определяющих качество металла и поэтому контролируемых при переплаве по скорости сплавления электродов или с помощью весоизмерительных устройств.Масса жидкой металлической ванны определяется либо методом зондирования, либо расчетными методами и явФерросилицийФС0,20 78,6 0,23 Фракция 3-5 мм Ферромарганец МН,5 0,43 0,84 92,0 68,7 0,25 ляется известной величиной для заданных параметров плавки. В случаеобычного постоянства поддерживаемыхрежимов она практически не меняетсяот плавки к плавке,П р и м е р. Переплав стали 45 ХЗпроводили на установке электрошлакового переплава Апод флюсом АНФ в кристаллизаторе диаметром 130 мм. 1 ОНапряжение и ток переплава составляли 41 В и 2,2 кА соответственно. Вкачестве расходуемых электродов использовали прокат этих же сталейдиаметром 70 мм с химическим составом, приведенным в табл.1,Легирование производили с помощью дробленых ферросплавов порционной подачей на шлаковую ванну с частотой, 20 определенной по формуле (3), данные приведены в табл.2.Для реализации способа-прототипа на .электроде закреплялись две стальные трубки диаметром 1 О мм, заполнен ные дроблеными ферросплавами и пере- жимами через 50 мм и смещенные относительно друг друга согласно предлагаемому устройству.После выплавки слитки ЭШП разреза лись и проводился послойный (через 1 мм) химический анализ содержания Феррохром ФХ,25 0,16 легирующнх элементов для определенияразброса содержания элементов в металле (с.л. табл.2). Как видно изтабл.2, наибольший разброс значенийсодержания легирующих элементов наблюдается ппи использовании прототипа,а использование предлагаемого способа приводит к практически однородному распределению. Формула изобретения Способ легирования при электро- шлаковом переплаве расходуемых элект родов, включающий порционную подачу легирующих материалов в плавильное пространство, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества металла за счет равномерного распределения легирующих элементов в отливке, равные порции легирующих элементов подают через периоды времени, равные где ш - масса жидкой металлическойванны в стационарный периодплавки, кг;Ч - скорость,наплавлени.отливки,кг/с.1420048 Таблица 2 Время между подачами порций, с к симальное и минимальное содериие элементов в металле, 7 Предлагаемый ш Ч05-=62ШЧ 3 Прототи 0 56 0,58 0 22 0,30 0 53 0,67 2 70 2,90 Составитель Т.МорозоваРедактор Т.Лазоренко Техред М,Ходанич Корректор Л,Пилипенко 6 Тираж 595 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Рау