Способ выплавки никельхромовых сплавов

5 10 15 55 фективной для деазотации никелевых сплавов и экономии легирующих путем их оптимального соотношения в завалке при плавке,Цель изобретения - экономия легирующих, снижение загрязненности металла нитридами и увеличение выхода годного.Указанная цель достигается тем, что после расплавления завалки при 1360 - 1440 С и основности известково-кремнеземистого шлака 1,5 - 5 в ванну присаживают титан в количестве (0,015 - 0,045)% от массы металлошихты,Известно, что высокохромистые никелевые сплавыпссодержанием 51 мас, % хрома кристаллизуются при 1340 С, а сплавы с 10 - 20 мас, % хрома плавятся в довольно узком температурном интервале на 40-50 С ниже температуры плавления никеля, фактически, при выплавке средняя температура расплава при присадке титана на 10-12 С выше температуры ликвидус расчетного химсостава выплавляемого никельхромового сплава. В заявляемом интервале температур скорость выноса нитридов из металла в шлак значительно выше скорости растворения нитридов в расплаве, что позволяет удалять азот из сплава по нитридному механизму.При введении титана в никельхромовый расплав при температурах, близких к интервалу температур двухфазной области, образуются нитриды титана, которые выносятся в шлак, Нитрид титана хорошо смачивается шлаками системы СаО-А 20 зс основностью в пределах 1,5 - 5. Краевой угол смачивания нитрида титана шлаком изменяется от 0 до 20,а работа адгезии нитрида титана к шлаку больше, чем к никельхромовому расплаву, и превышает 1000 мДж/м (таб. 1).Если основность шлака меньше 1,5, то никельхромовый расплав загрязняется при плавке кремнием, Это является недопустимым, так как ведет к отбраковке металла по химсоставу, При основности шлака более 5 температура плавления шлака высока по сравнению с температурой плавления никельхромового сплава, Образующийся гетерогенный шлак практически не ассимилирует нитриды титана, что обусловливает загрязнение металлического расплава азотом и является причиной резкого снижения технологической пластичности сплава из-за наличия в нем нитридов титана.Опытным путем установлено количество добавоктитана в ванну для деазотации металла по нитридному механизму без загрязнения расплава титаном, Для присадок титана меньших 0,015% от массы завалки в температурном интервале 1360-1440 С нитриды титана в никельхромовом расплаве не образуются из-за окисления титана растворенным кислородом. В этом случае титан работает как раскислитель, Если количество титана превышает 0,045 оот массы завал ки, расплав легируется титаном, что для сплавов без титана является нежелательным. Кроме того, повышение содержания титана сопровождается увеличением растворимости азота в конечном металле, а из-за вторичного окисления титана происходит загрязнение сплава оксидами. В заявляемых количествах присадка титана по указанному температурному и шлаковому режимусвязывает азот в нитриды без насыщениярасплава титаном.В литературе отсутствуют сведения о20 выплавке никельхромовых сплавов с введением хрома совместно с никелем и легированными отходами в завалку, послерасплавления которой производят деазотацию расплава по нитридному механизму пу 25 тем дачи титана при строго определеннойтемпературе и основности шлака, В условиях открытой электроплавки указанный способ для экономии легирующих и повышениявыхода годного при производстве никеле 30 вых сплавов ранее не применялся,П р и м е р, Использование предлагаемого способа при выплавке нихромаХ 20 Н 80 в 5-тонной дуговой электропечи,В завалку используют металлический35 никель, хром, кусковые отходы, листовуюобрезь и стружку нихрома, На подину печиперед завалкой шихты дают известь и плавиковый шпат из расчета получения основности шлака после расплавления шихты и40 при последующей плавке, равной 3,2. Послерасплавления завалки при 1400+40 С в металл присаживают металлический титан в.количествах, соответствующих заявляемымпеределами и выходящих за эти пределы.45 Далее при 1470 С расплав легируют металлическим марганцем, а шлак раскисляютсмесью из порошкообразного силикокальция, извести и проверяют ковкость квадратной пробы, после чего в расплав вводят50 металлический кальций в количестве до1 кг/т, отбирают пробы на химанализ и проводят рафинировку под белым шлаком, который наводят присадкой в печь смеси из извести и силикокальция, Перед выпуском в металл вводят кальций из расчета его получения в готовом металле 0,03 - 0,06 мас. %, производят отков квадратной пробы и прио1510 С металл выпускают из печи, Разливку проводят обычным порядком в несмазанные изложницы дпп слитков ывссои ф 600 кт.1749245 Слитки на стане 600 прокатывают в заготовку 125 мм по известной технологии, По результатам взвешивания слитков и проката рассчитывают выход годного при переделе сплава, 5Результаты по выплавке сплава по предлагаемой технологии сравнивают с выплавкой сплава по известной технологии, по которой после раскисления и легирбвания расплава за 15 мин до выпуска металла 10 из печи в него присаживают на 0,05 мас. % титана с целью возможного удаления азота из сплава, Полученные. слитки проходят аналогичный передел в заготовку 125 мм,В табл, 2 приведены данные о влиянии 15 способа выплавки нихрома с обработкой расплава титаном под шлаком с регламентированной основностью при 1400+ 40 С после расплавления завалки. После присадки титана в расплав содержание азота в 20 сплаве Х 20 Н 80, выплавленном по предлагаемой технологии с оптимальным расходом титана на плавке, в 2 раза ниже предела растворимости азота для нихрома и отсутствует загрязнение сплава титаном и нит ридами. По сравнению с известной технологией содержание азота снижают на 30 отн. %, чтодает возможность йовысить выход годного при переделе слитков в заготовку на 4 абс, % по сравнению с металлом 30 Таблица 1 Показатели шлака Параметры по примеру1 1 2 1,5 3,2 5,0 5,2 Температура плавленияшлака, Со 1 З 50 1 З 60 1 ЦОО 11 й 0 1501, 007 1, 015 1,05 1, 075 1, 082 20 0 0 0 Низкая Смацивание шлаком основ- нитрида титана хорошее ность шлаНитрид титана плохо смацивается Примечание шлаком ка приводит к загрязнениюметалла кремнием Основность, (асар)-Д о,) Отношение Т пл. шлакаТял. звтектикиИ-Ст Угол смачивания шлакомнитрида титана, град известной технологии выплавки. Выход годного по оптимальным вариантам выплавки повышает 70%, что возможно благодаря более высокой технологической пластичности металла, в котором отсутствуют нитриды размером 35 - 40 мкм. В сплаве. полученном по известной технологии, наблюдаются строчки нитридов, вытянутые в направлении прокатки, а также отдельно взятые крупные нитриды титана, которые являлись причиной образования большого количества грубых рванин и трещин, Сплав, выплавленный по предлагаемой технологии. укаэанных дефектов не имеет даже при повышенном содержании хрома, близком к верхнему пределу по марочному составу.Формула изобретения Способ выплавки никельхромовых сплавов, включающий завалку шихты, расплавление, ввод титана и выпуск металла из печи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью экономии легирующих, снижения загрязненности металла нитридами и увеличения выхода годного во время расплавления шихты наводят йзвестково-глинозем-кремнеземистый шлак с основностью 1,5 - 5,0, а титан вводят после расплавления завалки при температуре расплава 1360 в 14 С в количестве 0,015-0.045% от массы металлошихты.1749245 таблица 2 Параметры деазотации Баланс металла Режим плавки по титану Сплав попримеру ТЦУсвоение Як, 11 к,мас."; Тк мас. 1 ма с,1,Ммас.Ф Получено Выход годсорта, ного, Фкг Расчет на 11 н-М к 11 нЗаданослитков,кг завалку,кг 5400 3670 68 С,050 0,030 60 0,062 0,060 3,2 2,85 5700 кг. Стандартное усвоение титана 604. Приме ч а н и е, Масса завалки Составитель И.ЧепиковаТехред М.Ыоргентал Корректор Т.Палий Редактор Н,Рогулич Заказ 25 б 4 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Предлагаемый12345Известный 6