Способ подготовки шихты для выплавки высоколегированных сталей и сплавов

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам приготовления шихтовых материалов к плавке. Цель изобретения - снижение энергозатрат, потерь легирующих и ферросплавов и увеличение производительности процесса. Легирующие элементы и ферросплавы помещают в центральную зону в контейнере внутри стружки, а нагрев перед брикетированием осуществляют в разгерметированном контейнере, помещая его в печь с температурой 0,75-0,90 температуры плавления материала контейнера, и выдерживают при этой температуре до достижения в осевой зоне температуры 0,3-0,5 температуры плавления стружки, при этом брикетирование производят до плотности материала в осевой зоне 40-70%. За счет улучшения теплопередачи и интенсификации нагрева, а также одновременного нагрева легирующих материалов совместно со стружкой производительность по сравнению с известным способом увеличивается на 70-90%, а энергозатраты - на 20-40%. 1 табл.

СОЮЗ ажЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) SU (»)5 В 22 F 3/02

ГОСУД АРСТВЕННЬ Й НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЯТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " "-" .

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4453210/23-02 (22) 01.07.88 (46) 07.03.90, Бюл. 11- 9 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) Г.И.Капланов, 3.А.Лазоркин, Ю.Н.Скорняков, Ю.Г.Залужный, B.Ã.Êó÷åðåíêî и А.Я.Дробот (53) 621.762.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1366288, кл. В 22 Р 3/02, 1985..

Авторское свидетельство СССР

И 1247160, кл. В 22 Г 3/02, 1985. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ Ш1С:ТЫ ДЛЯ ВЫП ЛАВКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАШ1ЫХ СТАЛЕ11 И

СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам приготовления шихтовых материалов к плавке. Цель изобретения — снижение энергозатрат, потерь легирующих и

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам приготовления шихтовых материалов к плавке, и может осуществляться на всех предприятиях, производящих выплавку стали в электродуговых печах для фасонного литья и заготовок для поковок различного назначения.

Цель изобретения — снижение энергозатрат, потерь легирующих и ферросплавов и увеличение производительности процесса.

В отличие от известного способа легирующие элементы и ферросплавы

2 ферросплавов и увеличение производительности процесса. Легирующие элементы и ферросплавы помещают в центральную зону в контейнере внутри стружки, а нагрев перед брикетированием осуществляют в разгерметизированном контейнере, помещая его в печь с температурой 0,75-0,90 температуры плавления материала контейнера, и. выдерживают при этой температуре до достижения в осевой зоне температуры

0,3-0,5 температуры плавления стружки, при этом брикетирование производят до плотности материала в осевой зоне 40-70Х. 3а счет улу ппения теплопередачи и интенсификации нагрева, а а е также одновременного нагрева легирующих материалов совместно со стружкой производительность по сравнению с из.вестным способом увеличивается на

70-90Z а энергозатраты снижаются на .

20-40Х. 1 табл. помещают в центральную зону в контейнере внутри стружки и нагрев перед брикетированием осуществляют в разгерметизированном контейнере, помещая его в печь с температурой 0,75.-0,90 температуры плавления материалов контейнера, и выдерживают при этой температуре до достижения в осевой зоне температуры 0,3-0,5 температуры плав- asaL ления стружки, а брикетирование ведут до плотности материала в осевой зоне 40-70Х.

Помещением легирующих элементов и ферросплавов в центральную зону кон1547952 тейнера в процессе последующего плав,ления шихты достигается снижение потерь легирующих и ферросплавов.

Нагрев контейнера в разгерметизи5 рованном состоянии, помещение его в печь с температурой 0,75-0,90 температуры плавления материала контейнера связано с необходимостью избежать расплавления материала контейнера при 10 ,одновременном повышении производи: тельности процесса.

Помещение контейнера в печь с температурой ниже 0,75 температуры плавления материала контейнера нецелесообразно, так как снижается производительность процесса B результате более ,длительного его нагрева до температу ры прессования, Помещение контейнера в печь с тем- 20 пературой более 0,90 температуры плав ления материала контейнера можЕт привести к оплавлению контейнера и его разрушению при последующем прессовании. 25

Выдержка разгерметизированного контейнера в печи до достижения температуры в его осевой зоне 0,3-0,5 температуры плавления стружки обусловлена обеспечением наилучших показателей при последующем прессовании стружки.

При температуре в осевой зоне контейнера менее 0,3 температуры плавления материала стружки возможно неполное удаление влаги„ эмульсии, масла и прочих органических веществ.

Кроме тоro, недостаточный прогрев осевой зоны может привести к низкой плотности в этой зоне и последующему 40 повышенному угару металла при расплавлении. Увеличение температуры в осевой зоне контейнера более 0,5 температуры плавления материала стружки приводит к повышенному расходу энер 45 гии на нагрев и снижению производи. тельности процесса.

Пример, Изготовили цилиндрический контейнер из ст. 3 диаметром

76 мм, высотой 200 мм, толщиной стенки 1,5 мм. В боковой поверхности контейнера просверлили отверстие диаметром около 3 мм для .выхода газообразных продуктов при нагреве.

В контейнер загрузили стружку из сплава ХН62ВИ1(Т10Б. При заполнении I стружкой половины высоты контейнера в осевую зону поместили легирующие элементы и ферросплавы. !(оличество и массу легирующих элементов и ферросплавов определяли исходя из химического состава стружки с учетом yraра легирующих элементов и ферросплавов ° Затем продолжили заполнение контейнера стружкой. После загрузки стружки к контейнеру приварили. верхнюю крышку. Насыпная плотность стружки в контейнере составляла около 383.

Нагрев контейнера осуществляли в камерной печи при 1220 С, что состав- . ляло 0,8 температуры плавления материала контейнера, При этой температуре выдерживали контейнер до достижения в осевой зоне 0,4 температуры плавления сплава ХН6231П(Т10Б.

Брикетирование контейнера со струж" кой производили в жесткой пресс-форме на прессе усилием 2,0 ИН. Размеры полученных брикетов 20" 80" 200 мм при плотности материала в осевой зоне

58 . Всего было изготовлено 20 брикетов из стружки ХН62ВИ1(Т10Б, Nacca каждого брикета составила около 2 кг.

Изготовленные брикеры переплавили в индукционной печи с последующим применением вакуумно-дугового переплава. Из полученного слитка изготовили лопатки газотурбинных двигателей.

Брикетирование с плотностью ниже

40 приводит к разрушению брикетов при последующих их транспортировках к печам. Брикетирование с плотностью более 70Х нежелательно с точки зрения экономии энергозатрат при прессов ании.

Испытания предлагаемого способа проводили при граничных (опыты 2, 4, 7, 8, 11 и 12), запредельных (опыты

1, 5, 6, 9, 10 и 13) и оптимальных значениях параметров способа (опыт 3) °

Для получения сравнительных данных были проведены аналогично испытания известного способа (опыт 14).

Режимы проведения предлагаемого и известного способов и результаты испытаний приведены в таблице, Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемый способ приготовления шихты обеспечивает повышение производительности процесса на 70-90Х снижение энергозатрат на 20-40Х уменьшение потерь легирующих компонентов и ферросплавов.

Использование предлагаемого спосо-;1 ба приготовления шихты дпя выплавки

5 1547952 6 высоколеги ованных гированных сталей и сплавов рузку в металлический контейнер, наг- ". обеспечивает по сравнению с извест-, рев, брикетирование, о т л и ч а ю— ным способом более высокую производи- шийся тем что, с цель тельность процесса; уменьшение энер- . гозатрат при нагреве контейнеров со и ферросплавов и увелич ния и ерросплавов и увеличения проиэвостружкой и последующем брикетирова- дительности процесса, легирующие элении, уменьшение потерь легирующих менты и ферросплавы помещают в центкомпонентов и ферросплавов за счет ральную зону контейнера внутри стружразмещения их в осевой зоне контей- 10 ки, нагрев перед брикетированием нера. осуществляют в раэгерметизированном контейнере, помещенном в печь с .темф о р м у л а и з о б р е т е н н я пературой 0,75-0,90 температуры планления материала контейнера, и выдер15 живают при этой температуре до дости"

Способ подготовки шихты для вып- жения в осевой зоне температуры 0,3лавки высоколегированных сталей и 0,5 температуры плавления материала сплавов, включающий подготовку струж- стружки, а брикетирование ведут до ки, ее дробление, очистку от масел и плотности материала в осевой зоне других неметаллических примесей, заг- 20 40-70Х.

Режимы проведения испытаний

Результаты испытаний

Энерго- Результаты затраты, процесса ед

ПлотОтношение температуры печи к температуре плавления контейнера, т„,„ /т„

Производительность новть процесса, в осевой . зоне, ед. пературе плавления стружки, о с

58

58

58

58.

0,4 1,3

0,4 1,7

0,4 1,85

0,4 1,90

0,60

0,60

0,60

0,60

0,6

0,75

0,80

0,90

2

Подпп авлени е оболочки

Разрушение наг" ретого контейнера при транспортировке

Большие усилия. при брикетировании

0,4

0,98

0,80

0,8

2,2

0,2

О, 75

0,50

0,45

0,50

2,0

1,6

1,2

1,85

58

58

58

7

9

0,3

0,5

0,6

0,4

0,80

0,80

0,80

0,80

Большие потери на угар легирую" щих компонентов и ферросплавов

0,55

0,70

0,80 Большие усилия при брикетировании

1,85

),85

1,85

0,4

0,4

0,4

0,80

0,80

0,80

11

12

1,О

l,0

0,45

0,75