Способ обогрева верхней части слитков из азотсодержащих сталей и сплавов

Способ обогрева верхней части слитков из азотсодержащих сталей и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик и11 964018 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2411.80 (21) 3007505/22-02 с присоединением заявки Но(23) Приоритет—

Опубликовано 07,10.82,Бюллетень М 37

Дата опубликования описания 03. 02. 83 (ЩМ Кл з

С 22 В 9/22

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) Vga 621. 745. 5 (088.8) Н.В.Летников, Г.Н.Окороков, Н.Н Булычева, И

В.Ф.Тужиков, А.Б.Гарчев, В.В.Чернышев, В.С.

В.М.Губин и М.N,.Êëþåâ

Савбстьянов, " =-тионов

"а ;1, .)

Э

Е, : ъ

ЯФ 1; о- -:-

Ъ:r. (72) Авторы изобретения

Центральный ордена Трудового Красного Знамени исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБОГРЕВ ВЕРХНЕЙ ЧА3 ТИ СЛИТКОВ

ИЗ АЗОТСОПЕРЖА1ЩИХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к области металлургии, а именно к методам по-, лучения слитков иэ азотсодержащих сталей и сплавов, получаемых разливкой в изложницу или кристаллизатор.

Обогрев верхней части слитков при их эатвердевании в изложнице нсполь;зуют для предотвращения дефектов, вызванных усадкой металла при его кристаллизации.

Известен способ обогрева верхней части слитков, включающий подачу флюса на расплавленную поверхность слитка, подогрев флюса нерасходуемым электродом или плазматроном и снижение мощности подогрева до эатвердевания слитка (1).

В случае обогрева слитков иэ аэотсодержащих сталей и сплавов данным способом происходит взаимодействие флюса с азотом в .сплаве, что приводит к отклонению содержания азота в верхней части слитка от заданного.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обогрева слитков из азотсодержащих сталей и сплавов плазменной дугой, включающий подачу плаэмообразующего газа азота и аргона и снижение тока плазменной дуги до затвердевания слитка (2 1.

Однако в данном способе наблюдается снижение содержания азота в верхней обогреваемой части слитка, вслед ствие постепенной дегазации сплава в процессе обогрева. Это является причиной брака верхней части слитка

1тт по химическому составу, что приводит к потерям металла..

Целью изобретения является повышение выхода годного металла.

Указанная цель достигается тем, что в способе обогрева верхней части слитков из азотсодержащих сталей и сплавов плазменной дугой, включающем подачу плаэмообраэующего газа азота

20 и аргона и снижение тока плазменной дуги до затвердевания слитка, соглас но изобретению обогрев ведут в три периода с уменьшением содержания азота в плазмообразующем газе одновременно со снижением тока плазменной

25 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

Содержание азота в плаз мообразующем газе,Ъ

РМ эксперимента

ПериОД обогрева

Однородность структуры

Ликвация азота и других элементов

100

Структура однородна

Ликвации нет 70

Обнаружено отклонение по содержанию азота в верхней части и в середине слитка

90 то же

30-40

Обнаружено отклонение по содержанию азота в верхней части и в середине слитка

Структура однородна

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 растворимости в аэотсодержащих сталях ука- 5 эанного состава.

С понижением температуры расплава сталей типа.20Х17НЗМ2А77ГС2 и началом кристаллизации металла растворимость азота в металле понижается. Следова- щ тельно, чтобы иметь однородную (беспузырчатую) структуру слитка, необходимо вести процесс обогрева прибыли таким образом, чтобы поступление азота с плаэмообразующим газом в

35 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% (остальное аргон).

Ступенчатое снижение содержания азота в плазмообразующем газе в сочетании с уменьшением тока плазменной дуги приводит к ступенчатому изменению мощности, вводимой на ванну металла в верхней части слитка. Это сопровождается быстрым затвердеванием металла с фикса ией содержания азота в двухфазной области формирующейся корочки слитка. Тем самым достигается высокая однородность верх ней части слитка как по химическому составу, так и по структуре, Изобретение опробовано в заводских условиях на стенде для плазменнодугового обогрева верхней части слитков.

Обогревали слитки развесом 1200 кг ток дуги 1000-2000 A. Диаметр изложницы (по верхнему сечению ) 300 мм.

Й таблице приведены результаты экспериментов по обогреву верхней части слитков при изменении тока дуги на 1 см обогреваемой поверхности в первый период обогрева

5 10 — 10 7 /мин, во второй период

10" -2 10 A/Mèí, в третий 2 10 —

3 i10 +A/мин. Первый период составлял 25% всего времени обработки, второй 50%, третий 25Ъ. Начальный ток дуги 1200 A.

Характеристика головной части слитка

964018

Формула изобретения

Составитель В.Каринский

Редактор Н.Коляда Техред Т.Фанта Корректор И.Шулла

Заказ 267/3 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ч

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Использование изобретения обесспечивает повышение выхода годного металла на 4-6Ъ и достижение эконо мии до 300 руб. на 1 т слитков.

Способ обогрева верхней части слитков иэ азотсодержащ х сталей .и сплавов плазменной дугой, включаю- . 30 щий подачу плаэмообразующего газа азота и аргона и снижение тока плазменной дуги до затвердевания слитка, отличающийся тем, что, с аелью повышения выхода годного металла, обогрев ведут в три периода с уменьшением содержания азота в плазмообразующем газе одновременно со снижением тока плазменной дуги, причем в первый период, составляющий 20-30% времени обогрева, подают 100% азота, во второй период, составляющий 50-609 времени обогрева, подают 70% азота, в последний период подают 20-30% азота.

Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3916978, кл. 164-52, опублик. 1975.

2. Летников Н.В. и др. "Производственно-технический бюллетень", 1974, 9 7-9.