RU2405843C1 - Method for making high-quality instrument steels from wastes of instrument manufacture - Google Patents

Method for making high-quality instrument steels from wastes of instrument manufacture Download PDF

Info

Publication number
RU2405843C1
RU2405843C1 RU2009123655/02A RU2009123655A RU2405843C1 RU 2405843 C1 RU2405843 C1 RU 2405843C1 RU 2009123655/02 A RU2009123655/02 A RU 2009123655/02A RU 2009123655 A RU2009123655 A RU 2009123655A RU 2405843 C1 RU2405843 C1 RU 2405843C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
instrument
steel
remelting
steels
chips
Prior art date
Application number
RU2009123655/02A
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Альтман Виталий Александрович
Орлов Олег Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Альтман Виталий Александрович, Орлов Олег Иванович filed Critical Альтман Виталий Александрович
Priority to RU2009123655/02A priority Critical patent/RU2405843C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2405843C1 publication Critical patent/RU2405843C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method involves remelting of lump scrap of instrument steel in electric furnace so that consumable electrodes are obtained and their further remelting in electroslag remelting plant at simultaneous continuous supply of instrument steel chips of similar chemical composition to melting zone is performed.
EFFECT: invention allows melting ingots of instrument steel only from lump scrap and chips of instrument steels of the required chemical composition with increased level of physical and mechanical properties and operating characteristics.
1 ex, 1 dwg

Description

Критика аналогов и прототипаCriticism of analogues and prototype

Рациональное использование отходов, образующихся на инструментальных и машиностроительных заводах, является важнейшей проблемой. При этом из общего количества отходов, поступающих на базы Вторчермета, до 70% приходится на стружку. Стоимость катаного профиля наиболее распространенной быстрорежущей стали Р6М5 всего в 2,7-3,2 раза выше цены на стружку, что обусловливает необходимость эффективного использования образующихся кусковых и стружечных отходов для производства марочного металла.The rational use of waste generated at tool and machine-building plants is a major problem. At the same time, out of the total amount of waste arriving at Vtorchermet's bases, up to 70% is accounted for by shavings. The cost of a rolled profile of the most common high-speed steel P6M5 is only 2.7-3.2 times higher than the price of chips, which necessitates the efficient use of the resulting lump and chip waste for the production of gauge metal.

Существующая технология переработки кусковых и стружечных отходов инструментальных сталей является многоступенчатой и связана с большими энергозатратами: мелкогабаритную шихту плавят в дуговых электропечах и разливают в шихтовые слитки, которые затем используют уже при выплавке марочного металла. На этом переделе общий угар шихты составляет 6-12%, в том числе - вольфрама в среднем 15%, ванадия - 30%, молибдена - 10%. При этом следует учитывать, что стружка, обладающая низкой насыпной плотностью, на большинстве заводов не компактируется, что приводит к увеличению транспортных расходов и ее потере при перевалке и складировании [1, 2].The existing technology for processing lump and chip waste of tool steels is multistage and is associated with high energy consumption: a small-sized charge is melted in electric arc furnaces and poured into charge ingots, which are then used already for smelting steel. At this redistribution, the total waste of the charge is 6-12%, including tungsten on average 15%, vanadium - 30%, molybdenum - 10%. It should be borne in mind that chips with a low bulk density are not compacted at most plants, which leads to an increase in transportation costs and its loss during transshipment and storage [1, 2].

Разливка быстрорежущих сталей в сравнительно мелкие слитки, массой до 1000 кг, обусловливает значительные потери металла в обрезь и не обеспечивает получения высокого качества стали.The casting of high-speed steels into relatively small ingots, weighing up to 1000 kg, causes significant metal loss to the edge and does not provide high quality steel.

Анализ используемых в настоящее время способов производства высоколегированных сталей, таких как индукционная и электродуговая плавка, электрошлаковый переплав свидетельствует о преимуществах последнего способа, который может обеспечить:An analysis of the currently used methods for the production of high alloy steels, such as induction and electric arc melting, electroslag remelting, indicates the advantages of the latter method, which can provide:

- незначительный угар основных легирующих элементов быстрорежущих сталей, исключающий дополнительное долегирование при переплаве металла конечного химического состава;- insignificant fumes of the main alloying elements of high-speed steels, which excludes additional doping during metal remelting of a final chemical composition;

- бездефектную поверхность слитков, не требующую зачистки перед деформацией;- defect-free surface of ingots that does not require stripping before deformation;

- высокую химическую и структурную однородность металла при низком содержании примесей и газов;- high chemical and structural homogeneity of the metal with a low content of impurities and gases;

- увеличенный выход годного продукта за счет повышенной деформируемости слитка и снижения головной и донной обрези;- increased yield of the product due to increased deformability of the ingot and lower head and bottom trim;

- лучший комплекс физико-механических свойств по сравнению с металлом обычной выплавки.- the best complex of physico-mechanical properties compared to conventional smelting metal.

Быстрорежущая сталь электрошлаковой выплавки благодаря тонкой микроструктуре и равномерному распределению карбидной фазы, химической однородности и чистоте имеет более высокую пластичность, чем сталь обычной выплавки. Выход годных при ковке, например, электрошлаковых слитков стали PI8 составляет 80-93%, вместо 60-70% для слитков обычной выплавки [3].Due to the fine microstructure and uniform distribution of the carbide phase, chemical uniformity and purity, high-speed steel of electroslag smelting has higher ductility than steel of ordinary smelting. The yield for forging, for example, of electroslag ingots of PI8 steel is 80-93%, instead of 60-70% for ingots of conventional smelting [3].

Описанные преимущества инструментальных сталей, выплавленных методом ЭШП, относятся только к использованию компактных (литых или деформированных) расходуемых электродов. Такой материал как стружка, отличающийся повышенной загрязненностью, развитой удельной поверхностью, малым насыпным весом может внести существенные коррективы в технологию выплавки. Связь между качеством металла и технологией его выплавки представляется очевидной, поэтому основополагающее значение имеет выбор рациональной схемы ЭШП стружки.The described advantages of tool steels smelted using the ESR method apply only to the use of compact (cast or deformed) consumable electrodes. Such material as chips, characterized by increased contamination, developed specific surface area, low bulk density, can make significant adjustments to the smelting technology. The connection between the quality of the metal and the technology of its smelting seems obvious, therefore, the choice of a rational scheme of chip ESR is of fundamental importance.

Задачей данного изобретения является производство высококачественной инструментальной стали, основанное на полном (100%) использовании для выплавки кускового лома и стружки инструментальных сталей.The objective of the invention is the production of high quality tool steel, based on the full (100%) use for the smelting of scrap and chip steel.

Для решения указанной задачи при выплавке стали используют отходы инструментального производства, на 100% состоящие из пускового ложа и стружки, при этом осуществляют переплав в электропечи кускового лома инструментального производства с получением расходуемых электродов и их последующий переплав в установке электрошлакового переплава при одновременной непрерывной подаче в зону плавления стружки инструментального производства аналогичного химического состава.To solve this problem, steelmaking uses tool production waste, 100% consisting of a start bed and shavings, while melting it in an electric furnace of lump scrap of tool production to produce consumable electrodes and their subsequent remelting in an electroslag remelting unit with simultaneous continuous supply to the zone melting chips of instrumental production of a similar chemical composition.

Предлагается следующая технологическая схема производства инструментальных сталей с использованием кусковых отходов и стружки, образующихся в инструментальном производстве:The following flow chart is proposed for the production of tool steels using lumpy waste and shavings generated in tool production:

1. Переплав в электродуговой или индукционной печи кусковых отходов инструментального производства с необходимым доведением расплава дополнительным легированием до требуемого химического состава, например, стали Р6М5.1. Remelting in the electric arc or induction furnace of lumpy waste of tool production with the necessary bringing the melt by additional alloying to the required chemical composition, for example, steel P6M5.

2. Разливка выплавленной стали Р6М5 в кокиль для получения расходуемого электрода для последующего электрошлакового переплава.2. Casting of melted P6M5 steel into a chill mold to obtain a consumable electrode for subsequent electroslag remelting.

3. Переплав расходуемого электрода на установке ЭШП, позволяющей одновременно подавать в зону плавления и переплавлять стружку инструментальной стали (например, той же стали Р6М5) с получением в результате готового слитка ЭШП (например, диам. до 125 мм) конечного химического состава (например, стали Р6М5).3. Remelting of the consumable electrode at the ESR unit, which allows simultaneously feeding chips of tool steel (for example, the same steel P6M5) into the melting zone and remelting to obtain a final chemical composition (for example, diameter up to 125 mm) of the finished ESR ingot (for example, steel P6M5).

Для реализации электрошлакового переплава инструментальной стружки предлагается конструкция установки ЭШП, принципиальная схема которой представлена на чертеже.For the implementation of electroslag remelting of tool chips, a design of the ESR installation is proposed, the schematic diagram of which is shown in the drawing.

Из бункера 1 стружка по наклонному желобу 2 через промежуточную воронку 3 подается на весовой дозатор 4, а затем через вибрационную воронку дозатора 5 поступает в кристаллизатор 8, где осуществляется ее плавление электродом 6. Для подачи стружки в кристаллизатор можно использовать, например, весовой дозатор ДН-21У с ленточным питателем. Производительность дозирования стружки может меняться в пределах 30-160 кг/час.From the hopper 1, the chips along the inclined chute 2 through the intermediate funnel 3 are fed to the weighing batcher 4, and then through the vibratory funnel of the batcher 5 it enters the mold 8, where it is melted by the electrode 6. To supply the chips to the crystallizer, for example, a weighing batcher DN -21U with belt feeder. Chip dosing performance can vary between 30-160 kg / h.

Установка для ЭШП стружки может быть смонтирована на базе серийного аппарата для электрошлаковой сварки и наплавки А - 550Ц с источниками питания - однофазными трансформаторами ТСД - 2000.The installation for ESR chips can be mounted on the basis of a serial apparatus for electroslag welding and surfacing A - 550C with power sources - single-phase transformers TSD - 2000.

Переплав возможно производить в кристаллизаторы диам. 125 мм, кв. 125 мм, сутунку 120×180 мм.It is possible to produce remelting in diam. 125 mm sq. 125 mm, slider 120 × 180 mm.

Для переплава могут быть использованы электроды диам. 40-60 мм.For remelting, dia electrodes can be used. 40-60 mm.

При этом для получения качественного слитка количество используемой для переплава стружки не должно превышать 60-70% от массы получаемого слитка ЭШП.At the same time, to obtain a quality ingot, the amount of chips used for remelting should not exceed 60-70% of the mass of the obtained ESR ingot.

Пример осуществления способаAn example of the method

Предложенная технология была реализована на стандартной электрошлаковой печи типа А-550, оборудованной системой дозирования и подачи стружки (в соответствии с чертежом). Плавки стали Р6М5 проводили в кристаллизаторе ЭШП диам. 125 мм с использованием литого электрода диам. 50 мм, выплавленного в дуговой электропечи с использованием 100% кусковых отходов инструментального производства и введением из дозатора в процессе переплава стружки стали Р6М5.The proposed technology was implemented on a standard electroslag furnace type A-550, equipped with a dosing and supply chip system (in accordance with the drawing). Smelting of steel P6M5 was carried out in an ESR mold of diameter. 125 mm using cast electrode dia. 50 mm, melted in an electric arc furnace using 100% lumpy waste of tool production and the introduction of P6M5 steel shavings from the batcher during remelting.

Ниже представлены результаты испытаний полученного металла:Below are the test results of the obtained metal:

Химический составChemical composition

Содержание элементов, %The content of elements,% СFROM WW МоMo CrCr VV СтружкаShavings 0,910.91 6,16.1 5,25.2 4,14.1 2,02.0 Слиток ЭШПESR ingot 0.92-0,950.92-0.95 5,75-5,855.75-5.85 4,8-4,954.8-4.95 4,04.0 1,85-1,901.85-1.90

Свойства кованой стали Р6М5Properties of forged steel P6M5

Твердость закаленной и отпущенной стали, HRcHardness of hardened and tempered steel, HRc Изгибная прочность, мПаBending strength, MPa Уд. вязкость, кДж/м2 Beats viscosity, kJ / m 2 62-6462-64 3130-32303130-3230 245-274245-274

Электрошлаковая быстрорежущая сталь Р6М5, полученная переплавом стружки, характеризуется отсутствием дефектов ликвационного происхождения, плотной бездефектной макроструктурой, микрокристаллическим строением и структурной однородностью.Electroslag high-speed steel P6M5, obtained by remelting chips, is characterized by the absence of defects of liquation origin, a dense defect-free macrostructure, microcrystalline structure and structural homogeneity.

Проведены сравнительные испытания инструмента (сверло диам. 20 мм), изготовленного из стандартной стали Р6М5 электродуговой выплавки и из стали, полученной электрошлаковым переплавом стружки Р6М5. Изготовлено и испытано 10 сверл при обработке сталей из стали 40Х.Comparative tests of the tool (drill with a diameter of 20 mm) made of standard steel P6M5 for electric arc smelting and steel obtained by electroslag remelting of chip P6M5 were carried out. 10 drills were manufactured and tested in the processing of steel from 40X steel.

При аналогичных режимах резания средняя стойкость опытного сверла между переточками составляла 200 мин, стандартного - 190 мин.Under similar cutting conditions, the average resistance of the experimental drill between regrinding was 200 minutes, standard - 190 minutes.

Таким образом, предложенный метод электрошлакового переплава стружки позволяет получать инструментальную сталь, полностью отвечающую всем требованиям, предъявляемым к серийной инструментальной продукции.Thus, the proposed method of electroslag remelting of chips allows producing tool steel that fully meets all the requirements for serial tool production.

ЛитератураLiterature

1. Иванов В.Г. и др. Переплав стружки быстрорежущих сталей. Металлург. 1975. №4, с.25-26.1. Ivanov V.G. and others. Remelting shavings of high-speed steels. Metallurgist. 1975. No4, p.25-26.

2. Строганов А.И. и др. Потери вольфрама при производстве быстрорежущей стали. Металлург, 1971. №1, с.30-33.2. Stroganov A.I. et al. Losses of tungsten in the production of high speed steel. Metallurg, 1971. No. 1, pp. 30-33.

3. Мошкевич Л.Д. и др. О качестве быстрорежущей стали электрошлакового переплава. Сталь, 1977. №3., с.219-233.3. Moshkevich L.D. and others. On the quality of high-speed steel electroslag remelting. Steel, 1977. No. 3., S. 219-233.

Claims (1)

Способ выплавки слитка инструментальной стали из отходов инструментального производства, характеризующийся тем, что осуществляют переплав отходов, на 100% состоящих из кускового лома и стружки инструментальных сталей, при этом переплав кускового лома инструментальной стали осуществляют в электропечи с получением расходуемых электродов, которые затем переплавляют в установке электрошлакового переплава при одновременной непрерывной подаче в зону плавления стружки инструментальной стали аналогичного химического состава. A method of smelting a tool steel ingot from tool production waste, characterized in that the waste is 100% melted out of lump scrap and tool steel shavings, while the tool steel lump is remelted in an electric furnace to produce consumable electrodes, which are then remelted in the installation electroslag remelting with simultaneous continuous supply of tool steel with a similar chemical composition to the melting zone.
RU2009123655/02A 2009-06-23 2009-06-23 Method for making high-quality instrument steels from wastes of instrument manufacture RU2405843C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009123655/02A RU2405843C1 (en) 2009-06-23 2009-06-23 Method for making high-quality instrument steels from wastes of instrument manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009123655/02A RU2405843C1 (en) 2009-06-23 2009-06-23 Method for making high-quality instrument steels from wastes of instrument manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2405843C1 true RU2405843C1 (en) 2010-12-10

Family

ID=46306445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009123655/02A RU2405843C1 (en) 2009-06-23 2009-06-23 Method for making high-quality instrument steels from wastes of instrument manufacture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2405843C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602579C1 (en) * 2015-10-26 2016-11-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method for production of high-speed steel from wastes of worn-out cutting tool
RU2603409C2 (en) * 2015-04-17 2016-11-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Electroslag remelting furnace with hollow nonconsumable electrode

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603409C2 (en) * 2015-04-17 2016-11-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Electroslag remelting furnace with hollow nonconsumable electrode
RU2602579C1 (en) * 2015-10-26 2016-11-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method for production of high-speed steel from wastes of worn-out cutting tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102418042B (en) Novel manufacturing process of phi 300 mm-phi 700 mm high-carbon high-chromium cold-working die steel forged round steel
CN101713489B (en) Forged product and crankshaft manufactured from it
CN110760718B (en) Preparation method of high-tungsten high-cobalt nickel alloy high-purity fine-grain bar
CN109047600B (en) Forging method of cold-rolled roller blank
CN103789656B (en) High manganese wear-resistant steel of a kind of tungstenic-chromium-vanadium and preparation method thereof
CN1686666A (en) Production method of large high chromium steel cold roll blank
CN102925783A (en) Method for preparing hypereutectic high chromium white cast iron
CN113249547B (en) Smelting method for refining inclusions in H13 hot work die steel
CN111593225A (en) Preparation method for improving strength of chromium-zirconium-copper bar
CN108034791A (en) A kind of method for smelting micro alloyed steel
CN102796926A (en) High-strength aluminum alloy round pipe and manufacturing method thereof
CN106636861A (en) Preparation process of high alloy hot work die steel
CN104004955B (en) The manufacture method of high performance jetting steel
CN113862520B (en) GH4720Li high-temperature alloy for aero-engine forged blade, preparation method and application thereof, and alloy ingot
RU2405843C1 (en) Method for making high-quality instrument steels from wastes of instrument manufacture
CN110016537A (en) A kind of production method of plastic mould steel refining ingot casting low-sulfur, phosphorus and low inclusion content
GB2302551A (en) Improvements on or relating to alloys
CN1664961A (en) Copper wire and method and device for manufacturing copper wire
CN101284305B (en) High manganese steel casting grain refinement casting technique
RU2699887C1 (en) Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis
Shi et al. Effect of mold rotation on the bifilar electroslag remelting process
CN104646955A (en) Method for preparing 20CrNi4 piercing plug
CN114231804A (en) 7050 alloy ingot casting material and preparation method thereof
CN109055792B (en) Method for preparing Al-Ti-C intermediate alloy
CN106702285A (en) Steel for fluid end of fracturing pump, and preparation process thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110329

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110624