RU2485188C1 - Bimetallic ingot obtaining method - Google Patents

Bimetallic ingot obtaining method Download PDF

Info

Publication number
RU2485188C1
RU2485188C1 RU2011145924/02A RU2011145924A RU2485188C1 RU 2485188 C1 RU2485188 C1 RU 2485188C1 RU 2011145924/02 A RU2011145924/02 A RU 2011145924/02A RU 2011145924 A RU2011145924 A RU 2011145924A RU 2485188 C1 RU2485188 C1 RU 2485188C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bimetallic
ingot
steel
arsenic
thickness
Prior art date
Application number
RU2011145924/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011145924A (en
Inventor
Александр Иванович Зайцев
Ирина Гавриловна Родионова
Александр Александрович Павлов
Андрей Владимирович Амежнов
Ольга Николаевна Бакланова
Анатолий Васильевич Голованов
Сергей Валерьевич Ящук
Глеб Владиславович Семернин
Галина Владимировна Брюнина
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority to RU2011145924/02A priority Critical patent/RU2485188C1/en
Publication of RU2011145924A publication Critical patent/RU2011145924A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2485188C1 publication Critical patent/RU2485188C1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: proposed method involves arrangement of a steel workpiece with a gap from a crystalliser wall as the main layer of a bimetallic ingot; consumable electrodes from corrosion resistant steel are installed in that gap, a slag bath is built and consumable electrodes are molten in it with formation of a clad layer, the thickness of which is 5-30% of total thickness of bimetallic ingot at values of electric resistance of the slag bath at the interval of 3.5-5.0 mOhm, further slow cooling of the ingot; at that, a low-alloyed steel workpiece is used, which contains the following, wt %: carbon 0.05-0.25, silicon 0.01-0.80, manganese 0.20-1.60, phosphorus of not more than 0.025, sulphur of not more than 0.020, arsenic of not more than 0.015, iron and inevitable impurities are the rest, and as inevitable impurities, there used is one or several elements chosen from the group containing zinc, stannum, plumbum, antimony in the amount of 0.001-0.02% each.
EFFECT: invention allows increasing strength and uniformity of connection of layers, corrosion resistance and quality of clad layer surface at maintaining strength characteristics, impact strength of bimetallic rolled metal at normal and decreased temperatures, uniform thickness of layers.
2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к области специальной электрометаллургии, а именно к производству биметаллических слитков с использованием электрошлаковой технологии.The invention relates to metallurgy, and more particularly to the field of special electrometallurgy, namely to the production of bimetallic ingots using electroslag technology.

Биметаллические слитки, состоящие из основного слоя из углеродистой, низколегированной или легированной стали и наплавленного (плакирующего) слоя из коррозионно-стойкой стали, предназначены для последующей прокатки на биметаллические полосы и листы. Основными требованиями, предъявляемыми к таким слиткам, являются высокая прочность и гарантированная сплошность соединения слоев, равномерность толщины наплавленного слоя и его высокая коррозионная стойкость при удовлетворительном качестве поверхности. Требования, предъявляемые к геометрическим размерам - сравнительно низкие значения толщины слитка и высокие значения его ширины, что облегчает последующую прокатку слитков на листы определенного размера, то есть повышает технологичность и приводит к снижению стоимости.Bimetallic ingots, consisting of a base layer of carbon, low alloy or alloy steel and a deposited (cladding) layer of corrosion-resistant steel, are intended for subsequent rolling on bimetallic strips and sheets. The main requirements for such ingots are high strength and guaranteed continuity of the connection of layers, uniform thickness of the deposited layer and its high corrosion resistance with satisfactory surface quality. The requirements for geometric dimensions are relatively low values of the thickness of the ingot and high values of its width, which facilitates the subsequent rolling of the ingots onto sheets of a certain size, that is, it increases manufacturability and reduces cost.

Известен способ получения биметаллического слитка с плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали, включающий размещение в кристаллизаторе с зазором от одной из его стенок металлической заготовки, являющейся одним из слоев биметаллического слитка, установку расходуемого электрода в этом зазоре, наведение в зазоре шлаковой ванны и переплав в ней расходуемого электрода с формированием наплавленного слоя биметаллического слитка со скоростью, устанавливаемой в зависимости от величины зазора (H1) и толщины заготовки (H2) по математическому выражению Vф=3,6(1-0,3H1/H2)±0,3, кг/мин, при электросопротивлении шлаковой ванны, определяемом из математической зависимости R=2,5B1B2±0,2, где R - электросопротивление шлаковой ванны, мОм; B1 - ширина электрода, мм; B2 - ширина заготовки, мм.A known method of producing a bimetallic ingot with a cladding layer of corrosion-resistant steel, comprising placing in the mold with a gap from one of its walls a metal billet, which is one of the layers of the bimetallic ingot, installing a consumable electrode in this gap, pointing the slag bath in the gap and remelting it in it consumable electrode to form a deposited layer bimetallic ingot at a rate that is set depending on the magnitude of the clearance (H 1) and the workpiece thickness (H 2) mathematically mu V expression f = 3,6 (1-0,3H 1 / H 2) ± 0,3, kg / min, and the electric resistance of the slag bath, determined from the mathematical relationship R = 2,5B 1 B 2 ± 0,2, where R is the electrical resistance of the slag bath, mOhm; B 1 - the width of the electrode, mm; B 2 - the width of the workpiece, mm

(Патент РФ №2087561, МПК С22В 9/18, опубл. 20.08.1997 г.)(RF patent No. 2087561, IPC С22В 9/18, publ. 08/20/1997)

Способ обеспечивает равномерность толщины и химического состава наплавленного слоя при удовлетворительном качестве поверхности при наплавке заготовок толщиной более 350 мм и шириной менее 1000 мм. Однако его использование для получения биметаллических заготовок толщиной менее 350 мм и шириной более 1000 мм, более технологичных при производстве биметаллических листов, не обеспечивает требуемого качества соединения слоев: имеют место расслои или зоны с низкой прочностью сцепления слоев. При последующей прокатке таких слитков на листы возможно образование значительных по площади отслоений плакирующего слоя.The method provides uniformity of thickness and chemical composition of the deposited layer with satisfactory surface quality during surfacing of workpieces with a thickness of more than 350 mm and a width of less than 1000 mm. However, its use to obtain bimetallic billets with a thickness of less than 350 mm and a width of more than 1000 mm, more technologically advanced in the production of bimetallic sheets, does not provide the required quality of the connection of layers: there are delays or zones with low adhesion layers. Subsequent rolling of such ingots onto sheets may result in the formation of a significant area of delamination of the clad layer.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ получения биметаллического слитка с плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали, включающий размещение стальной заготовки, являющейся основным слоем биметаллического слитка, с зазором от стенки кристаллизатора, установку в этом зазоре расходуемых электродов из коррозионно-стойкой стали, наведение шлаковой ванны и переплав в ней расходуемых электродов с формированием плакирующего слоя, толщина которого составляет 5-30% от общей толщины биметаллического слитка при значениях электросопротивления шлаковой ванны в интервале 3,5-5,0 мОм, последующее охлаждение слитка, при этом основной слой изготавливают из легированной стали, содержащей, мас.%: углерод - 0,05-0,25, кремний - 0,01-0,50, марганец - 0,20-0,60, фосфор - не более 0,025, сера - не более 0,020, хром - 0,7-2,5, молибден - 0,2-1,0, железо и неизбежные примеси, в том числе мышьяк - остальное, переплав расходуемых электродов при содержании мышьяка в стали основного слоя менее 0,005% ведут при величине тока 9,0-10,0 кА, а при содержании мышьяка не менее 0,005% - при величине тока, назначаемой в соответствии с выражениемThe closest analogue of the claimed invention is a method for producing a bimetallic ingot with a cladding layer of corrosion-resistant steel, comprising placing a steel billet, which is the main layer of a bimetallic ingot, with a gap from the mold wall, installing consumable electrodes from corrosion-resistant steel in this gap, and slag guidance baths and remelting consumable electrodes in it with the formation of a clad layer, the thickness of which is 5-30% of the total thickness of the bimetallic ingot at the electrical resistance of the slag bath in the range of 3.5-5.0 mOhm, the subsequent cooling of the ingot, while the main layer is made of alloy steel, containing, wt.%: carbon - 0.05-0.25, silicon - 0.01- 0.50, manganese - 0.20-0.60, phosphorus - not more than 0.025, sulfur - not more than 0.020, chromium - 0.7-2.5, molybdenum - 0.2-1.0, iron and inevitable impurities , including arsenic - the rest, remelting of consumable electrodes when the arsenic content in the steel of the base layer is less than 0.005% is carried out at a current value of 9.0-10.0 kA, and when the arsenic content is at least 0.005% - at a current value assigned in sponds with the expression

Figure 00000001
Figure 00000001

где I - величина тока на каждом расходуемом электроде, кА,where I is the magnitude of the current at each consumable electrode, kA,

(As) - содержание мышьяка в стали, мас.%,(As) - arsenic content in steel, wt.%,

а охлаждение биметаллического слитка проводят замедленно для обеспечения скорости охлаждения на поверхности плакирующего слоя при температурах ниже 500°С не более 50°С в час;and the cooling of the bimetallic ingot is carried out slowly to ensure the cooling rate on the surface of the cladding layer at temperatures below 500 ° C not more than 50 ° C per hour;

как вариант, основной слой изготавливают из низколегированной стали, содержащей, мас.%: углерод - 0,05-0,25, кремний - 0,01-0,80, марганец - 0,20-1,60, фосфор - не более 0,025, сера - не более 0,020, железо и неизбежные примеси, в том числе мышьяк - остальное, переплав расходуемых электродов при содержании мышьяка в стали основного слоя менее 0,005% ведут при величине тока 8,0-10,0 кА, а при содержании мышьяка не менее 0,005% - при величине тока, назначаемой в соответствии с выражениемas an option, the main layer is made of low alloy steel, containing, wt.%: carbon - 0.05-0.25, silicon - 0.01-0.80, manganese - 0.20-1.60, phosphorus - not more than 0.025, sulfur - not more than 0.020, iron and inevitable impurities, including arsenic - the rest, remelting of consumable electrodes when the arsenic content in the steel of the base layer is less than 0.005% is carried out at a current value of 8.0-10.0 kA, and with arsenic content not less than 0.005% - at a current value assigned in accordance with the expression

Figure 00000002
Figure 00000002

где I - величина тока на каждом расходуемом электроде, кА,where I is the magnitude of the current at each consumable electrode, kA,

(As) - содержание мышьяка в стали, мас.%,(As) - arsenic content in steel, wt.%,

а охлаждение биметаллического слитка проводят замедленно для обеспечения скорости охлаждения на поверхности плакирующего слоя при температурах ниже 500°С не более 50°С в час.and the cooling of the bimetallic ingot is carried out slowly to ensure the cooling rate on the surface of the cladding layer at temperatures below 500 ° C not more than 50 ° C per hour.

(Патент РФ №2255994, МПК С22В 9/18, опубл. 10.07.2005 г., второй вариант-прототип.)(RF patent №2255994, IPC С22В 9/18, publ. July 10, 2005, the second option is a prototype.)

Способ направлен на обеспечение высокого качества биметаллических слитков, в стали основного слоя которых в качестве примесей содержится мышьяк. При этом в слитках и в листах, получаемых последующей прокаткой слитков, обеспечиваются высокая прочность и гарантированная сплошность соединения слоев, равномерная толщина каждого слоя, высокая коррозионная стойкость, прочностные характеристики, в том числе при повышенных температурах, и удовлетворительное качество поверхности плакирующего слоя.The method is aimed at ensuring high quality bimetallic ingots, in the steel of the main layer of which arsenic is contained as impurities. Moreover, in ingots and in sheets obtained by subsequent rolling of ingots, high strength and guaranteed continuity of the connection of the layers, uniform thickness of each layer, high corrosion resistance, strength characteristics, including at elevated temperatures, and satisfactory surface quality of the clad layer are provided.

Однако при наличии в стали основного слоя не только мышьяка в количестве 0,005% и более, но также цинка, свинца, олова и сурьмы в количестве более 0,001% наблюдается снижение качества соединения слоев, появление расслоений, выявляемых ультразвуковым контролем (УЗК), качества поверхности и коррозионной стойкости плакирующего слоя из-за загрязнения плакирующего слоя шлаковыми включениями. Причем снижение указанных характеристик наблюдается тем в большей степени, чем выше содержание указанных элементов. В то же время современные технологии производства стали характеризуются увеличением объемов использования в качестве шихты металлолома, образующегося при утилизации современных машин и оборудования, с повышенным содержанием примесей цветных металлов. Это приводит к повышенному содержанию в стали указанных элементов, особенно цинка - до 0,01% и более. Использование шихты повышенной чистоты с целью снижения содержания рассматриваемых примесей приводит к существенному удорожанию металлопродукции.However, if the main layer in the steel contains not only arsenic in an amount of 0.005% or more, but also zinc, lead, tin and antimony in an amount of more than 0.001%, a decrease in the quality of the connection of the layers, the appearance of delamination detected by ultrasonic testing (ultrasonic testing), surface quality and corrosion resistance of the cladding layer due to contamination of the cladding layer with slag inclusions. Moreover, the decrease in these characteristics is observed to a greater extent, the higher the content of these elements. At the same time, modern steel production technologies are characterized by an increase in the use of scrap metal as a mixture formed during the utilization of modern machinery and equipment with a high content of non-ferrous metal impurities. This leads to an increased content in the steel of these elements, especially zinc - up to 0.01% or more. The use of a charge of high purity in order to reduce the content of the considered impurities leads to a significant increase in the cost of metal products.

Задача, решаемая с помощью данного изобретения, заключается в обеспечении высокого качества биметаллических слитков, в том числе предназначенных для последующей прокатки на листы: высокой прочности и гарантированной сплошности соединения слоев, равномерной толщины, высокой коррозионной стойкости, прочностных характеристик, ударной вязкости при пониженных температурах, удовлетворительного качества поверхности плакирующего слоя, при низкой стоимости металлопродукции.The problem solved by this invention is to provide high quality bimetallic ingots, including those intended for subsequent rolling onto sheets: high strength and guaranteed continuity of the connection of the layers, uniform thickness, high corrosion resistance, strength characteristics, impact strength at low temperatures, satisfactory surface quality of the cladding layer, at a low cost of metal products.

Техническим результатом данного изобретения является повышение прочности и сплошности соединения слоев, коррозионной стойкости и качества поверхности плакирующего слоя при сохранении прочностных характеристик и ударной вязкости биметаллического проката при пониженных температурах, равномерной толщины слоев, низкой стоимости металлопродукции.The technical result of this invention is to increase the strength and continuity of the connection of the layers, corrosion resistance and surface quality of the cladding layer while maintaining the strength characteristics and toughness of bimetal rolled products at low temperatures, uniform thickness of layers, low cost of metal products.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения биметаллического слитка с плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали, включающем размещение в качестве основного слоя биметаллического слитка стальной заготовки с зазором от стенки кристаллизатора, установку в этом зазоре расходуемых электродов из коррозионно-стойкой стали, наведение шлаковой ванны и переплав в ней расходуемых электродов с формированием плакирующего слоя, толщина которого составляет 5-30% от общей толщины биметаллического слитка при значениях электросопротивления шлаковой ванны в интервале 3,5-5,0 мОм, последующее замедленное охлаждение слитка, при этом используют заготовку из низколегированной стали, содержащей, мас.%: углерод 0,05-0,25, кремний 0,01-0,80, марганец 0,20-1,60, фосфор не более 0,025, серу не более 0,020, мышьяк не более 0,015, железо и неизбежные примеси - остальное, а в качестве неизбежных примесей - один или несколько из элементов, выбранных из группы, цинк, олово, свинец, сурьма - в количестве 0,001-0,02% каждого, а переплав расходуемых электродов ведут при напряжении, назначаемом в соответствии с уравнениемThe technical result is achieved by the fact that in the known method for producing a bimetallic ingot with a cladding layer of corrosion-resistant steel, comprising placing as a main layer of a bimetallic ingot a steel billet with a gap from the mold wall, installing consumable electrodes from corrosion-resistant steel in this gap, pointing slag bath and remelting of consumable electrodes in it with the formation of a cladding layer, the thickness of which is 5-30% of the total thickness of the bimetallic ingot at a value the electrical resistance of the slag bath in the range of 3.5-5.0 mOhm, the subsequent delayed cooling of the ingot, while using a billet of low alloy steel containing, wt.%: carbon 0.05-0.25, silicon 0.01-0, 80, manganese 0.20-1.60, phosphorus no more than 0.025, sulfur no more than 0.020, arsenic no more than 0.015, iron and inevitable impurities - the rest, and as inevitable impurities - one or more of the elements selected from the group, zinc , tin, lead, antimony - in an amount of 0.001-0.02% of each, and remelting of the consumable electrodes is carried out at a voltage assigned in accordance with tvii with equation

Figure 00000003
Figure 00000003

где U - напряжение, вольт,where U is the voltage, volt,

|Zn|, |Sn|, |As|, |Pb|, |Sb| - абсолютная величина содержания цинка, олова, мышьяка, свинца и сурьмы соответственно.| Zn |, | Sn |, | As |, | Pb |, | Sb | - the absolute value of the content of zinc, tin, arsenic, lead and antimony, respectively.

Суть предложения заключается в следующем.The essence of the proposal is as follows.

Определенный химический состав стали основного слоя играет решающую роль в обеспечении механических свойств двухслойной стали и изделий из нее - прочности, ударной вязкости, в том числе при пониженных температурах, вязкости, а также свариваемости.The specific chemical composition of the steel of the base layer plays a decisive role in ensuring the mechanical properties of two-layer steel and its products - strength, impact strength, including at low temperatures, toughness, and weldability.

Низколегированная сталь предназначена для эксплуатации при более низких температурах, чем легированная. Требуемый комплекс механических характеристик двухслойных листов с основным слоем из низколегированной стали обеспечивается содержанием основных легирующих элементов - углерода, кремния и марганца в предлагаемых пределах.Low alloy steel is designed to operate at lower temperatures than alloy steel. The required set of mechanical characteristics of two-layer sheets with a base layer of low alloy steel is provided by the content of the main alloying elements - carbon, silicon and manganese within the proposed range.

При меньшем содержании основных легирующих элементов может быть не обеспечен необходимый уровень прочности, при более высоком их содержании возможно снижение вязкости и свариваемости.With a lower content of the main alloying elements, the necessary level of strength may not be provided, with a higher content of them, a decrease in viscosity and weldability is possible.

Ограничение содержания фосфора и серы также связано с необходимостью обеспечить определенный уровень вязкости и свариваемости.Limiting the content of phosphorus and sulfur is also associated with the need to provide a certain level of viscosity and weldability.

Равномерная толщина, химический состав и высокая прочность и сплошность соединения слоев в биметаллическом слитке достигаются путем обеспечения определенной и равномерной глубины проплавления, как правило, от 3 до 10 мм. Важным параметром электрошлакового переплава, определяющим глубину проплавления заготовки основного слоя и ее равномерность, является электросопротивление шлаковой ванны, которое должно находиться в пределах - 3,5-5,0 мОм. Кроме того, подводимую мощность и, следовательно, количество тепла, которое поступает для переплава коррозионо-стойкой стали и для частичного подплавления стали основного слоя, определяет значение напряжения на электродах.Uniform thickness, chemical composition and high strength and continuity of the connection of layers in a bimetallic ingot are achieved by providing a certain and uniform penetration depth, usually from 3 to 10 mm. An important parameter of electroslag remelting, which determines the penetration depth of the billet of the main layer and its uniformity, is the electrical resistance of the slag bath, which should be in the range of 3.5-5.0 mOhm. In addition, the input power and, therefore, the amount of heat that is supplied to melt the corrosion-resistant steel and to partially melt the steel of the base layer determines the voltage value on the electrodes.

При повышении содержания мышьяка, сурьмы, олова, свинца и особенно цинка в стали основного слоя при неизменном режиме переплава возможно снижение качества соединения слоев, так как указанные элементы, являясь поверхностно-активными примесями, могут скапливаться на поверхности раздела между слоями, ухудшая их сцепление. Поэтому при увеличении их содержания в стали основного слоя необходима корректировка режимов переплава, в частности повышение напряжения на электродах в соответствии с уравнением (1). Это позволяет обеспечить поступление необходимого количества тепла при переплаве, равномерное его распределение, а следовательно, качественное соединение слоев. При меньшем значении напряжения, чем в соответствии с уравнением (1), прочность сцепления слоев снижается, при этом возможны расслоения на границе раздела слоев, выявляемые методами ультразвукового контроля (УЗК).With an increase in the content of arsenic, antimony, tin, lead, and especially zinc in the steel of the base layer with a constant remelting regime, it is possible to reduce the quality of the connection of the layers, since these elements, being surface-active impurities, can accumulate on the interface between the layers, impairing their adhesion. Therefore, with an increase in their content in the steel of the base layer, adjustment of the remelting regimes is necessary, in particular, an increase in the voltage at the electrodes in accordance with equation (1). This allows you to ensure the receipt of the required amount of heat during remelting, its uniform distribution, and therefore, high-quality connection of the layers. At a lower voltage value than in accordance with equation (1), the adhesion strength of the layers decreases, while delamination at the interface is possible, detected by ultrasonic testing (ultrasonic testing).

Примеры конкретного выполнения способаExamples of specific performance of the method

Для получения биметаллического слитка наплавку заготовок основного слоя из низколегированной стали толщиной 200 мм шириной 1280 мм при заданной толщине наплавленного слоя 10-15% от общей толщины заготовки вели на специально созданных для электрошлаковой наплавки установках наклонного типа.In order to obtain a bimetallic ingot, surfacing of the blanks of the base layer of low-alloy steel with a thickness of 200 mm and a width of 1280 mm with a given thickness of the deposited layer of 10-15% of the total thickness of the workpiece was carried out on inclined type installations specially designed for electroslag surfacing.

В полость между поверхностью заготовки основного слоя и кристаллизатором заливали шлак марки АНФ-29 и в полученной шлаковой ванне вели электрошлаковый переплав расходуемых электродов из стали типа 08Х18Н10Б в виде отдельных пластин толщиной 30-50 мм, перекрывающих не менее 80% ширины заготовки, с формированием наплавленного (плакирующего) слоя с различными значениями напряжения (зависящих от содержания примесей в стали основного слоя) на электродах и при значениях электросопротивления шлаковой ванны 3,9-4,3 мОм. После наплавки и охлаждения до достижения на поверхности наплавленного слоя температуры 500°С биметаллические слитки помещали в термостат, где замедленно охлаждали до комнатной температуры.ANF-29 grade slag was poured into the cavity between the surface of the preform of the base layer and the mold and electroslag remelting of consumable electrodes made of 08Kh18N10B steel in the form of separate plates 30–50 mm thick covering at least 80% of the preform width was formed in the resulting slag bath. (cladding) layer with different voltage values (depending on the content of impurities in the steel of the base layer) on the electrodes and with the values of the electrical resistance of the slag bath 3.9-4.3 mOhm. After surfacing and cooling until the surface of the deposited layer reaches a temperature of 500 ° C, the bimetallic ingots were placed in a thermostat, where they were slowly cooled to room temperature.

После охлаждения биметаллических слитков проводили их горячую прокатку на стане 2800 на листы толщиной 18 мм. После нормализации биметаллические листы проходили аттестацию по ГОСТ 10885 с определением механических характеристик, стойкости против межкристаллитной коррозии МКК, сплошности и прочности соединения слоев и т.д.After cooling the bimetallic ingots, they were hot rolled in a mill 2800 on sheets 18 mm thick. After normalization, the bimetallic sheets passed certification in accordance with GOST 10885 with the determination of mechanical characteristics, resistance to inter-crystalline corrosion of MKK, continuity and strength of the connection of layers, etc.

Химический состав стали основного слоя, напряжения при электрошлаковом переплаве расходуемых электродов и формировании наплавленного слоя приведены в таблице 1. Качество соединения слоев в биметаллических листах по результатам ультразвукового контроля (доля площади листов, имеющая расслоения, %), сопротивление срезу σср (прочность сцепления слоев при испытаниях на срез плакирующего слоя по ГОСТ 10885), а также прочностные характеристики стали основного слоя при комнатной температуре (предел текучести и предел прочности) и ударная вязкость при температуре -20°С, определенные в соответствии с ГОСТ 5520, приведены в таблице 2. Все остальные технические характеристики полученных листов, в том числе стойкость против МКК, равномерность толщины слоев, качество поверхности наплавленного слоя и другие, соответствовали требованиям ГОСТ 10885.The chemical composition of the steel of the main layer, the stresses during electroslag remelting of the consumable electrodes and the formation of the deposited layer are shown in Table 1. The quality of the connection of the layers in bimetal sheets according to the results of ultrasonic testing (the proportion of the sheet area having delamination,%), shear resistance σ cf (layer adhesion strength when tested for shear cladding layer according to GOST 10885), as well as the strength characteristics of the steel of the base layer at room temperature (yield strength and tensile strength) and impact viscosity s at a temperature of -20 ° C, defined in accordance with the GOST 5520 are shown in Table 2. All other technical characteristics of the obtained sheets, including resistance ICC, the uniformity of thickness of layers, the quality of the deposited layer surface and others, meet the requirements of GOST 10885.

Из таблиц 1 и 2 следует, что для вариантов 1-5, соответствующих формуле изобретения, получено высокое качество соединения слоев, а также высокие значения прочностных характеристик.From tables 1 and 2 it follows that for options 1-5, corresponding to the claims, a high quality of the connection of the layers, as well as high values of strength characteristics.

Варианты 6 и 7 не соответствуют формуле изобретения, так как напряжение на электродах при переплаве составило 48В и 42В соответственно, тогда как в соответствии с уравнением (1), должно было составлять не менее 51,4В и 44,55В. Это привело к появлению расслоев и к некоторому снижению сопротивления срезу - до 320 Н/мм2. Кроме того, из-за высокого содержания цинка наблюдается некоторое снижение значений ударной вязкости при температуре -20°С.Options 6 and 7 do not correspond to the claims, since the voltage at the electrodes during remelting was 48V and 42V, respectively, whereas in accordance with equation (1), it should be at least 51.4V and 44.55V. This led to the appearance of delaminations and to some reduction in shear resistance - up to 320 N / mm 2 . In addition, due to the high zinc content, there is a slight decrease in impact strength at a temperature of -20 ° C.

Варианты 1, 4, соответствуя формуле изобретения, демонстрируют пониженные значения ударной вязкости при температуре -20°С из-за высокого содержания цинка.Options 1, 4, in accordance with the claims, demonstrate lower impact strength values at a temperature of -20 ° C due to the high zinc content.

Таким образом, использование настоящего изобретения существенно повышает качество соединения слоев, прочностные характеристики, в том числе ударную вязкость при пониженных температурах, при сохранении технологичности, равномерной толщины, коррозионной стойкости и удовлетворительного качества поверхности наплавленного слоя.Thus, the use of the present invention significantly improves the quality of the connection layers, strength characteristics, including impact strength at low temperatures, while maintaining manufacturability, uniform thickness, corrosion resistance and satisfactory surface quality of the deposited layer.

Таблица 1Table 1 Химический состав основного слоя, технологические параметры получения биметаллического слитка.The chemical composition of the main layer, the technological parameters of obtaining a bimetallic ingot. № вариантаOption No. Химический состав, % вес.Chemical composition,% weight. Напряжение U, вольтVoltage U, volt СFROM MnMn SiSi PP SS AsAs ZnZn PbPb SnSn SbSb 1one 0,100.10 1,451.45 0,680.68 0,0150.015 0,0060.006 0,0040.004 0,020.02 0,0010.001 0,0010.001 0,00150.0015 44 (43,90)44 (43.90) 22 0,080.08 1,401.40 0,650.65 0,0150.015 0,0080.008 0,0100.010 0,0010.001 0,020.02 0,0010.001 0,0010.001 42,5 (42,09)42.5 (42.09) 33 0,090.09 1,451.45 0,640.64 0,0110.011 0,0060.006 0,0100.010 -- 0,010.01 -- 0,020.02 43 (42,80)43 (42.80) 4four 0,150.15 1,401.40 0,710.71 0,0200,020 0,0150.015 0,0100.010 0,020.02 0,00150.0015 0,00140.0014 -- 45 (44,548)45 (44,548) 55 0,100.10 1,501,50 0,650.65 0,0140.014 0,0060.006 0,0040.004 0,00150.0015 -- 0,020.02 0,00150.0015 42 (41,435)42 (41,435) 66 0,220.22 1,551.55 0,750.75 0,0130.013 0,0120.012 0,0100.010 0,020.02 0,020.02 0,020.02 0,020.02 48 (51,4)48 (51.4) 77 0,150.15 1,401.40 0,710.71 0,0180.018 0,0100.010 0,0100.010 0,020.02 0,00150.0015 0,00140.0014 -- 42 (44,548)42 (44,548) Примечание:Note: В графе «напряжение» в скобках указаны рассчитанные в соответствии с уравнением (1) значения напряжений, выше - напряжения, при которых проводилась наплавка плакирующего слоя.In the column “stress” in brackets are indicated the values of stresses calculated in accordance with equation (1), above are the stresses at which the cladding layer was surfaced.

Таблица 2table 2 Свойства биметаллических листовBimetal Sheet Properties № вариантаOption No. Площадь расслоя, %Area of the separation,% σ, Н/мм2 σ cp , N / mm 2 σT, Н/мм2 σ T , N / mm 2 σB, Н/мм2 σ B , N / mm 2 KCV-20°C, Дж/см2 KCV -20 ° C , J / cm 2 1one -- 430430 345345 500500 7070 22 -- 420420 340340 495495 150150 33 -- 410410 340340 500500 200200 4four -- 440440 335335 490490 7575 55 -- 415415 340340 495495 100one hundred 66 15fifteen 320320 350350 530530 50fifty 77 1010 325325 355355 540540 6565

Claims (1)

Способ получения биметаллического слитка с плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали, включающий размещение в качестве основного слоя биметаллического слитка стальной заготовки с зазором от стенки кристаллизатора, установку в этом зазоре расходуемых электродов из коррозионно-стойкой стали, наведение шлаковой ванны и переплав в ней расходуемых электродов с формированием плакирующего слоя, толщина которого составляет 5-30% от общей толщины биметаллического слитка при значениях электросопротивления шлаковой ванны в интервале 3,5-5,0 мОм, последующее замедленное охлаждение слитка, при этом используют заготовку из низколегированной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, мышьяк, железо и неизбежные примеси, отличающийся тем, что используют заготовку из низколегированной стали, содержащей, мас.%: углерод 0,05-0,25, кремний 0,01-0,80, марганец 0,20-1,60, фосфор не более 0,025, серу не более 0,020, мышьяк не более 0,015, железо и неизбежные примеси - остальное, а в качестве неизбежных примесей - один или несколько из элементов, выбранных из группы цинк, олово, свинец, сурьма - в количестве 0,001-0,02% каждого, а переплав расходуемых электродов ведут при напряжении, которое задают в соответствии с зависимостью
U≥38+250|Zn|+120(|Sn|+|As|+|Pb|+|Sb|)),
где U - напряжение, В,
|Zn|, |Sn|, |As|, |Pb|, |Sb| - абсолютная величина содержания цинка, олова, мышьяка, свинца и сурьмы соответственно.
A method for producing a bimetallic ingot with a cladding layer of corrosion-resistant steel, comprising placing as a main layer of a bimetallic ingot a steel billet with a gap from the mold wall, installing consumable electrodes from corrosion-resistant steel in this gap, guiding the slag bath and re-consuming the consumable electrodes in it with the formation of a cladding layer, the thickness of which is 5-30% of the total thickness of the bimetallic ingot with values of the electrical resistance of the slag bath in the range of 3.5-5.0 mOhm, subsequent delayed cooling of the ingot, using a billet of low alloy steel containing carbon, silicon, manganese, phosphorus, sulfur, arsenic, iron and inevitable impurities, characterized in that they use a billet of low alloy steel containing, wt.%: carbon 0.05-0.25, silicon 0.01-0.80, manganese 0.20-1.60, phosphorus not more than 0.025, sulfur not more than 0.020, arsenic not more than 0.015, iron and inevitable impurities - the rest, and in as inevitable impurities - one or more of the elements selected from the group zinc, tin, lead, antimony - in t he 0.001-0.02% each, and remelting the consumable electrode is conducted at a voltage which is set according to the relation
U≥38 + 250 | Zn | +120 (| Sn | + | As | + | Pb | + | Sb |)),
where U is the voltage, V,
| Zn |, | Sn |, | As |, | Pb |, | Sb | - the absolute value of the content of zinc, tin, arsenic, lead and antimony, respectively.
RU2011145924/02A 2011-11-14 2011-11-14 Bimetallic ingot obtaining method RU2485188C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011145924/02A RU2485188C1 (en) 2011-11-14 2011-11-14 Bimetallic ingot obtaining method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011145924/02A RU2485188C1 (en) 2011-11-14 2011-11-14 Bimetallic ingot obtaining method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011145924A RU2011145924A (en) 2013-05-20
RU2485188C1 true RU2485188C1 (en) 2013-06-20

Family

ID=48786296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011145924/02A RU2485188C1 (en) 2011-11-14 2011-11-14 Bimetallic ingot obtaining method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2485188C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661322C2 (en) * 2016-08-03 2018-07-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Method for manufacture of bimetallic electrode by electroslag cladding
RU2730360C1 (en) * 2019-08-26 2020-08-21 Сергей Маркович Нехамин Electroslag surfacing method for billet and device for implementation thereof
RU2792018C1 (en) * 2022-08-10 2023-03-15 Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" Method for producing bimetallic ingot

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2525133A (en) * 1945-06-22 1950-10-10 Kellogg M W Co Manufacture of composite metal articles
WO1993009258A1 (en) * 1991-10-28 1993-05-13 Elektrometallurgichesky Zavod 'elektrostal' Imeni I.F.Tevosiana Method for electroslag casting of ingots from a granular metal-containing blend
RU2087561C1 (en) * 1996-06-14 1997-08-20 Родионова Ирина Гавриловна Method of production of bimetallic ingot
RU2255994C1 (en) * 2004-03-31 2005-07-10 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Method of production of bimetallic ingot (versions)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2525133A (en) * 1945-06-22 1950-10-10 Kellogg M W Co Manufacture of composite metal articles
WO1993009258A1 (en) * 1991-10-28 1993-05-13 Elektrometallurgichesky Zavod 'elektrostal' Imeni I.F.Tevosiana Method for electroslag casting of ingots from a granular metal-containing blend
RU2087561C1 (en) * 1996-06-14 1997-08-20 Родионова Ирина Гавриловна Method of production of bimetallic ingot
RU2255994C1 (en) * 2004-03-31 2005-07-10 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Method of production of bimetallic ingot (versions)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661322C2 (en) * 2016-08-03 2018-07-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Method for manufacture of bimetallic electrode by electroslag cladding
RU2730360C1 (en) * 2019-08-26 2020-08-21 Сергей Маркович Нехамин Electroslag surfacing method for billet and device for implementation thereof
RU2792018C1 (en) * 2022-08-10 2023-03-15 Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" Method for producing bimetallic ingot

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103740990B (en) A kind of Aluminum alloy strip for automobile heat insulation cover and manufacture method thereof
TWI484050B (en) A cold-rolled steel, process for production thereof, and hot-stamp-molded article
KR101705999B1 (en) Zinc-plated steel sheet for hot press molding
US9302449B2 (en) High corrosion resistant hot dip Zn alloy plated steel sheet
US8044324B2 (en) Solid wire
JP5838796B2 (en) High-strength hot-rolled steel sheet excellent in stretch flangeability and manufacturing method thereof
CN104988389B (en) A kind of tensile strength 340MPa grades of automobile alloyed zinc hot dip galvanized steel and production method
KR20080027948A (en) Hot rolled steel sheet, cold rolled steel sheet, and process for producing the same
CA2961427A1 (en) Cold-rolled and recrystallization annealed flat steel product, and method for the production thereof
KR101825857B1 (en) Bake-hardening galvanized steel sheet
JP5531757B2 (en) High strength steel plate
CN105849300A (en) Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method therefor
JP6209175B2 (en) Manufacturing method of hot-dip Zn-Al-Mg-based plated steel sheet with excellent plating surface appearance and burring properties
JP2009215616A (en) Hot-dip galvanized steel sheet and method for producing the same
JP2014208876A (en) High strength hot rolled steel sheet and manufacturing method therefor
JP5835624B2 (en) Steel sheet for hot pressing, surface-treated steel sheet, and production method thereof
RU2485188C1 (en) Bimetallic ingot obtaining method
JP5245475B2 (en) Steel sheet and manufacturing method thereof
JP4909138B2 (en) Solid wire
CN105164298A (en) Galvanized steel sheet and production method therefor
JP5206349B2 (en) Steel sheet, surface-treated steel sheet, and production method thereof
JP5206352B2 (en) Steel sheet and manufacturing method thereof
JP2006161064A (en) High tensile-strength hot dip galvanized steel sheet and its production method
CN110402297B (en) High-strength hot-rolled plated steel sheet
JP6661772B2 (en) Hot press-formed product in which fine cracks are suppressed and method for producing the same

Legal Events

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

Effective date: 20160804

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

Effective date: 20171115