RU2549024C1 - Consumable electrode for ingot melting by electroslag remelting process - Google Patents

Consumable electrode for ingot melting by electroslag remelting process Download PDF

Info

Publication number
RU2549024C1
RU2549024C1 RU2013145773/02A RU2013145773A RU2549024C1 RU 2549024 C1 RU2549024 C1 RU 2549024C1 RU 2013145773/02 A RU2013145773/02 A RU 2013145773/02A RU 2013145773 A RU2013145773 A RU 2013145773A RU 2549024 C1 RU2549024 C1 RU 2549024C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
ingot
consumable electrode
mass
ingots
Prior art date
Application number
RU2013145773/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013145773A (en
Inventor
Сергей Иванович Шахмин
Виктор Иванович Сулацков
Александр Анатольевич Леденцов
Владимир Федорович Бушуев
Original Assignee
Публичное акционерное общество специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы"
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 Публичное акционерное общество специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы" filed Critical Публичное акционерное общество специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы"
Priority to RU2013145773/02A priority Critical patent/RU2549024C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2549024C1 publication Critical patent/RU2549024C1/en
Publication of RU2013145773A publication Critical patent/RU2013145773A/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy and is intended for production by electroslag remelting process (ERP) of the ingots out of crack sensitive steel. The consumable electrode contains inventory head and melted part comprising top and bottom steel part with different composition. The top part is made out of tool crack sensitive steel. The bottom part is made out of low carbon unalloyed steel, and its weight is 35-50% of weight of the process cut of the ingot bottom.
EFFECT: during ERP of the consumable electrode the ingot out of tool crack sensitive steel is made with required composition without cracks and with less consumption of expensive tool steel.
1 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области электрометаллургии и предназначено для получения методом электрошлакового переплава (ЭШП) слитков из трещиночувствительной стали, например, для оправок непрерывных трубопрокатных станов.The invention relates to the field of electrometallurgy and is intended for the production of ingots from crack-sensitive steel, for example, for mandrels of continuous tube rolling mills, by the method of electroslag remelting (ESR).

Известен расходуемый электрод, используемый при реализации способа электрошлакового переплава (пат. RU №2332471, МПК C22B 9/18 (2006.01), опубл. 2008 г.), сплавляемая часть которого выполнена из однородного материала, соответствующего материалу выплавляемого слитка.Known consumable electrode used in the implementation of the electroslag remelting method (US Pat. RU No. 2332471, IPC C22B 9/18 (2006.01), publ. 2008), the fused part of which is made of a homogeneous material corresponding to the material of the smelted ingot.

Во время ЭШП такого расходуемого электрода при охлаждении нижней части слитка температура металла опускается ниже точки мартенситного превращения, что при выплавке слитков из инструментальной трещиночувствительной стали приводит к образованию поверхностных трещин.During the ESR of such a consumable electrode, when the bottom of the ingot is cooled, the temperature of the metal drops below the point of martensitic transformation, which leads to the formation of surface cracks during the smelting of ingots from tool crack-sensitive steel.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является расходуемый электрод, используемый при реализации способа получения слоистых слитков методом электрошлакового переплава (пат. RU №2432406, МПК C22B 9/18 (2006.01), опубл. 2011 г.), сплавляемая часть которого состоит из верхней и нижней стальных частей разного состава. Состав расходуемого электрода регулируют по длине в зависимости от химического состава слитка по высоте, и осуществляют в процессе ЭШП модуляцию теплового потока, направленного из шлаковой ванны через фронт кристаллизации в тело слитка.Closest to the claimed and adopted as a prototype is a consumable electrode used in the implementation of the method for producing layered ingots by electroslag remelting (US Pat. RU No. 2432406, IPC C22B 9/18 (2006.01), publ. 2011), the fused part of which consists from the upper and lower steel parts of different composition. The composition of the consumable electrode is controlled in length depending on the chemical composition of the ingot in height, and during the ESR, the heat flux directed from the slag bath through the crystallization front to the ingot body is modulated.

Использование такого расходуемого электрода позволяет получить слоистый слиток требуемого состава.The use of such a consumable electrode allows you to get a layered ingot of the desired composition.

Однако при ЭШП такого расходуемого электрода нельзя получить качественный слиток из инструментальной трещиночувствительной стали, например, для оправок непрерывных трубопрокатных станов.However, with an ESR of such a consumable electrode, it is impossible to obtain a high-quality ingot from tool crack-sensitive steel, for example, for mandrels of continuous tube rolling mills.

Задачей предлагаемого изобретения является создание расходуемого электрода для выплавки качественного (без трещин и требуемого химического состава) слитка из инструментальной трещиночувствительной стали, например, для оправок трубопрокатных станов.The objective of the invention is the creation of a consumable electrode for smelting a high-quality (without cracks and the required chemical composition) ingot from tool crack-sensitive steel, for example, for mandrels of tube rolling mills.

Поставленная задача решается усовершенствованием расходуемого электрода для выплавки слитков методом ЭШП, сплавляемая часть которого состоит из верхней и нижней стальных частей разного состава.The problem is solved by improving the consumable electrode for smelting ingots by the ESR method, the fused part of which consists of upper and lower steel parts of different composition.

Это усовершенствование заключается в том, что верхняя часть сплавляемой части выполнена из инструментальной трещиночувствительной стали, а нижняя - из низкоуглеродистой нелегированной стали и ее масса составляет 35-50% массы технологической обрези низа слитка.This improvement lies in the fact that the upper part of the alloyed part is made of tool crack-sensitive steel, and the lower part is made of low-carbon unalloyed steel and its mass is 35-50% of the mass of the technological trim of the bottom of the ingot.

Такая конструкция расходуемого электрода позволяет при ЭШП поддерживать в инструментальной трещиночувствительной стали температуру выше точки мартенситного превращения (300°C), и за счет этого исключить образование трещин при охлаждении нижней части в процессе ЭШП. При этом за счет того, что масса части из низкоуглеродистой нелегированной стали составляет 35-50% массы технологической обрези низа слитка, в оставшейся после обрези заготовке, используемой для дальнейшей переработки, обеспечивается требуемый химический состав. При массе части из низкоуглеродистой нелегированной стали меньше 35% массы технологической обрези в слитке образуются трещины из-за снижения температуры ниже точки мартенситного превращения. При массе части из низкоуглеродистой нелегированной стали больше 50% массы технологической обрези низа слитка в оставшейся после обрези заготовке, используемой для дальнейшей переработки, не обеспечивается требуемый химический состав.This design of the consumable electrode allows the ESR to maintain a temperature above the point of martensitic transformation (300 ° C) in the crack-sensitive steel, and to prevent crack formation during cooling of the lower part during the ESR. Moreover, due to the fact that the mass of the part from low-carbon unalloyed steel is 35-50% of the mass of the technological trim of the bottom of the ingot, the required chemical composition is provided in the billet used for further processing remaining after the trim. When the mass of the part from low-carbon unalloyed steel is less than 35% of the mass of the technological cut-off, cracks are formed in the ingot due to a decrease in temperature below the point of martensitic transformation. When the mass of the part from low-carbon unalloyed steel is more than 50% of the mass of the technological trimming of the bottom of the ingot in the billet remaining after trimming used for further processing, the required chemical composition is not provided.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен предлагаемый расходуемый электрод.The invention is illustrated in the drawing, which shows the proposed consumable electrode.

Расходуемый электрод для выплавки слитков методом ЭШП содержит инвентарную головку 1 и сплавляемую часть, состоящую из верхней 2 и нижней 3 стальных частей разного состава. Верхняя часть 2 выполнена из инструментальной трещиночувствительной стали. В приведенном примере для части 2 использовали отработанные оправки трубопрокатного стана диаметром 167 мм в виде пучка четырех оправок из стали "X35CrMoV05KU-UNI 2955-68 Std" (аналог стали 4Х5МФС ГОСТ 5950-73). Нижняя часть 3 выполнена из низкоуглеродистой нелегированной стали, в качестве которой использовали пластины (обрезь проката) из стали Ст3, и ее масса составляет 35-50% массы технологической обрези низа слитка.The consumable electrode for smelting by the ESR method contains an inventory head 1 and a fusion part consisting of upper 2 and lower 3 steel parts of different composition. The upper part 2 is made of tool crack steel. In the above example, for part 2, we used spent mandrels of a tube rolling mill with a diameter of 167 mm in the form of a bundle of four mandrels made of steel "X35CrMoV05KU-UNI 2955-68 Std" (analogue to steel 4X5MFS GOST 5950-73). The lower part 3 is made of low-carbon unalloyed steel, which was used as a plate (rolled steel) from St3 steel, and its mass is 35-50% of the mass of the technological cut of the bottom of the ingot.

Выплавку слитков производили на печах ЭШП У552М под флюсом АНФ-35, используя 5 расходуемых электродов с массой нижней части из низкоуглеродистой нелегированной стали Ст3, приведенной в таблице 1:Smelting of the ingots was carried out on EShP U552M furnaces under ANF-35 flux, using 5 consumable electrodes with the mass of the lower part of low-carbon alloy steel St3, shown in table 1:

Таблица 1Table 1 № расходуемого электродаNo. of consumable electrode 1one 22 33 4four 55 масса Ст3, кгweight St3, kg 6565 7777 100one hundred ПОBY 122122 % от массы технологической обрези% by weight of technological trimmings 30thirty 3535 4545 50fifty 5555

При ЭШП охлаждению подвергалась нижняя часть 3, состоящая из низкоуглеродистой стали, а в инструментальной трещиночувствительной стали поддерживалась температура выше точки мартенситного превращения, что исключило образование трещин в процессе ЭШП. При этом за счет того, что масса части 3 из низкоуглеродистой стали составляет 35-50% массы технологической обрези низа слитка, в оставшейся после обрези заготовке, которая используется для дальнейшей обработки, обеспечивается требуемый химический состав.Under ESR, the lower part 3, consisting of low-carbon steel, was cooled, and temperature was higher than the point of martensitic transformation in instrumental crack-sensitive steel, which excluded the formation of cracks in the ESR process. Moreover, due to the fact that the mass of part 3 of low-carbon steel is 35-50% of the mass of the technological trim of the bottom of the ingot, the required chemical composition is provided in the billet remaining after trimming, which is used for further processing.

После окончания ЭШП через 3-8 минут снимали кристаллизатор со слитков и выдерживали их на поддоне 8-10 минут, убирали шлаковый гарниссаж с нижней части слитка на высоту 150-250 мм и замеряли температуру слитков в точках, соответствующих 30%, 35%, 45%, 50%, 55% массы технологической обрези.After the end of the ESR, after 3-8 minutes, the mold was removed from the ingots and kept on a pallet for 8-10 minutes, the slag skull was removed from the bottom of the ingot to a height of 150-250 mm and the temperature of the ingots was measured at points corresponding to 30%, 35%, 45 %, 50%, 55% of the mass of technological trimmings.

Усредненные результаты замеров температуры приведены в таблице 2:The average results of temperature measurements are shown in table 2:

Таблица 2table 2 № расходуемого электродаNo. of consumable electrode 1one 22 33 4four 55 % от массы технологической обрези% by weight of technological trimmings 30thirty 3535 4545 50fifty 5555 температура слитка, °Cingot temperature, ° C 280280 310310 330330 360360 400400

Выплавленные ЭШП слитки накапливались в отапливаемом кессоне при температуре 800-900°C, после чего отгружались в кузнечный цех под футерованными колпаками. Из слитков отковали заготовки диаметром 400 мм, и со стороны низа слитка производили обрезь в соответствии с требованиями техпроцесса валовой технологии производства поковок из слитков 600 мм. Откованные заготовки подвергались отжигу и последующему визуальному и магнитопорошковому контролю поверхности.The melted ESR ingots were accumulated in a heated caisson at a temperature of 800-900 ° C, after which they were shipped to the forge shop under lined caps. Billets with a diameter of 400 mm were forged from the ingots, and from the bottom of the ingot, trimming was performed in accordance with the requirements of the technological process of the gross technology for the production of forgings from 600 mm ingots. Forged blanks were subjected to annealing and subsequent visual and magnetic particle inspection of the surface.

Как видно из таблицы 2, у слитка, полученного ЭШП расходуемого электрода №1, в точке, соответствующей 30% массы технологической обрези, температура ниже точки мартенситного превращения, что привело к трещинам протяженностью 30-50 мм от нижнего торца заготовок. У слитков, полученных ЭШП расходуемых электродов №2, 3, 4 и 5, в точках, соответствующих 35%, 45%, 50% и 55% массы технологической обрези, температура выше точки мартенситного превращения, и не обнаружено трещин ни в полученной заготовке из инструментальной трещиночувствительной стали, ни в технологической обрези.As can be seen from table 2, the ingot obtained by the ESR of the consumable electrode No. 1, at a point corresponding to 30% of the mass of the technological trimmings, has a temperature below the martensitic transformation point, which led to cracks 30-50 mm long from the lower end of the workpieces. In ingots obtained by ESR of consumable electrodes Nos. 2, 3, 4, and 5, at points corresponding to 35%, 45%, 50%, and 55% of the technological trimmings mass, the temperature is higher than the martensitic transformation point, and no cracks were found in the obtained workpiece from instrumental crack-sensitive steel, not in technological trimmings.

Химический состав у нижнего торца заготовок, полученных после удаления технологической обрези, усредненный состав у верхнего торца заготовок и состав отработанных оправок для части 2 расходуемого электрода приведен в таблице 3:The chemical composition at the lower end of the workpieces obtained after removing the cutting edge, the average composition at the upper end of the workpieces and the composition of spent mandrels for part 2 of the consumable electrode are shown in table 3:

Таблица 3Table 3 ЗаготовкаBillet Химический состав, %Chemical composition, % CC SiSi MnMn MoMo CrCr VV SS PP отработанные оправкиwaste mandrels 0,360.36 1,051.05 0,500.50 1,301.30 4,804.80 0,900.90 0,0080.008 0,0120.012 из слитка 1 у нижнего торцаfrom ingot 1 at the lower end 0,360.36 0,980.98 0,510.51 1,291.29 4,804.80 0,910.91 0,0070.007 0,0130.013 из слитка 2 у нижнего торцаfrom ingot 2 at the lower end 0,360.36 0,990.99 0,480.48 1,281.28 4,784.78 0,890.89 0,0070.007 0,0130.013 из слитка 3 у нижнего торцаfrom ingot 3 at the lower end 0,350.35 0,950.95 0,430.43 1,261.26 4,754.75 0,880.88 0,0080.008 0,0130.013 из слитка 4 у нижнего торцаfrom ingot 4 at the lower end 0,340.34 0,940.94 0,430.43 1,251.25 4,734.73 0,850.85 0,0070.007 0,0130.013 из слитка 5 у нижнего торцаfrom ingot 5 at the lower end 0,340.34 0,930.93 0,430.43 1,251.25 4,654.65 0,850.85 0,0060.006 0,0150.015 усредненный состав из слитков 1-5 у верхнего торцаaverage composition of ingots 1-5 at the upper end 0,360.36 0,880.88 0,490.49 1,291.29 4,814.81 0,890.89 0,0050.005 0,0130.013

Как видно из таблицы 3, химический состав нижней части слитков, полученных ЭШП заявляемого расходуемого электрода, соответствует требованиям, предъявляемым к марке X35CrMoV05KU-UN1 2955-68 Std Общей спецификации NP0206 В ″Производство и контроль оправок для трубного стана″.As can be seen from table 3, the chemical composition of the lower part of the ingots obtained by the ESR of the inventive consumable electrode meets the requirements for the brand X35CrMoV05KU-UN1 2955-68 Std General specification NP0206 B ″ Production and control of mandrels for a tube mill ″.

Таким образом, использование предлагаемого расходуемого электрода для выплавки слитков методом ЭШП позволяет получить слиток из инструментальной трещиночувствительной стали требуемого химического состава без трещин и снизить расход дорогостоящей стали за счет снижения доли расходуемой дорогостоящей инструментальной стали в технологической обрези от низа слитка на 35-50%. Например, при выплавке слитков диаметром 600 мм и массой 4800 кг снижение потерь составит 75-110 кг.Thus, the use of the proposed sacrificial electrode for smelting ingots by the ESR method allows one to obtain an ingot from tool crack-sensitive steel of the required chemical composition without cracks and to reduce the consumption of costly steel by reducing the proportion of expendable expensive tool steel in the technological cut from the bottom of the ingot by 35-50%. For example, when smelting ingots with a diameter of 600 mm and a mass of 4800 kg, the loss reduction will be 75-110 kg.

Claims (1)

Расходуемый электрод для выплавки слитков из инструментальной трещиночувствительной стали методом электрошлакового переплава, характеризующийся тем, что верхняя сплавляемая часть электрода выполнена из инструментальной трещиночувствительной стали, а нижняя - из низкоуглеродистой нелегированной стали, причем масса нижней части составляет 35-50% массы технологической обрези низа слитка. Consumable electrode for smelting ingots from tool crack-sensitive steel by electroslag remelting method, characterized in that the upper fused part of the electrode is made of tool crack-sensitive steel and the lower part is made of low-carbon unalloyed steel, and the mass of the lower part is 35-50% of the mass of the technological cut of the bottom of the ingot.
RU2013145773/02A 2013-10-11 2013-10-11 Consumable electrode for ingot melting by electroslag remelting process RU2549024C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013145773/02A RU2549024C1 (en) 2013-10-11 2013-10-11 Consumable electrode for ingot melting by electroslag remelting process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013145773/02A RU2549024C1 (en) 2013-10-11 2013-10-11 Consumable electrode for ingot melting by electroslag remelting process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2549024C1 true RU2549024C1 (en) 2015-04-20
RU2013145773A RU2013145773A (en) 2015-04-20

Family

ID=53282753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013145773/02A RU2549024C1 (en) 2013-10-11 2013-10-11 Consumable electrode for ingot melting by electroslag remelting process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2549024C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2048274C1 (en) * 1992-01-27 1995-11-20 Акционерное общество закрытого типа фирма "ПРЭТТИ" Method for manufacture of combined consumable electrode for vacuum arc melting
RU2432406C2 (en) * 2009-09-14 2011-10-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Procedure for manufacture of layered ingots by pulse-electro-slag re-melt

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2048274C1 (en) * 1992-01-27 1995-11-20 Акционерное общество закрытого типа фирма "ПРЭТТИ" Method for manufacture of combined consumable electrode for vacuum arc melting
RU2432406C2 (en) * 2009-09-14 2011-10-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Procedure for manufacture of layered ingots by pulse-electro-slag re-melt

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013145773A (en) 2015-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111225990B (en) Method for producing a nickel-base alloy
US8757244B2 (en) Systems and methods for forming and processing alloy ingots
CN109047600B (en) Forging method of cold-rolled roller blank
WO2014163087A1 (en) Titanium cast piece for hot rolling use, and method for producing same
CN103459063A (en) Titanium slab for hot rolling and process for producing same
JP6075384B2 (en) Titanium cast for hot rolling and method for producing the same
RU2549024C1 (en) Consumable electrode for ingot melting by electroslag remelting process
CN106715755A (en) Cast titanium slab for use in hot rolling and unlikely to exhibit surface defects, and method for producing same
US11479839B2 (en) Method for producing hot-rolled titanium plate
CN104646955A (en) Method for preparing 20CrNi4 piercing plug
RU2302921C2 (en) Flawless forged pieces forging method for producing elongated articles such as rotors or shafts
CN110153186B (en) Method for preparing high alloy tool and die steel hollow pipe blank, hollow pipe blank and annular cutter
JP4427439B2 (en) Manufacturing method for hollow forging steel and cylindrical forging
CN107075688B (en) Hot rolling titanium slab and its manufacturing method
RU2247162C1 (en) Method of production of blanks from copper or its alloys
RU2320735C2 (en) Method for electroslag production of die blanks for pressing-rolling line for production of railway wheels
CN115896594B (en) High-strength and high-toughness H13 die steel for aluminum extrusion and preparation method thereof
RU2770807C1 (en) Method for producing blanks from low-alloy copper-based alloys
JP7417056B2 (en) titanium alloy ingot
RU2692149C1 (en) Method for production of ingots from deformed aluminum alloys
Sun et al. General manufacturing route for medical devices
KR101953487B1 (en) Cast titanium slab for use in hot rolling and unlikely to exhibit surface defects, and method for producing same
CN103071746A (en) Machining method for rear cylinder trunnion
SU1142209A1 (en) Method of manufacturing cutting tool blanks from ingots
JPH05104208A (en) Plasma melting and casting method

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20160119

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

Effective date: 20181012

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20220406