SU1661221A1

SU1661221A1 - Способ выплавки никелевых жаропрочных лигатур с пониженным содержанием кремни

Info

Publication number: SU1661221A1
Application number: SU894662665A
Authority: SU
Inventors: Вули Аршакович Григорян; Александр Иванович Кочетов; Андрей Николаевич Игнатов; Александр Яковлевич Стомахин; Андрей Валентинович Богданов; Василий Петрович Степанов; Виктор Станиславович Римкевич; Андрей Александрович Сисев; Евгений Михайлович Ломков; Евгений Борисович Качанов; Виктор Ананьевич Калицев; Николай Николаевич Николаев
Original assignee: Московский институт стали и сплавов; Предприятие П/Я Р-6209; Электрометаллургический завод "Электросталь"
Priority date: 1989-03-16
Filing date: 1989-03-16
Publication date: 1991-07-07

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии. Цель изобретени - повышение производительности печи за счет снижени длительности процесса рафинировани . При выплавке жаропрочных лигатур с пониженным содержанием кремни провод т завалку и плавление шихты, введение шлакообразующих материалов, рафинирование, скачивание шлака и выпуск. В завалку ввод т окислители, содержащие легирующие элементы, например, NIO, CR₂O₃ в стехиометрическом отношении к элементам, имеющим большее сродство к кислороду, чем кремний, и после расплавлени ввод т смесь, содержащую 20 - 80% CAO и NICL₂ остальное, в количестве 2 - 10% от массы металла. Производительность печи возрастает в 1,2 - 1,5 раза. 3 табл.

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , а именно к способам получени жаропрочных сплавов.

Целью изобретени вл етс повышение производительности печи за счет снижени длительности процесса рафинировани .

При низком содержании кремни в металле , которое характерно дл жаропрочных никелевых сплавов (Si Ј 0,1%), окисление Si твердыми окислител ми или газообразным кислородом возможно только при существенном угаре Ti, Al, Cr, Nb, W. В данном способе окислители ввод т дл окислени только титана и алюмини в период расплавлени . Выплавл емые жаропрочные лигатуры содержат более 80% никел и хрома. Поэтому введение окислителей мен ет химический состав металла. С целью стабилизации химического состава и

снижени длительности процесса рафинировани примен ют окислители, не ухудшающие качества металла, например оксиды никел и хрома. Применение окислител зависит от необходимости ввода конкретного химического элемента дл достижени заданного химического состава. Поэтому могут быть применены не только N10 и Сг20з, но и их смесь в зависимости от конкретных условий плавки.

При введении в завалку вместе с шихтой окислителей типа N10, СггОз окисление титана и алюмини происходит в период плавлени шихты, что значительно сокращает продолжительность периода рафинировани . Кроме того, происходит легирование металла Ni и Сг, что увеличивает выход годного и экономит ценные легирующие элементы . Последующее применение шлаковой смеси (20-80% СаО и NiCl2 остальО

Ov

ю

ND

мое) позвол ет перевести кремний в шлак. Дл св зывани SI02 в устойчивые соединени примен ют СаО. Применение нестойкого галогенсодержащего вещества, например соли NJClz, позвол ет удалить часть (i10%) кремни в газовую фазу в виде SiCU, что способствует уменьшению активности кремни в шлаке, увеличива силикатную емкость шлака, Кроме того, происходит делегирование металла никелем.

Окислители (N10 и CrzOs) ввод тс дл окислени в основном TI и AI. Кремний окисл етс кислородом воздуха во врем скачивани старого шлака и в течение процесса рафинировани под новым шлаком.содер- жащим СаО и NICI2. Удаление кремни вл етс основной операцией дл достижени поставленной цели.

Хлорид никел , примен емый в рафинированном флюсе, вл етс гигроскопичным химическим веществом, возгон ющимс без разложени при 970°С.

Предлагаемый способ предназначен дл переработки неликвидных отходов, которые не могут быть использованы дл вып- лавки марочного металла из-за неконтролируемого содержани кремни . Если в шлаковой смеси меньше 20% СаО, эффективность использовани NiCte уменьшаетс вследствие его возгонки, скорость рафинировани металла от кремни снижаетс и длительность периода рафинировани увеличиваетс . Если в смеси больше 80% СаО, то вли ние N1CI2 снижаетс , шлак густеет и коэффициент массопереноса снижаетс , а следовательно, снижаетс скорость удалени кремни из расплава (табл.1). При массе рафинирующей смеси ниже 2% от массы металла обнаружено превышение концентрации кремни в металле выше заданной. Этот эффект вызван недостаточной силикатной емкостью шлака. Увеличение количества рафинирующей смеси выше 10% вызывает дополнительное окисление ценных легирующих элементов вследствие увеличени времени плавки (табл.2).

Применение окислителей N10 и СпгОз в стехиометрическом отношении к титану и алюминию позвол ет в период расплавлени полностью перевести в шлак титан и алюминий.

П р и м е р 1. Отходы никелевых жаропрочных сплавов в количестве 200г следующего химического состава, %: хром 34; вольфрам 5,6; молибден 3; титан 0,9; алюминий 0,9; ниобий 0,9; кремний 0,2 загружают в печь Таммана вместе со стехиометриче- ским количеством закиси никел (14г) дл . окислени титана и алюмини . После расплавлени металл нагревают до 14801520°С , отбирают пробу на химический анализ и скачивают шлак. Затем на поверхность расплава подают смесь свежеобожженных хлорида никел и изве- сти в отношении 1:1 в количестве 2-10% от массы металла. Через 45 мин после наведени шлака его скачивают и сливают металл в изложницу. В результате плавки из отходов , которые считаютс неликвидными, пол- 0 учают лигатуру, пригодную дл выплавки марочного металла (табл.2). v

П р и м е р 2 (опытно-промышленный эксперимент). Отходы жаропрочного никелевого сплава ХН50ВМТЮ в количестве 1 т 5 -загружают в однотонную открытую индукционную печь вместе с 80 кг закиси никел дл окислени TI и AI, После расплавлени металл нагревают до 1480-1520°С, отбирают пробу на химический анализ. Скачивают 0 старый шлак и завод т новый из СаО- (1:1) в количестве 75 кг. Через 1 ч 40 мин металл сливают в ковш с последующей разливкой в изложницу. Из-под ковша берут пробу на химический анализ, В результате 5 плавки их отходов, которые считаютс неликвидными , получают лигатуру, пригодную дл выплавки марочного металла (табл.3).

П р и м е р 3 (опытно-промышленный эксперимент). Отходы жаропрочного нике- 0 левого сплава ХН50ВМТЮ в количестве 1 т загружают в однотонную открытую индукционную печь вместе с 120 кг СгаОз дл окислени TI и AI. Далее по примеру 2.

Химический анализ полученной лигату- 5 ры приведен в табл.3.

П р и м е р 4 (опытно-промышленный эксперимент). Отходы жаропрочного никелевого сплава ХН50ВМТЮ в количестве 1 т загружают в однотонную открытую индукционную 0 печь вместе с 100 кг N:0 - СгсОз (40-60%) дл окислени TI и AI. Далее по примеру 2.

Химический анализ полученый лигатуры приведен в табл.3../

Как показано в примерах, в результате 5 плавки неликвидных отходов получаетс лигатура , пригодна дл выплавки марочного металла.

Производительность печи, работающей по предлагаемому способу, возрастает в 01,2-1,5 раз.

Claims

Формула изобретени Способ выплавки никелевых жаропрочных лигатур с пониженным содержанием кремни , включающий завалку и плавле - 5 ние шихты, введение шлакообразующих материалов , рафинирование, скачивание шлака и выпуск, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности печи за счет снижени длительности процесса рафинировани ,. в завалку ввод т окислители, содержащие легирующие элементы N10, СпЮз в стехиометрическом отношении к элементам, имеющим большее сродство к кислороду, чем кремний, а в качестве шлакооб (

разующих материалов присаживают смесь, содержащую СаО 20-80%, NICI2 остальное , в количестве 2-10% от массы металла .

Таблица 1

Производительность печи( длительность плавки) в зависимости от реализации способа

Таблица2 Результаты химического анализа лигатуры, выплавленной по примеру 1

ТаблицаЗ Результаты химического анализа лигатуры, выплавленной по примерам 2-4