SU1749245A1 - Method of nickel-chrome alloys melt - Google Patents

Method of nickel-chrome alloys melt Download PDF

Info

Publication number
SU1749245A1
SU1749245A1 SU904868095A SU4868095A SU1749245A1 SU 1749245 A1 SU1749245 A1 SU 1749245A1 SU 904868095 A SU904868095 A SU 904868095A SU 4868095 A SU4868095 A SU 4868095A SU 1749245 A1 SU1749245 A1 SU 1749245A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
titanium
slag
metal
nitrides
nickel
Prior art date
Application number
SU904868095A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Богданов
Виктор Станиславович Римкевич
Александр Павлович Сисев
Михаил Петрович Мигачев
Александр Александрович Ильинов
Елена Владимировна Малышева
Original Assignee
Электрометаллургический завод "Электросталь" им.И.Ф.Тевосяна
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 Электрометаллургический завод "Электросталь" им.И.Ф.Тевосяна filed Critical Электрометаллургический завод "Электросталь" им.И.Ф.Тевосяна
Priority to SU904868095A priority Critical patent/SU1749245A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1749245A1 publication Critical patent/SU1749245A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Расплавл ют шихту с наведением изве- стковоглиноземкремнеземистого шлака с основностью 1,5-5, после достижени  температуры 1360-1440°С ввод т титан в количестве 0,015-0 045% от массы металло- шихты 2 таблThe charge is melted with the guidance of a finely clay-alumina-silica-slag with a basicity of 1.5-5; after reaching a temperature of 1360-1440 ° C, titanium is introduced in an amount of 0.015-0 045% of the mass of the charge 2 table 2

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к выплавке никельхромовых сплавов в электропечахThe invention relates to metallurgy, in particular to the smelting of nickel-chromium alloys in electric furnaces.

Обычна  выплавка никелевых сплавов методом сплавлени  легированных отходов, никел  и хрома в открытых дуговых электропечах отличаетс  невысокой технологической пластичностью отдельных плавок и повышенным угаром хрома. При одинаковых услови х выплавки сплава с раскислением и модифицированием причина низкой пластичности заключаетс  в загр знении металла нитридами, что обусловлено относительно высокой растворимостью азота в никель хромовых сплавах при температурах сталеплавильных процессов. Растворимость азота в никельхромовом расплаве при электродуговой плавке с присадкой хрома в завалку остаетс  практически посто нной, а загр зненность конечного металла нитридами оцениваетс  по характеру расположени  и размерами нитридов Нитриды оказывают отрицательное вли ние на качество никельхромовых деформируемых сплавов .The usual smelting of nickel alloys by the method of fusing alloyed waste, nickel and chromium in open electric arc furnaces is characterized by a low technological plasticity of individual heats and a high level of chromium. Under the same conditions of alloy smelting with deoxidation and modification, the reason for low ductility is the contamination of the metal with nitrides, which is caused by the relatively high solubility of nitrogen in nickel-chromium alloys at temperatures of steelmaking processes. The solubility of nitrogen in a nickel-chromium melt during electric arc smelting with an additive of chromium in the filling remains almost constant, and the contamination of the final metal with nitrides is estimated by the nature of the arrangement and the size of nitrides. Nitrides have a negative effect on the quality of nickel-chromium deformable alloys.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ получени  стали с низким содержанием азота, включающий расплавление исходного металла, окислительную продувку с предварительным раскислением кремнистыми раскислител ми и легированием ферросплавами с последующей присадкой титана, который задают из расчета 0,05-0,20% от массы садки за 10-30 мин до выпуска При этом удаление азота св зано с образованием твердых нитридов титана, с последующим их осаждением на окислах, всплыванием таких включений и ассимил цией их шлаком.The closest to the invention is a method for producing steel with a low nitrogen content, including melting the base metal, oxidizing blowing with preliminary deoxidation with siliceous deoxidizing agents and doping with ferroalloys, followed by titanium additive, which is set on the basis of 0.05-0.20% by weight of the charge 10–30 min before release. At the same time, the removal of nitrogen is associated with the formation of solid titanium nitrides, followed by their precipitation on oxides, the flooding of such inclusions and their assimilation into slag.

Однако известный способ удалени  азота в виде нитридов титана при выплавке никельхромовых сплавов практически нереализуем , так как при введении титана в расплав перед выпуском из печи растворимость азота в сплаве увеличиваетс  и происходит дополнительТное загр знение металла азотом за счет контакта расплава с атмосферой при выплавке. Это обусловлено более низким коэффициентом активности титана в никеле и никельхромовых сплавов по сравнению с жидким железом и стал ми. Таким образом, указанных концентраций титана по извес гному способу недостаточно дл  образовани  нитридов в никелевых сплавах при температурах плавки и выпуска сплава из печи, э технологи   вл етс  неэф (ЛHowever, the known method of removing nitrogen in the form of titanium nitrides in the smelting of nickel-chromium alloys is practically unrealizable, since with the introduction of titanium into the melt before discharging from the furnace, the solubility of nitrogen in the alloy increases and additional metal contamination with nitrogen occurs due to contact of the melt with the atmosphere during smelting. This is due to the lower coefficient of activity of titanium in nickel and nickel-chromium alloys compared to liquid iron and steel. Thus, the indicated concentrations of titanium in a known manner are not sufficient for the formation of nitrides in nickel alloys at the melting and outlet temperatures of the alloy from the furnace, this technology is not effective (L

СWITH

vj оvj o

гоgo

4 СЛ4 SL

фективной дл  деазотации никелевых сплавов и экономии легирующих путем их оптимального соотношени  в завалке при плавке.effective for de-nitration of nickel alloys and saving of alloying by their optimum ratio in the filling during smelting.

Цель изобретени  - экономи  легирую- щих, снижение загр зненности металла нитридами и увеличение выхода годного.The purpose of the invention is to save alloying materials, reduce metal contamination with nitrides, and increase yield.

Указанна  цель достигаетс  тем, что после расплавлени  завалки при 1360-1440°С и основности известково-кремнеземистого шлака 1,5-5 в ванну присаживают титан в количестве (0,015-0,045)% от массы метал- лошихты.This goal is achieved by the fact that after the melting of the filling at 1360-1440 ° C and the basicity of lime-silica slag 1.5-5, titanium is placed in a bath (0.015-0.045)% by weight of the metal stock in the bath.

Известно, что высокохромистые никелевые сплавьГс содержанием 51 мае. % хро- ма кристаллизуютс  при 1340°С, а сплавы с 10-20 мае. % хрома плав тс  в довольно узком температурном интервале на 40-50°С ниже температуры плавлени  никел  Фактически , при выплавке средн   температура расплава при присадке титана на Ю-12°С выше температуры ликвидус расчетного химсостава выплавл емого никельхромово- го сплава. В за вл емом интервале температур скорость выноса нитридов из металла в шлак значительно выше скорости раство- 1 нитридов в расплаве, что позвол ет удал ть азот из сплава по нитридному механизму .It is known that high-chromium nickel alloys with a content of 51 May. % chromium crystallizes at 1340 ° C, and alloys from 10–20 May. % chromium melts in a fairly narrow temperature range 40-50 ° C below the melting point of nickel. In fact, when smelting, the average melt temperature with an additive of titanium at 10-12 ° C is higher than the liquidus temperature of the calculated chemical composition of the melted nickel-chrome alloy. In the temperature range claimed, the rate of removal of nitrides from the metal to the slag is much higher than the rate of solution-1 nitrides in the melt, which allows nitrogen to be removed from the alloy by the nitride mechanism.

При введении титана в никельхромовый расплав при температурах, близких к интервалу температур двухфазной области, образуютс  нитриды титана, которые вынос тс  в шлак. Нитрид титана хорошо смачиваетс  шлаками системы СаО-А120з-5Ю2 с основ- ностью в пределах 1,5-5 Краевой угол смачивани  нитрида титана шлаком измен етс  от 0 до 20°,а работа адгезии нитрида титана к шлаку больше, чем к никельхромо- вому расплаву, и превышает 1000 мДж/м (таб. 1).When titanium is introduced into the nickel-chrome melt at temperatures close to the temperature range of the two-phase region, titanium nitrides are formed, which are carried to the slag. Titanium nitride is well wetted with CaO-A120z-5U2 system slags with a basis of 1.5-5. The wetting angle of titanium nitride with slag varies from 0 to 20 °, and the adhesion of titanium nitride to slag is greater than that of nickel-chromium melt, and exceeds 1000 mJ / m (tab. 1).

Если основность шлака меньше 1,5, то никельхромовый расплав загр зн етс  при плавке кремнием. Это  вл етс  недопустимым , так как ведет к отбраковке металла по химсоставу. При основности шлака более 5 температура плавлени  шлака высока по сравнению с температурой плавлени  никельхромового сплава Образующийс  гетерогенный шлак практически не ассимилирует нитриды титана, что обусловливает загр знение металлического расплава азотом и  вл етс  причиной резкого снижени  технологической пластичности сплава из-за наличи  в нем нитридов тита- на.If the slag basicity is less than 1.5, the nickel-chrome melt is contaminated during the smelting of silicon. This is unacceptable because it leads to the rejection of the metal by chemical composition. When the slag basicity is more than 5, the slag melting point is high compared to the melting point of the nickel-chrome alloy. The resulting heterogeneous slag practically does not assimilate titanium nitrides, which causes the contamination of the metallic melt with nitrogen and causes a sharp decrease in the technological plasticity of the alloy due to the presence of titanium nitrides in it. on.

Опытным путем установлено количество добавок титана в ванну дл  деазотации металла по нитридному механизму без загр знени  расплава титаном. Дл  присадокThe amount of addition of titanium into the bath for the metal deazotation by the nitride mechanism without contamination of the melt with titanium was experimentally established. For additives

титана меньших 0,015% от массы завалки в температурном интервале 1360-1440°С нитриды титана в никельхромовом расплаве не образуютс  из-за окислени  титана растворенным кислородом. В этом случае титан работает как раскислитель. Если количество титана превышает 0,045% от массы завалки, расплав легируетс  титаном, что дл  сплавов без титана  вл етс  нежелательным. Кроме того, повышение содержани  титана сопровождаетс  увеличением растворимости азота в конечном металле, а из-за вторичного окислени  титана происходит загр знение сплава оксидами. В за вл емых количествах присадка титана по указанному температурному и шлаковому режиму св зывает азот в нитриды без насыщени  расплава титаном.titanium less than 0.015% of the mass of the filling in the temperature range 1360-1440 ° C. Titanium nitrides in the nickel-chromium melt are not formed due to the oxidation of titanium with dissolved oxygen. In this case, titanium works as a deoxidizing agent. If the amount of titanium exceeds 0.045% by weight of the charge, the melt is alloyed with titanium, which is undesirable for alloys without titanium. In addition, an increase in the titanium content is accompanied by an increase in the solubility of nitrogen in the final metal, and due to the secondary oxidation of titanium, the alloy is contaminated with oxides. In the amounts claimed, the titanium additive at the specified temperature and slag conditions binds nitrogen to nitrides without saturating the melt with titanium.

В литературе отсутствуют сведени  о выплавке никельхромовых сплавов с введением хрома совместно с никелем и легированными отходами в завалку, после расплавлени  которой производ т деазота- цию расплава по нитридному механизму путем дачи титана при строго определенной температуре и основности шлака. В услови х открытой электроплавки указанный способ дл  экономии легирующих и повышени  выхода годного при производстве никелевых сплавов ранее не примен лс .There is no information in the literature on the smelting of nickel-chromium alloys with the introduction of chromium together with nickel and alloyed waste into the filling, after melting of which the de-nitration of the melt is carried out by the nitride mechanism by giving titanium at a strictly defined temperature and slag basicity. Under the conditions of open electrofusion, this method has not been previously used to save alloying and increase the yield of nickel alloys in the production of nickel alloys.

Пример. Использование предлагаемого способа при выплавке нихрома Х20Н80 в 5-тонной дуговой электропечи.Example. Using the proposed method in the smelting of nichrome X20H80 in a 5-ton electric arc furnace.

В завалку используют металлический никель, хром, кусковые отходы, листовую обрезь и стружку нихрома. На подину печи перед завалкой шихты дают известь и плавиковый шпат из расчета получени  основности шлака после расплавлени  шихты и при последующей плавке, равной 3,2. После расплавлени  завалки при 1400±40°С в металл присаживают металлический титан в количествах, соответствующих за вл емым переделами и выход щих за эти пределы. Далее при 1470°С расплав легируют металлическим марганцем, а шлак раскисл ют смесью из порошкообразного силикокаль- ци , извести и провер ют ковкость квадратной пробы, после чего в расплав ввод т металлический кальций в количестве до 1 кг/т, отбирают пробы на химанализ и провод т рафичировку под белым шлаком, который навод т присадкой в печь смеси из извести и силикокальци . Перед выпуском в металл ввод т кальций из расчета его получени  в готовом металле 0,03-0,06 мае. %, производ т отков квадратной пробы и при 1510 С металл выпускают из печи, Разливку провод т обычным пор дком в несмазанные изложницы дл  слитков массой (Ж 600 кг.Metallic nickel, chromium, lumpy waste, sheet trimmings and nichrome chips are used in the filling. On the furnace hearth, before charging the charge, lime and fluorspar are given at the rate of obtaining the slag basicity after the charge is melted and during subsequent smelting equal to 3.2. After the melting of the charge at 1400 ± 40 ° C, metallic titanium is deposited in the metal in amounts corresponding to the required redistribution and beyond these limits. Then, at 1470 ° C, the melt is doped with metal manganese, and the slag is smelted with a mixture of powdered silicocalcium, lime, and the ductility of a square sample is checked, after which calcium metal is introduced into the melt in an amount up to 1 kg / t, samples are taken for chemical analysis and they grind under white slag, which is induced by a mixture of lime and silicocalcium in the furnace. Before release, calcium is injected into the metal at the rate of its production in the finished metal 0.03-0.06 May. %, square samples are cast and, at 1510 ° C, the metal is discharged from the furnace. Casting is carried out in the usual order into ungreased molds for ingots of mass (G 600 kg.

Слитки на стане 600 прокатывают в заготовку 125 мм по известной технологии По результатам взвешивани  слитков и проката рассчитывают выход годного при переделе сплава.The ingots on the mill 600 are rolled into a billet of 125 mm according to a known technology. Based on the results of weighing the ingots and rolled products, the yield for the alloy redistribution is calculated.

Результаты по выплавке сплаеа по предлагаемой технологии сравнивают с выплавкой сплава по известной технологии, по которой после раскислени  и легировани  расплава за 15 мин до выпуска металла из печи в него присаживают на 0,05 мае. % титана с целью возможного удалени  азота из сплава. Полученные слитки проход т аналогичный передел в заготовку 125 мм.The results of melting the melt according to the proposed technology are compared with melting of the alloy according to the known technology, by which, after deoxidation and alloying of the melt, 15 minutes before the metal is released from the furnace, it is placed at 0.05 May. % titanium in order to remove nitrogen from the alloy. The resulting ingots are similarly processed into a 125 mm billet.

В табл. 2 приведены данные о вли нии способа выплавки нихрома с обработкой расплава титаном под шлаком с регламентированной основностью при 1400± 40°С после расплавлени  завалки После присадки титана в расплав содержание азота в сплаве Х20Н80, выплавленном по предлагаемой технологии с оптимальным расходом титана на плавке, в 2 раза ниже предела растворимости азота дл  нихрома и отсутствует загр знение сплава титаном и нит- ридами. По сравнению с известной технологией содержание азота снижают на 30 отн. %, что дает возможность повысить выход годного при переделе слитков в заготовку на 4 абс. % по сравнению с металлом In tab. 2 shows data on the effect of the method of smelting nichrome with melt processing by titanium under slag with a regulated basicity at 1,400 ± 40 ° С after melting the filling. After titanium was added to the melt, the nitrogen content in the X20H80 alloy melted according to the proposed technology with the optimal consumption of titanium in smelting, 2 times lower than the solubility limit of nitrogen for nichrome and there is no contamination of the alloy with titanium and nitrides. Compared with the known technology, the nitrogen content is reduced by 30 rel. %, which makes it possible to increase the yield when ingots are converted into a billet by 4 abs. % compared to metal

Claims (1)

известной технологии выплавки Выход годного по оптимальным вариантам выплавки повышает 70% что возможно благодар  более высокой технологической пластичности металла, в котором отсутствуют нитриды размером 35-40 мкм В сплаве полученном по известной технологии наблюдаютс  строчки нитридов, выт нутые в направлении прокатки, а также отдельно вз тые крупные нитриды титана, которые  вл лись причиной образовани  большого количества грубых рванин и трещин. Сплав выплавленный по предлагаемой технологии указанных дефектов не имеет даже при повышенном содержании хрома, близком к верхнему пределу по марочному составу Формула изобретени  Способ выплавки никельхромовых сплавов включающий завалку шихты расплавление , ввод титана и выпуск металла из печи, отличающийс  тем что с целью экономии легирующих, снижени  загр зненности металла нитридами и увеличени  выхода годного во врем  расплавлени  шихты навод т известково-глинозем-крем- неземистый шлак с основностью 1,5-5,0, а титан ввод т после расплавлени  завалки при температуре расплава 1360-1440°С в количестве 0,015-0 045% от массы металло- шихтыknown smelting technology The yield of suitable smelting options increases 70% which is possible due to the higher technological plasticity of the metal, in which there are no nitrides of 35-40 µm. In the alloy obtained by the known technology, there are stitches of nitrides elongated in the direction of rolling, as well as Large titanium nitrides, which caused a large number of coarse flaws and cracks. The alloy produced according to the proposed technology does not have these defects even with an elevated chromium content close to the upper limit of the grade composition. Formula of the invention The method of smelting nickel-chrome alloys, including charge melting, titanium introduction and metal release from the furnace, is different in that in order to save alloying, reduce metal contamination with nitrides and an increase in the yield of the useful during melting of the charge induce lime-alumina-silica slag with a basicity of 1.5-5.0, and titanium is introduced after p fusion filling a melt temperature of 1360-1440 ° C in an amount of 0,015-0 045% by weight of metal charge Основность,(%СаО)Mainness, (% CaO) В (%510г)B (% 510g) Температура плавлени  шлака,°СSlag melting point, ° C Отношение Т пд. шлакаThe ratio of T DD. slag пл. эвтектикиsquare eutectic Ni-CrNi-Cr Угол смачивани  шлаком нитрида титана, градThe wetting angle of the slag titanium nitride, hail ПримечаниеNote 1L 1,53,25,05,21,53,25,05,2 135013&01 301 |i+01 50135013 & 01 301 | i + 01 50 1,,015 1, 1,075 1,0521, 015 1, 1.075 1.052 ОABOUT ОABOUT ОABOUT Низка  Смачивание шлаком основ- нитрида титана хорошее ность шлака приводит к загр знению металла кремниемLow Slag wetting with titanium basic nitride; good slag contamination of the metal with silicon Нитрид плохо шлакомNitride bad slag 1,53,25,05,21,53,25,05,2 ОABOUT ОABOUT Нитрид титана плохо смачиваетс  шлакомTitanium nitride poorly moistened with slag Примечание. Масса завалки 5700 кг. Стандартное усвоение титана .Note. The filling weight is 5700 kg. Standard absorption of titanium.
SU904868095A 1990-09-21 1990-09-21 Method of nickel-chrome alloys melt SU1749245A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904868095A SU1749245A1 (en) 1990-09-21 1990-09-21 Method of nickel-chrome alloys melt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904868095A SU1749245A1 (en) 1990-09-21 1990-09-21 Method of nickel-chrome alloys melt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1749245A1 true SU1749245A1 (en) 1992-07-23

Family

ID=21537087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904868095A SU1749245A1 (en) 1990-09-21 1990-09-21 Method of nickel-chrome alloys melt

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1749245A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699887C1 (en) * 2018-07-31 2019-09-11 Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №572503, к л С 21 С 5/52 1976. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699887C1 (en) * 2018-07-31 2019-09-11 Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006206967A (en) Method for continuously casting free-cutting steel for machine structure
JP6990337B1 (en) Ni-based alloy with excellent surface properties and its manufacturing method
JP6937190B2 (en) Ni-Cr-Mo-Nb alloy and its manufacturing method
US4726839A (en) Process and an arrangement for the production of steel from sponge iron
US5207844A (en) Method for manufacturing an Fe-Ni cold-rolled sheet excellent in cleanliness and etching pierceability
SU1749245A1 (en) Method of nickel-chrome alloys melt
JP2021107571A (en) Stainless steel having excellent surface properties and method for producing the same
US5391241A (en) Fe-Ni alloy cold-rolled sheet excellent in cleanliness and etching pierceability
JPH0790471A (en) High mn and high n austenitic stainless steel cast slab and its production
JP3668087B2 (en) High-cleaning refining method for stainless steel
RU2070228C1 (en) Method of smelting highly chromium nickel alloy
JP7248153B2 (en) Method for manufacturing slab
JP3404115B2 (en) Refining method of austenitic stainless steel with excellent hot workability
SU889718A1 (en) Alumina material for smelting steel refining slag
SU1089149A1 (en) Method for smelting rail steel
SU1057554A1 (en) Method for steel production
SU908485A1 (en) Rimming promoter for treating steel
RU2044063C1 (en) Method for making low-alloyed steel with niobium
SU1089145A1 (en) Slag-forming mix for steel casting
RU1768649C (en) Method of steel production
SU1038368A1 (en) Method for making low-carbon steel
SU1341212A1 (en) Method of treating and finishing steel outside furnace in ladle
WO2024106225A1 (en) S-containing stainless steel with excellent surface properties and producing method thereof
JPH068481B2 (en) Mild steel for machine cutting and its manufacturing method
SU692673A1 (en) Killed steel casting method