RU2355790C2 - Method of alloying of steels and alloys during process of electroslag remelting - Google Patents
Method of alloying of steels and alloys during process of electroslag remelting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2355790C2 RU2355790C2 RU2007108278/02A RU2007108278A RU2355790C2 RU 2355790 C2 RU2355790 C2 RU 2355790C2 RU 2007108278/02 A RU2007108278/02 A RU 2007108278/02A RU 2007108278 A RU2007108278 A RU 2007108278A RU 2355790 C2 RU2355790 C2 RU 2355790C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloying
- remelting
- flux
- ingot
- materials
- Prior art date
Links
- 238000005275 alloying Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000592 Ferroniobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000628 Ferrovanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- ZFGFKQDDQUAJQP-UHFFFAOYSA-N iron niobium Chemical compound [Fe].[Fe].[Nb] ZFGFKQDDQUAJQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N iron vanadium Chemical compound [V].[Fe] PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при получении высококачественных легированных сталей и сплавов при электрошлаковом переплаве.The invention relates to special electrometallurgy and can be used to produce high-quality alloy steels and alloys in electroslag remelting.
Известен способ легирования электрошлакового металла в процессе переплава, при котором для увеличения степени усвоения легирующих материалов вместе с их окислами подают углерод. При этом усвоение легирующих элементов увеличивается с 5-6 до 40-60% (авт. св. СССР №1585339, кл. С22В 9/18, 15.08.90 г.).A known method of alloying electroslag metal in the process of remelting, in which to increase the degree of assimilation of alloying materials, together with their oxides, carbon is supplied. In this case, the assimilation of alloying elements increases from 5-6 to 40-60% (ed. St. USSR No. 1585339, class C22B 9/18, 08/15/90).
Недостатком известного способа является то, что в начале переплава усвоение легирующих элементов на 15-25% меньше, чем при формировании остальной части слитка, в результате чего увеличивается технологическая обрезь со стороны нижней части слитка.The disadvantage of this method is that at the beginning of remelting the assimilation of alloying elements is 15-25% less than during the formation of the rest of the ingot, as a result of which the technological trim from the bottom of the ingot increases.
Известен способ легирования стали при электрошлаковом переплаве, включающий порционную подачу легирующих элементов в плавильное пространство. Масса порций и периоды их подачи зависят от скорости наплавления, массы жидкой металлической ванны, концентрации легирующих элементов в расходуемом электроде, требуемой концентрации элементов в готовом слитке и др. (авт. св. СССР №1420048, кл. С22В 9/18, 30.08.88 г.).A known method of alloying steel in electroslag remelting, comprising a batch supply of alloying elements in the melting space. The mass of portions and the periods of their supply depend on the deposition rate, the mass of the liquid metal bath, the concentration of alloying elements in the consumable electrode, the required concentration of elements in the finished ingot, etc. (ed. St. USSR No. 1420048, class C22B 9/18, 30.08. 88 g.).
Недостатком известного способа является то, что усвоение легирующих элементов в начале переплава и в процессе переплава разное. В нижней части слитка усвоение легирующих элементов на 15-25% меньше, чем в остальной части слитка.The disadvantage of this method is that the assimilation of alloying elements at the beginning of remelting and in the process of remelting is different. In the lower part of the ingot, the absorption of alloying elements is 15–25% less than in the rest of the ingot.
В качестве прототипа принят способ электрошлаковой выплавки заготовки из стали, легированной титаном, включающий дифференцированную подачу в шлак по ходу плавки раскислителя, при этом первую порцию раскислителя в количестве 1,1-3,5% от общего подают в кристалллизатор до заливки шлака (SU №1387460, кл. С22В 9/18, 30.08.90 г.).As a prototype, a method of electroslag smelting of a billet from steel alloyed with titanium was adopted, which includes differential supply to the slag during the melting of the deoxidizer, while the first portion of the deoxidizer in the amount of 1.1-3.5% of the total is fed to the mold before filling the slag (SU No. 1387460, class СВВ 9/18, 08/30/90).
Недостатком известного способа является то, что он относится к переплаву только сталей, легированных титаном, и в нем речь идет не о легировании, а о раскислении флюса, с целью избежать угара титана из стали. Смесь титана и алюминия, имеющих высокое сродство к кислороду, подаваемая на флюс, связывает имеющийся во флюсе кислород. Этот способ для легирования металла элементами, не имеющими высокого сродства к кислороду, не гарантирует равномерного распределения легирующих элементов по сечению слитка в его нижней части.The disadvantage of this method is that it relates to the remelting only of steel alloyed with titanium, and it is not about alloying, but about deoxidation of flux in order to avoid the loss of titanium from steel. A mixture of titanium and aluminum, having a high affinity for oxygen supplied to the flux, binds the oxygen present in the flux. This method for alloying metal with elements that do not have high affinity for oxygen does not guarantee uniform distribution of alloying elements over the cross section of the ingot in its lower part.
Задачей изобретения является легирование металла в процессе электрошлакового переплава с равномерным распределением легирующих элементов по слитку и уменьшение обрези нижней части слитка.The objective of the invention is the alloying of metal in the process of electroslag remelting with a uniform distribution of alloying elements across the ingot and reducing the trimmings of the bottom of the ingot.
Задача решается следующим образом. До начала переплава в кристаллизатор печи в смеси с флюсом засыпают легирующие материалы, каждый в количестве 1-2% от его массы и фракцией 2-3 мм, а остальная часть легирующих материалов в процессе переплава подается через дозатор. Возможно легирование несколькими элементами.The problem is solved as follows. Before the remelting begins, alloying materials are poured into the furnace mold in a mixture with flux, each in an amount of 1-2% of its mass and a fraction of 2-3 mm, and the rest of the alloying materials in the process of remelting is fed through a dispenser. Doping with several elements is possible.
Загрузка части легирующих материалов в смеси с флюсом позволяет увеличить содержание легирующего элемента в нижней части слитка.Loading part of the alloying materials in a mixture with flux allows you to increase the content of the alloying element in the lower part of the ingot.
Тщательное перемешивание флюса с легирующими материалами перед загрузкой флюса в кристаллизатор необходимо для равномерного распределения его по объему шлаковой ванны, что дает равномерное усвоение легирующих элементов по сечению наплавляемого слитка в нижней его части.Thorough mixing of the flux with alloying materials before loading the flux into the mold is necessary for its uniform distribution over the volume of the slag bath, which gives uniform absorption of alloying elements over the cross section of the deposited ingot in its lower part.
Если загружать флюс и легирующие материалы отдельно, возможна ликвация легирующих по сечению слитка в его нижней части, что увеличит технологическую обрезь.If you load flux and alloying materials separately, it is possible to segregate the alloying alloys over the cross section of the ingot in its lower part, which will increase the technological trim.
Загрузка легирующих материалов в количестве 1 -2% позволяет получить содержание легирующего элемента в нижней части слитка такое же, как и по всей высоте слитка.Loading alloying materials in an amount of 1 -2% allows you to get the content of the alloying element in the lower part of the ingot is the same as over the entire height of the ingot.
При загрузке легирующих материалов в количестве менее 1% от массы флюса содержание легирующих элементов в нижней части слитка меньше, чем по всей высоте слитка.When loading alloying materials in an amount of less than 1% by weight of the flux, the content of alloying elements in the lower part of the ingot is less than over the entire height of the ingot.
При загрузке легирующих материалов в количестве более 2% от массы флюса содержание легирующих элементов в нижней части слитка больше, чем по высоте слитка.When loading alloying materials in an amount of more than 2% by weight of the flux, the content of alloying elements in the lower part of the ingot is greater than the height of the ingot.
При фракции легирующих материалов 2-3 мм процент усвоения легирующих элементов в нижней части слитка соответствует его усвоению в остальной части слитка и технологическая обрезь нижней его части не превышает 130 мм.When the fraction of alloying materials is 2-3 mm, the percentage of assimilation of alloying elements in the lower part of the ingot corresponds to its assimilation in the rest of the ingot and the technological trimming of its lower part does not exceed 130 mm.
При фракции легирующих материалов менее 2 мм усвоение легирующих элементов в нижней части слитка меньше, чем в остальной части из-за того, что при загрузке флюса происходит сублимация мелкой фракции.When the fraction of alloying materials is less than 2 mm, the absorption of alloying elements in the lower part of the ingot is less than in the rest due to the sublimation of the fine fraction when the flux is loaded.
При фракции легирующих материалов более 3 мм процент усвоения легирующих элементов в нижней части слитка меньше, чем в остальной части из-за недостаточно быстрого их расплавления.When the fraction of alloying materials is more than 3 mm, the percentage of assimilation of alloying elements in the lower part of the ingot is less than in the rest because of their insufficiently fast melting.
Пример конкретного осуществленияCase Study
На ОАО «Златоустовский металлургический завод» проведена работа по легированию металла марганцем, кремнием, хромом, ванадием и ниобием в процессе переплава расходуемых электродов на электрошлаковой печи.OJSC “Zlatoust Metallurgical Plant” carried out work on alloying metal with manganese, silicon, chromium, vanadium and niobium in the process of remelting consumable electrodes in an electroslag furnace.
Исходные материалы для легирования (феррохром марки ФХ800, марганец металлический, ферросилиций марки ФС65-75, хром металлический, феррованадий марки ВД1-3, феррониобий марки ФНб 55-60) подвергались дроблению и просеиванию через сито с ячейками 2-3 мм. Состав смеси для дозатора состоял из легирующего элемента или ферросплава, содержащего его, порошка алюминия и флюса, используемого для переплава в соотношении 3:1:1. Смесь тщательно перемешивали.The starting materials for alloying (ferrochrome grade ФХ800, manganese metal, ferrosilicon grade ФС65-75, chromium metal, ferrovanadium grade ВД1-3, ferroniobium grade ФНб 55-60) were crushed and sieved through a sieve with 2-3 mm mesh. The composition of the mixture for the dispenser consisted of an alloying element or a ferroalloy containing it, aluminum powder and flux used for remelting in a ratio of 3: 1: 1. The mixture was thoroughly mixed.
По одному из вариантов легирование металла в процессе плавки производилось через дозатор. Количество легирующего элемента в смеси выбирали из условий содержания его в расходуемом электроде, степени усвоения, массы слитка.According to one of the options, alloying of the metal during the smelting process was carried out through a batcher. The amount of the alloying element in the mixture was selected from the conditions of its content in the consumable electrode, the degree of assimilation, the mass of the ingot.
По остальным вариантам кроме подачи легирующего элемента через дозатор его добавляли во флюс. Для этого различное количество легирующего материала после дробления и просеивания через сито перемешивали с флюсом и засыпали в кристаллизатор перед началом плавки.In other options, in addition to feeding the alloying element through the dispenser, it was added to the flux. For this, a different amount of alloying material after crushing and sieving through a sieve was mixed with flux and poured into a crystallizer before melting.
Результаты опытов приведены в таблицах 1 и 2.The results of the experiments are shown in tables 1 and 2.
При ЭШП с легированием металла через дозатор без добавления легирующего элемента во флюс перед началом плавки технологическая обрезь нижней части слитка составила 250-300 мм (20%) из-за недостаточного ее легирования.In ESR with metal alloying through a dispenser without adding an alloying element to the flux, before technological start, the technological trim of the lower part of the ingot was 250-300 mm (20%) due to its insufficient alloying.
При ЭШП с легированием металла через дозатор с добавкой легирующего материала менее 1% от массы флюса обрезь нижней части слитка составила 200 мм (13,5%) из-за недостаточного ее легирования.In ESR with metal alloying through a dispenser with the addition of alloying material less than 1% of the flux mass, the trim of the lower part of the ingot was 200 mm (13.5%) due to insufficient alloying.
При ЭШП с легированием металла через дозатор с добавкой легирующих материалов более 2% от массы флюса до начала переплава технологическая обрезь слитка составила 200-250 мм (16%) от нижней части слитка из-за излишнего легирования.In ESR with metal alloying through a dispenser with the addition of alloying materials, more than 2% of the flux mass before remelting, the technological trim of the ingot was 200-250 mm (16%) from the bottom of the ingot due to excessive alloying.
При ЭШП с легированием металла через дозатор с добавлением в рабочий флюс до начала переплава 1-2% легирующего материала от массы флюса легирующий элемент равномерно распределяется по высоте и сечению всего слитка и технологическая обрезь слитка составляет 100-130 мм (8,7%).In ESR with metal alloying through a dispenser with the addition of 1-2% of the alloying material by weight of the flux to the working flux before the remelting begins, the alloying element is evenly distributed over the height and cross section of the entire ingot and the technological trim of the ingot is 100-130 mm (8.7%).
Предлагаемый способ позволяет получить увеличение выхода годного металла более чем на 10%.The proposed method allows to obtain an increase in the yield of metal by more than 10%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007108278/02A RU2355790C2 (en) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | Method of alloying of steels and alloys during process of electroslag remelting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007108278/02A RU2355790C2 (en) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | Method of alloying of steels and alloys during process of electroslag remelting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007108278A RU2007108278A (en) | 2008-09-10 |
| RU2355790C2 true RU2355790C2 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=39866671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007108278/02A RU2355790C2 (en) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | Method of alloying of steels and alloys during process of electroslag remelting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2355790C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2701698C1 (en) * | 2019-06-14 | 2019-09-30 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Method of billet alloying by means of melting electrode with coating in process of electroslag remelting |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1420048A1 (en) * | 1986-10-08 | 1988-08-30 | Донецкий политехнический институт | Method of alloying in electroslag remelting of consumable electrodes |
| SU1585339A1 (en) * | 1988-07-26 | 1990-08-15 | Курганский машиностроительный институт | Method of comprehensive alloying of electroslag metal |
| SU1387460A1 (en) * | 1985-10-10 | 1990-08-30 | Научно-производственное объединение по технологии машиностроения | Method of electroslag melting of billet of titanium-alloyed steel |
| RU2207388C2 (en) * | 2001-09-28 | 2003-06-27 | Институт материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН | Method of electroslag remelting |
-
2007
- 2007-03-05 RU RU2007108278/02A patent/RU2355790C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1387460A1 (en) * | 1985-10-10 | 1990-08-30 | Научно-производственное объединение по технологии машиностроения | Method of electroslag melting of billet of titanium-alloyed steel |
| SU1420048A1 (en) * | 1986-10-08 | 1988-08-30 | Донецкий политехнический институт | Method of alloying in electroslag remelting of consumable electrodes |
| SU1585339A1 (en) * | 1988-07-26 | 1990-08-15 | Курганский машиностроительный институт | Method of comprehensive alloying of electroslag metal |
| RU2207388C2 (en) * | 2001-09-28 | 2003-06-27 | Институт материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН | Method of electroslag remelting |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2701698C1 (en) * | 2019-06-14 | 2019-09-30 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Method of billet alloying by means of melting electrode with coating in process of electroslag remelting |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007108278A (en) | 2008-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105936978B (en) | A kind of electroslag remelting gas nitriding that pressurizes prepares the slag system of high-nitrogen austenitic stainless steel | |
| CN102834537A (en) | Secondary titanium alloy and method for manufacturing same | |
| TWI707960B (en) | Silicon based alloy, method for the production thereof and use of such alloy | |
| CN101492757B (en) | Calcium-silicon alloy metallurgical material | |
| RU2355790C2 (en) | Method of alloying of steels and alloys during process of electroslag remelting | |
| JP6164387B1 (en) | Method for producing alloy steel powder for sintered member raw material | |
| WO2017043091A1 (en) | Method for producing alloyed steel powder for sintered member starting material | |
| CN108950273B (en) | Intermediate alloy and preparation method and application thereof | |
| RU2364637C1 (en) | Method of heavy-alloyed stainless steel electroslag remelting | |
| JP6728934B2 (en) | Continuous casting method for molten steel | |
| JP4653140B2 (en) | Melting method of metal ingot by electron beam melting | |
| RU2318032C1 (en) | Ferrotitanium used to alloy the steel and the method of its alumino-thermal production of the ferrotitanium | |
| DE2047298A1 (en) | Production of special steels, super alloys and titanium and / or vanadium alloys | |
| RU2004599C1 (en) | Admixture for alloying for molten metal | |
| RU2365467C2 (en) | Method of obtaining boron alloying alloy for alloying of steel | |
| RU2385948C2 (en) | Method of receiving of stainless austenitic steel | |
| RU2247158C1 (en) | Method of extra-furnace alloying of iron-carbon alloys in ladle | |
| TWI659110B (en) | Sulfur additive material for molten steel and manufacturing method of sulfur additive steel | |
| JPH0215618B2 (en) | ||
| DE1929720A1 (en) | Process for direct reduction and continuous casting of metallic materials | |
| RU2836980C1 (en) | Steel modification method | |
| RU2369642C1 (en) | Wire for out-of-furnace treatment of melt (versions) | |
| RU2215803C2 (en) | Method of production of aluminum alloy | |
| RU2434061C1 (en) | Agglomerate for treatment of vanadium containing iron in converter | |
| RU2223332C1 (en) | Method of micro-alloying and modification of steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090306 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20101110 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140306 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160520 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160530 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170116 |