RU2582406C1 - Flux for electroslag melting of solid and hollow ingots from boron-containing steels - Google Patents
Flux for electroslag melting of solid and hollow ingots from boron-containing steels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582406C1 RU2582406C1 RU2014153636/02A RU2014153636A RU2582406C1 RU 2582406 C1 RU2582406 C1 RU 2582406C1 RU 2014153636/02 A RU2014153636/02 A RU 2014153636/02A RU 2014153636 A RU2014153636 A RU 2014153636A RU 2582406 C1 RU2582406 C1 RU 2582406C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flux
- boron
- solid
- oxide
- magnesium
- Prior art date
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 14
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 title abstract description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 title abstract description 15
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 11
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 12
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
- C22B9/18—Electroslag remelting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/10—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрошлаковой переплавке и может найти применение при выплавке сплошных и полых слитков из конструкционных борсодержащих сталей.The invention relates to electroslag remelting and may find application in the smelting of solid and hollow ingots from structural boron-containing steels.
Известен флюс для электрошлаковой переплавки стали, содержащий, фторид магния, оксид алюминия, оксид магния и фторид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид алюминия 30-50, оксид магния до 10, фторид магния до 10, фторид кальция остальное (GB 1126434, С22В 9/18, опубликовано 05.09.1968).Known flux for electroslag remelting steel containing magnesium fluoride, aluminum oxide, magnesium oxide and calcium fluoride in the following ratio of components, wt.%: Aluminum oxide 30-50, magnesium oxide up to 10, magnesium fluoride up to 10, calcium fluoride the rest (GB 1126434, C22B 9/18, published 05.09.1968).
Наиболее близким по технической сущности является флюс для электрошлаковой выплавки борсодержащих сталей, содержащий оксид алюминия, оксид магния, оксид кальция, двуокись титана и фторид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид алюминия 18-20, оксид магния 8-10, оксид кальция 10-12, двуокись титана 6-8, фторид кальция 54-56 (RU 2423536, С22В 9/18, опубликовано 10.07.2011).The closest in technical essence is a flux for electroslag smelting of boron-containing steels containing aluminum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, titanium dioxide and calcium fluoride in the following ratio, wt.%: Aluminum oxide 18-20, magnesium oxide 8-10, oxide calcium 10-12, titanium dioxide 6-8, calcium fluoride 54-56 (RU 2423536, C22B 9/18, published July 10, 2011).
Недостатком известных флюсов является их высокая температура плавления. Для получения качественного флюса для выплавки борсодержащих сталей должно соблюдаться условие: температура плавления флюса должна быть на 100-150°C ниже температуры плавления металла, а рабочая температура его, то есть та, при которой обеспечивается процесс плавления без разложения составляющих компонентов флюса, должна быть на 200-300°C выше температуры плавления металла. Температура плавления борсодержащих сталей ниже температуры плавления всех легированных сталей и имеет величину порядка 1320-1370°C, в зависимости от химического состава. Температура же известных флюсов, в том числе флюса по изобретению, выше 1400°C. Поэтому при электрошлаковом переплаве под известными флюсами невозможно получить слиток из борсодержащей стали, который по всем параметрам отвечает предъявляемым требованиям, так как получается слиток либо с хорошей поверхностью, но с низкими механическими свойствами, либо с хорошей плотностью литого металла, но с плохой поверхностью, требующей значительных затрат на механическую обработку. Кроме того, из-за того, что температура плавления борсодержащих сталей намного ниже рабочей температуры применяемых флюсов, расходуемый электрод оплавляется чрезвычайно интенсивно и постоянно выскакивает из шлаковой ванны, в результате чего возникает дуговой процесс и происходит неконтролируемый процесс окисления компонентов металла.A disadvantage of the known fluxes is their high melting point. To obtain a high-quality flux for smelting boron-containing steels, the following condition must be met: the melting temperature of the flux should be 100-150 ° C lower than the melting temperature of the metal, and its operating temperature, that is, the one at which the melting process is ensured without decomposition of the flux components, should 200-300 ° C higher than the melting temperature of the metal. The melting temperature of boron-containing steels is lower than the melting temperature of all alloy steels and has a value of the order of 1320-1370 ° C, depending on the chemical composition. The temperature of the known fluxes, including the flux according to the invention, is higher than 1400 ° C. Therefore, with electroslag remelting using known fluxes, it is impossible to obtain an ingot from boron-containing steel, which meets all the requirements in all respects, since the ingot is either with a good surface, but with low mechanical properties, or with a good density of cast metal, but with a poor surface, requiring significant costs for machining. In addition, due to the fact that the melting temperature of boron-containing steels is much lower than the operating temperature of the fluxes used, the consumable electrode melts extremely intensively and constantly jumps out of the slag bath, as a result of which an arc process arises and an uncontrolled oxidation of metal components occurs.
Задачей изобретения и техническим результатом является создание флюса с температурой плавления не выше 1250°C, который стабилен до температуры 1600°C, обеспечивает повышение качества поверхности и плотности выплавляемого слитка из борсодержащей стали, а также уменьшение интенсивности расплавления расходуемого электрода.The objective of the invention and the technical result is to create a flux with a melting point not higher than 1250 ° C, which is stable up to a temperature of 1600 ° C, provides an increase in surface quality and density of the smelted ingot from boron-containing steel, as well as a decrease in the melting rate of the consumable electrode.
Технический результат достигается тем, что флюс для электрошлаковой выплавки сплошных и полых слитков из борсодержащих сталей содержит оксид алюминия, оксид магния, фторид кальция и фторид магния при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид алюминия 7-10, оксид магния 3-8, фторид кальция 48-57, фторид магния 28-35.The technical result is achieved in that the flux for electroslag smelting of solid and hollow ingots of boron steels contains aluminum oxide, magnesium oxide, calcium fluoride and magnesium fluoride in the following ratio of components, wt.%: Aluminum oxide 7-10, magnesium oxide 3-8, calcium fluoride 48-57, magnesium fluoride 28-35.
Технический результат также достигается тем, что флюс содержит диоксид титана в количестве 3-8 мас.% и оксид бора в количестве 1,5-4 мас.%.The technical result is also achieved in that the flux contains titanium dioxide in an amount of 3-8 wt.% And boron oxide in an amount of 1.5-4 wt.%.
Электрошлаковую выплавку полых слитков проводили в укороченном подвижном кристаллизаторе с установленным на нем дорном, формирующим внутреннюю полость слитка. Для начала процесса выплавки полой заготовки в кристаллизатор заливали предварительно расплавленный во флюсоплавильной печи флюс, так называемый жидкий старт. Сплошной слиток может выплавляться как на жидком, так и на твердом старте. Флюс при выплавке сплошного слитка содержал, мас.%: оксид алюминия 7-8, оксид магния 5-7, фторид магния 29-31, диоксид титана 3-4, фторид кальция остальное, а при выплавке полого слитка, мас.%: оксид алюминия 7-8, оксид магния 5-7, фторид магния 29-31, диоксид титана 3-4, оксид бора 1,5-2, фторид кальция остальное.Electroslag smelting of hollow ingots was carried out in a shortened movable mold with a mandrel installed on it, forming the inner cavity of the ingot. To start the process of smelting a hollow billet, a so-called liquid start, previously melted in a flux-smelting furnace, was poured into the mold. A solid ingot can be smelted both on a liquid and on a solid start. The flux during smelting of a continuous ingot contained, wt.%: Alumina 7-8, magnesium oxide 5-7, magnesium fluoride 29-31, titanium dioxide 3-4, calcium fluoride, and the rest during smelting of a hollow ingot, wt.%: Oxide aluminum 7-8, magnesium oxide 5-7, magnesium fluoride 29-31, titanium dioxide 3-4, boron oxide 1.5-2, calcium fluoride the rest.
В процессе выплавки полого слитка происходит встречное движение расходуемого электрода и кристаллизатора с дорном, формирующее полый слиток. При выплавке слитков на его поверхностях образуется тонкий слой закристаллизованного шлака по изобретению - гарниссаж, который обеспечивает хорошее качество поверхности слитка. При этом температура плавления флюса по изобретению была менее 1240°C. Флюс был стабилен при температурах менее 1600°C.In the process of smelting a hollow ingot, there is an oncoming movement of a sacrificial electrode and a mold with a mandrel, forming a hollow ingot. When the ingots are smelted, a thin layer of crystallized slag according to the invention is formed on its surfaces - a skull, which ensures good quality of the surface of the ingot. The melting point of the flux according to the invention was less than 1240 ° C. The flux was stable at temperatures below 1600 ° C.
На лабораторной печи ЭШП ГНЦ ОАО «НПО ЦНИИТМАШ» с использованием флюса по изобретению из борсодержащей стали 04Х14Т5Р2Ф (ЦТМШ-1) с содержанием бора 2,2 мас.% и температурой плавления 1354°С в подвижных кристаллизаторах были выплавлены: сплошной слиток диаметром 160 мм, высотой 800 мм и полая заготовка диаметром 270 мм с отверстием диаметром 160 мм и высотой 540 мм. В процессе выплавки не наблюдалось перехода в дуговой процесс и неконтролируемого выброса плавящегося электрода. Слитки имели гладкую поверхность и плотную макроструктуру.On a laboratory furnace ESHP SSC NPO TsNIITMASH using the flux according to the invention from boron-containing steel 04X14T5R2F (TsTMSh-1) with a boron content of 2.2 wt.% And a melting point of 1354 ° C in mobile crystallizers, the following was melted: a solid ingot with a diameter of 160 mm , 800 mm high and a hollow workpiece with a diameter of 270 mm with a hole with a diameter of 160 mm and a height of 540 mm. During the smelting process, there was no transition to an arc process and an uncontrolled ejection of a melting electrode. The ingots had a smooth surface and a dense macrostructure.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014153636/02A RU2582406C1 (en) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Flux for electroslag melting of solid and hollow ingots from boron-containing steels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014153636/02A RU2582406C1 (en) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Flux for electroslag melting of solid and hollow ingots from boron-containing steels |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2582406C1 true RU2582406C1 (en) | 2016-04-27 |
Family
ID=55794452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014153636/02A RU2582406C1 (en) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Flux for electroslag melting of solid and hollow ingots from boron-containing steels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2582406C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2656910C1 (en) * | 2017-09-15 | 2018-06-07 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Flux for electroslag smelting of solid and hollow ingots from boron-containing steels |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1126434A (en) * | 1966-07-14 | 1968-09-05 | Wiggin & Co Ltd Henry | Electro-slag remelting processes |
| US5311655A (en) * | 1990-10-05 | 1994-05-17 | Bohler Edelstahl Gmbh | Method of manufacturing titanium-aluminum base alloys |
| RU2423536C1 (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-10 | Открытое Акционерное Общество "Златоустовский металлургический завод" | Procedure for melting hollow ingots of titan and boron containing grades of steel by method of esr (electro-slag re-melting) |
| RU2515411C1 (en) * | 2013-01-18 | 2014-05-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of titanium-based alloys production |
-
2014
- 2014-12-29 RU RU2014153636/02A patent/RU2582406C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1126434A (en) * | 1966-07-14 | 1968-09-05 | Wiggin & Co Ltd Henry | Electro-slag remelting processes |
| US5311655A (en) * | 1990-10-05 | 1994-05-17 | Bohler Edelstahl Gmbh | Method of manufacturing titanium-aluminum base alloys |
| RU2423536C1 (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-10 | Открытое Акционерное Общество "Златоустовский металлургический завод" | Procedure for melting hollow ingots of titan and boron containing grades of steel by method of esr (electro-slag re-melting) |
| RU2515411C1 (en) * | 2013-01-18 | 2014-05-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of titanium-based alloys production |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2656910C1 (en) * | 2017-09-15 | 2018-06-07 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Flux for electroslag smelting of solid and hollow ingots from boron-containing steels |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA93651C2 (en) | Electroslag system for refinement or producing of metal and method for refinement and method for producing of metal | |
| RU2011143383A (en) | METHOD AND DEVICE FOR SEMI-CONTINUOUS CASTING OF HOLLOW METAL PREPARATIONS AND PRODUCTS PRODUCED THROUGH THEM | |
| RU2423536C1 (en) | Procedure for melting hollow ingots of titan and boron containing grades of steel by method of esr (electro-slag re-melting) | |
| RU2470084C1 (en) | Foundry alloy for casting heat-resistant titanium alloy and method of its making | |
| RU2582406C1 (en) | Flux for electroslag melting of solid and hollow ingots from boron-containing steels | |
| CN112301230B (en) | Hollow electroslag remelting consumable electrode, preparation method thereof and electroslag remelting method | |
| JP6510342B2 (en) | Continuous casting powder for Al-containing steel and continuous casting method | |
| KR102283343B1 (en) | Slag for electro slag remelting and the method for preparing ingot using the same | |
| ZHUANG | Smelting and casting technologies of Fe-25Mn-3Al-3Si twinning induced plasticity steel for automobiles | |
| JPH0639635B2 (en) | Electroslag remelting method for copper and copper alloys | |
| CN108559891A (en) | Aluminium, zinc, magnesium, the wrought aluminium alloy of scandium system and its manufacturing method | |
| RU2328538C1 (en) | Method of production of multylayer ingots by electroslag remelting | |
| RU2578879C1 (en) | Method for production of titanium-corrosion-resistant steel by electroslag remelting | |
| CN103769551B (en) | The production technology of a kind of aluminium silicon magnesium system Birmasil | |
| IT201800004541A1 (en) | Process for the production of a superalloy and superalloy obtained with the process | |
| JP2009167511A (en) | Ingot manufacturing method by electroslag remelting method | |
| BR112016028856A2 (en) | ? process of manufacturing a low alloy steel ingot, and, part made of low alloy steel? | |
| RU2399685C1 (en) | Procedure for production of hollow ingots of titanium containing grades of steel by method of electric slag re-melting (esr) | |
| RU2557438C1 (en) | Chrome-based heat resisting alloy and method of smelting of chrome-based alloy | |
| RU2656910C1 (en) | Flux for electroslag smelting of solid and hollow ingots from boron-containing steels | |
| JP4505811B2 (en) | Casting method for molten alloy | |
| CN117305611B (en) | Nickel-copper alloy electroslag remelting method | |
| RU2796483C1 (en) | Method for smelting titanium- and boron-containing grade ingots by electroslag remelting method | |
| RU2506142C1 (en) | Method electroslag casting of billet of casing with branch pipe | |
| RU2778039C1 (en) | Method for modifying the structure of cast blanks from antifriction bronze for diffusion welding with steel (options) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191230 |