[go: up one dir, main page]

RU2699887C1 - Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis - Google Patents

Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis Download PDF

Info

Publication number
RU2699887C1
RU2699887C1 RU2018127999A RU2018127999A RU2699887C1 RU 2699887 C1 RU2699887 C1 RU 2699887C1 RU 2018127999 A RU2018127999 A RU 2018127999A RU 2018127999 A RU2018127999 A RU 2018127999A RU 2699887 C1 RU2699887 C1 RU 2699887C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vacuum
waste
furnace
metal
alloy
Prior art date
Application number
RU2018127999A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Владимирович Шильников
Илья Викторович Кабанов
Борис Владимирович Троянов
Татьяна Александровна Топилина
Original Assignee
Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь"
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 Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" filed Critical Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь"
Priority to RU2018127999A priority Critical patent/RU2699887C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2699887C1 publication Critical patent/RU2699887C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.SUBSTANCE: invention relates to special metallurgy, specifically to methods of producing 42HNM alloy on nickel base with recycling of wastes. Method consists of preparation of charge materials containing standard and off-standard wastes, including chips, formation of filling of vacuum furnace, subsequent vacuum remelting and metal casting, at that, remelting is carried out at high vacuum with electromagnetic mixing, and metal casting is performed in vacuum in steel pipes or molds with obtaining secondary activated standardized waste in form of electrode, which in the composition of charge materials fall into open induction furnace with protective cover for alloying 42HNM alloy.EFFECT: method provides resource saving due to waste recycling, including saving of expensive and scarce charge materials, and ensures compliance with chemical composition requirements.6 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

1. Область техники1. The technical field

Изобретение относится к области специальной металлургии, конкретно к способам получения прецизионного сплава 42ХНМ (ЭП630У) на никелевой основе, предназначенного для изделий специального назначения; особо тонкостенных труб применяемых для изготовления деталей в реакторостроении, оболочек ТВЭЛов, СВП и РИН (рабочих источников нейтронов), элементов активной зоны ядерных реакторов, с использованием рециклирования отходов, а также может быть применено для получения иных сплавов.The invention relates to the field of special metallurgy, specifically to methods for producing a precision alloy 42XHM (EP630U) on a nickel basis, intended for products for special purposes; especially thin-walled pipes used for the manufacture of parts in reactor engineering, cladding of fuel elements, SVP and RIN (working sources of neutrons), elements of the active zone of nuclear reactors, using waste recycling, and can also be used to produce other alloys.

2. Предшествующий уровень техники2. The prior art

Известен «Способ получения литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе с применением отходов» (Патент RU №2190680 (С22С 1/02) 2001), путем рафинирования отходов в вакууме. Недостатком технического решения является узкий диапазон технологических режимов для локальных составов не учитывающий разнородность отходов и возможность корректировки состава.The well-known "Method for producing casting heat-resistant nickel-based alloys using waste" (Patent RU No. 2190680 (С22С 1/02) 2001), by refining waste in vacuum. The disadvantage of the technical solution is a narrow range of technological modes for local compositions that does not take into account the heterogeneity of the waste and the possibility of adjusting the composition.

Известен «Способ производства безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе» (Патент RU №2310004 (С22С 1/03, С22С 19/05, С22С 1/06) 2005), в котором переплавленные в вакууме шихтовые материалы рафинируют в две стадии путем введения в расплав окислителя в атмосфере инертного газа и последующем введением в вакууме хрома, активных легирующих элементов, РЗМ и рафинирование кальцием. Недостатком технического решения является то, что он не позволяет выплавлять сплавы с высоким содержанием хрома из-за большого угара и окисления, а также невозможность получения в сплаве низких содержаний вредных примесей.The well-known "Method for the production of carbon-free casting heat-resistant nickel-based alloys" (Patent RU No. 2310004 (С22С 1/03, С22С 19/05, С22С 1/06) 2005), in which charge materials melted in vacuum are refined in two stages by introduction into the oxidizer melt in an inert gas atmosphere and the subsequent introduction of chromium, active alloying elements, rare-earth metals and calcium refining in a vacuum. The disadvantage of the technical solution is that it does not allow smelting alloys with a high chromium content due to high fumes and oxidation, as well as the inability to obtain low levels of harmful impurities in the alloy.

Известен «Способ получения жаропрочных никелевых сплавов переработкой металлических отходов» (Патент RU2398905 (С22С 19/03, С22В 7/00) 2009), включающий загрузку металлических отходов, их расплавление и последующее рафинирование. Недостатком способа является отсутствие возможности корректировки состава при подготовке к основной выплавке.The well-known "Method for producing heat-resistant nickel alloys by processing metal waste" (Patent RU2398905 (C22C 19/03, C22B 7/00) 2009), including the loading of metal waste, its melting and subsequent refining. The disadvantage of this method is the inability to adjust the composition in preparation for the main smelting.

Известен также, принятый заявителем за наиболее близкий аналог, «Способ получения литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе» (Патент RU №2470081, (С22С 1/02, С22В 9/02), 2011).Also known, adopted by the applicant for the closest analogue, “Method for producing casting heat-resistant nickel-based alloys” (Patent RU No. 2470081, (С22С 1/02, С22В 9/02), 2011).

Способ включает подготовку шихтовых материалов при получении сплавов на никелевой основе, включающий очистку от технических механических примесей некондиционных отходов, введение состава из очищенных некондиционных отходов идентичных сплаву в состав шихтовых материалов, и их последующий переплав в вакууме.The method includes the preparation of charge materials in the preparation of nickel-based alloys, including cleaning of technical mechanical impurities of substandard waste, introducing a composition of purified substandard waste identical to the alloy into the composition of charge materials, and their subsequent re-melting in vacuum.

Недостатком известного способа является отсутствие эффективных операций химико-физической корректировки некондиционных отходов на стадии подготовки шихтовых материалов.The disadvantage of this method is the lack of effective operations of chemical-physical adjustment of substandard waste at the stage of preparation of the charge materials.

3. Сущность изобретения3. The invention

3.1. Постановка технической задачи3.1. Statement of the technical problem

Обеспечение ресурсосбережения в том числе экономии дорогостоящих и дефицитных шихтовых материалов при выплавке прецизионного сплава 42ХНМ (ЭП630У) на никелевой основе с использованием рециклирования отходов путем активации их не реализованных резервов.Resource-saving, including saving expensive and scarce charge materials during smelting of the precision alloy 42KHNM (EP630U) on a nickel basis using waste recycling by activating their unrealized reserves.

Результат решения технической задачиThe result of solving a technical problem

Задача ресурсосбережения решена путем вовлечения в производство прецизионного сплава 42ХНМ (ЭП630У) вторичных кондиционных отходов, полученных путем подготовки и рафинирования кондиционных и некондиционных отходов собственной марки. При этом во вторичных кондиционных отходах обеспечивается получение идентичного химического состава основной шихтовой загрузки.The resource-saving task was solved by involving in the production of the precision alloy 42KHNM (EP630U) secondary conditioned waste obtained by the preparation and refining of our own brand of conditioned and substandard waste. At the same time, in secondary conditioned waste, the identical chemical composition of the main charge charge is obtained.

3.2. Отличительные признаки3.2. Features

В отличии от известного технического решения при получении сплавов на никелевой основе включающее подготовку шихтовых материалов, очистку от технических механических примесей некондиционных отходов, введение состава, из очищенных некондиционных отходов идентичного марочному сплаву в состав шихтовых материалов, и их последующий переплав в вакууме; в заявленном техническом решении на стадии подготовки шихтовых материалов из кондиционных и некондиционных отходов, для их рециклирования и получения вторичных активированных кондиционных отходов, последовательно осуществляют выплавку в вакуумной индукционной печи на высоком вакууме (не выше 25×10-3 мм рт.ст.) с использованием электромагнитного перемешивания (ЭМП), после чего выполняют разливку через разливочный желоб с установленными двумя перегородками и пенокерамическим фильтром, что обеспечивает физико-химическую очистку и получение продукта с идентичным химическим составом основной шихтовой загрузки, который вводят в состав шихты открытой индукционный выплавки марочного металла в количестве до 40%.In contrast to the known technical solution for the production of nickel-based alloys, it includes the preparation of charge materials, purification of technical mechanical impurities of substandard waste, the introduction of a composition of purified substandard waste identical to the grade alloy into the composition of charge materials, and their subsequent re-melting in vacuum; in the claimed technical solution at the stage of preparation of charge materials from conditioned and substandard waste, for their recycling and receipt of secondary activated conditioned waste, they are sequentially smelted in a vacuum induction furnace under high vacuum (not higher than 25 × 10 -3 mm Hg) s using electromagnetic stirring (EMF), after which casting is performed through a pouring trough with two baffles and a foam-ceramic filter installed, which ensures physico-chemical cleaning and a product with an identical chemical composition of the main charge load, which is introduced into the composition of the charge of open induction smelting of grade metal in an amount of up to 40%.

Завалку вакуумной индукционной печи формируют с использованием кондиционных и некондиционных отходов собственной марки, в том числе стружки в количестве до 40% от веса завалки. При этом стружку предварительно прокаливают в отжигательной печи в чугунной жаровне насыпным слоем не более (600÷800)мм при температуре (500÷800)°С в течение 2÷3 часов. Охлаждение стружки производится с печью в течение 7÷8 часов до температуры 20÷50°С.The filling of the vacuum induction furnace is formed using standard and non-standard waste of its own brand, including shavings in an amount of up to 40% of the weight of the filling. In this case, the chips are preliminarily calcined in an annealing furnace in a cast-iron brazier with a bulk layer of not more than (600–800) mm at a temperature of (500–800) ° C for 2–3 hours. Chip cooling is carried out with the furnace for 7 ÷ 8 hours to a temperature of 20 ÷ 50 ° C.

Шихту сплава 42ХНМ (ЭП630У) выплавляют в вакуумной индукционной печи на высоком вакууме (не выше 25×10-3 мм рт.ст.). После расплавления завалки при температуре расплава (1480÷1520)°С металл выдерживают под вакуумом в течение 10÷15 минут с подключением электромагнитного перемешивания на 5÷7 минут в середине выдержки.The alloy mixture 42XHM (EP630U) is smelted in a vacuum induction furnace under high vacuum (not higher than 25 × 10 -3 mm Hg). After the filling is melted at the melt temperature (1480 ÷ 1520) ° С, the metal is kept under vacuum for 10-15 minutes with the electromagnetic stirring connected for 5-7 minutes in the middle of the exposure.

Разливку металла производят в вакууме при температуре (1540÷1560)°С в стальные трубы ∅80÷100 мм или в изложницы ∅200÷250 мм с теплоизоляционными вкладышами через разливочный желоб с установленными в нем двумя перегородками, для отсечки шлака, и специально подготовленным пенокерамическим фильтром.Metal is cast in a vacuum at a temperature of (1540 ÷ 1560) ° C in steel pipes ∅80 ÷ 100 mm or in molds ∅200 ÷ 250 mm with heat-insulating inserts through a casting trough with two baffles installed in it, for cutting off slag, and specially prepared ceramic foam filter.

Кроме того, боковую поверхность выплавленных заготовок, перед дальнейшем использованием на выплавку марочного металла, подвергают сплошной абразивной чистке поверхности на глубину 5÷7% от диаметра заготовки и удаляют технологическую обрезь с обоих сторон.In addition, the lateral surface of the melted billets, before further use for smelting of branded metal, is subjected to continuous abrasive cleaning of the surface to a depth of 5-7% of the diameter of the billet and the technological trim on both sides is removed.

3.3. Перечень фигур чертежей3.3. List of drawings

На фиг. 1 представлена структурная блок-схема способа производства прецизионного сплава 42ХНМ (ЭП630У) на никелевой основе, где 1. - Формирование завалки открытой индукционной печи; 1а. - «Свежие» (штатные) компоненты шихты; 1б. - Корректирующие компоненты шихты (легирующие добавки); 2. - Открытая индукционная (ОИ) выплавка марочного металла; 3. - Разливка электродов ОИ выплавки; 4. - Обработка электродов ОИ выплавки; 5. - Производство металлопродукции; 6. - Некондиционные отходы (6-1. - Недоливки, скрап; 6-2. - Прибыльные части; 6-3. - Стружка); 7 - Кондиционные технологические отходы (7-1. -Технологическая обрезь; 7-2. - Остатки от раскроя); 8. - Формирование завалки вакуумной индукционной (ВИ) печи; 9. - Механическая чистка и обработка отходов; 10.In FIG. 1 is a structural block diagram of a method for producing a precision alloy 42KHNM (EP630U) on a nickel basis, where 1. - Formation of filling an open induction furnace; 1a. - “Fresh” (standard) charge components; 1b. - Corrective components of the mixture (alloying additives); 2. - Open induction (OI) smelting of grade metal; 3. - Casting electrodes OI smelting; 4. - Processing of electrodes OI smelting; 5. - Production of metal products; 6. - Substandard waste (6-1. - Underfilling, scrap; 6-2. - Profitable parts; 6-3. - Chips); 7 - Conditioned technological waste (7-1. -Technological trimmings; 7-2. - Residues from cutting); 8. - The formation of filling the vacuum induction (VI) furnace; 9. - Mechanical cleaning and waste treatment; 10.

- Выплавка в вакуумной индукционной (ВИ) печи; 10а. - «Высокий» вакуум и электромагнитное перемешивание; 11. - Разливка электродов через систему отсечки шлака и фильтрации металла; 12. - Обработка электродов ВИ выплавки; 13. - Вторичные активированные кондиционные отходы.- Smelting in a vacuum induction (VI) furnace; 10a. - "High" vacuum and electromagnetic stirring; 11. - Casting of electrodes through a slag cut-off system and metal filtration; 12. - Processing of electrodes of VI smelting; 13. - Secondary activated conditioned waste.

ОИ выплавка - открытая индукционная выплавка на фиг. 1 блок 2; ВИ выплавкаSI smelting - open induction smelting in FIG. 1 block 2; VI smelting

- вакуумная индукционная выплавка на фиг. 1 блок 10.- vacuum induction smelting in FIG. 1 block 10.

4. Описание изобретения4. Description of the invention

В заявленном техническом решении на стадии подготовки шихтовых материалов осуществляют операции химико-физической корректировки отходов собственной марки, при этом последовательно выполняют следующие действия получения прецизионного сплава на никелевой основе (Фиг. 1.):In the claimed technical solution, at the stage of preparation of the charge materials, operations of chemical-physical adjustment of the waste of its own brand are carried out, while the following steps are sequentially performed to obtain a precision nickel-based alloy (Fig. 1.):

- предварительная выплавка в вакуумной индукционной печи отходов собственной марки, в том числе стружки в количестве до 40% от веса завалки, на высоком вакууме (не выше 25×10-3 мм рт.ст.) (Фиг. 1, блок 8, 10);- preliminary smelting in a vacuum induction furnace of own brand waste, including shavings in an amount up to 40% of the filling weight, at high vacuum (not higher than 25 × 10 -3 mm Hg) (Fig. 1, block 8, 10 );

- после расплавления завалки при температуре расплава (1480÷1520)°С металл выдерживают под вакуумом в течение 10÷15 минут с подключением электромагнитного перемешивания на 5÷7 минут в середине выдержки с использованием электромагнитного перемешивания (Фиг. 1, блок 10 и 10а);- after filling the melt at the melt temperature (1480 ÷ 1520) ° С, the metal is kept under vacuum for 10-15 minutes with the electromagnetic stirring connected for 5-7 minutes in the middle of exposure using electromagnetic stirring (Fig. 1, block 10 and 10a) ;

- разливка металла в вакууме через разливочный желоб с установленными двумя перегородками, для отсечки шлака, и специально подготовленный пенокерамический фильтр при температуре (1540÷1560)°С в стальные трубы ∅80÷100 мм или в изложницы ∅200÷250 мм с теплоизоляционными вкладышами (Фиг. 1, блок 11) предназначенными для получения укороченной прибыльной части слитков, электродов, литой прутковой заготовки, исключающей проникновение усадочной раковины в тело слитка и предотвращающей образование поперечных трещин;- casting of metal in vacuum through a casting chute with two baffles installed, for slag cut-off, and a specially prepared foam ceramic filter at a temperature of (1540 ÷ 1560) ° С in steel pipes ∅80 ÷ 100 mm or in molds ∅200 ÷ 250 mm with heat-insulating inserts (Fig. 1, block 11) designed to obtain a shortened profitable part of the ingots, electrodes, cast bar stock, which excludes the penetration of the shrink shell into the body of the ingot and prevents the formation of transverse cracks;

- выплавка марочного металла в открытой индукционной печи с защитной крышкой с использованием полученных вторичных активированных кондиционных отходов (Фиг. 1, блок 1 и 2), при этом:- smelting of grade metal in an open induction furnace with a protective cover using the resulting secondary activated conditioned waste (Fig. 1, block 1 and 2), while:

- завалку вакуумной индукционной печи формируют с использованием стружки (до 40% от веса завалки) и кусковых отходов собственной марки (Фиг. 1, блок 8);- filling the vacuum induction furnace is formed using chips (up to 40% of the weight of the filling) and lump waste of its own brand (Fig. 1, block 8);

- стружка предварительно прокаливается в отжигательной печи в чугунной жаровне насыпным слоем не более (600÷800)мм при температуре (500÷800)°С в течение 2÷3 часов;- the chips are preliminarily calcined in an annealing furnace in a cast-iron brazier with a bulk layer of not more than (600–800) mm at a temperature of (500–800) ° C for 2–3 hours;

- охлаждение стружки производится с печью в течение 7÷8 часов до температуры 20÷50°С;- the chips are cooled with the furnace for 7 ÷ 8 hours to a temperature of 20 ÷ 50 ° C;

- выплавку в вакуумной индукционной печи производят на высоком вакууме (не выше 25×10-3 мм рт.ст.) с подключением электромагнитного перемешивания на 5÷7 минут в середине выдержки металла под вакуумом в течение 10÷15 минут после расплавления завалки при температуре расплава (1480÷1520)°С (Фиг. 1, блок 10 и 10а);- smelting in a vacuum induction furnace is carried out at high vacuum (not higher than 25 × 10 -3 mm RT.article) with the connection of electromagnetic stirring for 5 ÷ 7 minutes in the middle of exposure to metal under vacuum for 10 ÷ 15 minutes after the filling is melted at a temperature melt (1480 ÷ 1520) ° C (Fig. 1, block 10 and 10a);

- разливку металла производят в вакууме при температуре (1540÷1560)°С в стальные трубы ∅80÷100 мм или в изложницы ∅200÷250 мм с теплоизоляционными вкладышами через разливочный желоб с установленными в нем двумя перегородками, для отсечки шлака, и специально подготовленным пенокерамическим фильтром (Фиг. 1, блок 11);- metal is cast in a vacuum at a temperature of (1540 ÷ 1560) ° C in steel pipes ∅80 ÷ 100 mm or in molds ∅200 ÷ 250 mm with heat-insulating inserts through a casting trough with two baffles installed in it, to cut off the slag, and specially prepared ceramic foam filter (Fig. 1, block 11);

- боковую поверхность выплавленных шихтовых заготовок перед использованием на выплавку марочного металла подвергают сплошной абразивной чистке на глубину 5÷7% от диаметра электрода и удаляют технологическую обрезь с обоих сторон (Фиг. 1, блок 12);- the side surface of the melted charge preforms is subjected to continuous abrasive cleaning to a depth of 5–7% of the electrode diameter before being used for smelting grade metal and the technological trim on both sides is removed (Fig. 1, block 12);

- подготовленные шихтовые заготовки используют на выплавку марочного металла в количестве до 40% от веса плавки (Фиг. 1, блок 13).- prepared charge billets are used for smelting grade metal in an amount up to 40% of the weight of the heat (Fig. 1, block 13).

Разработанная прогрессивная технология выплавки шихтовых заготовок сплава 42ХНМ (ЭП630У) включает:The developed progressive technology for the smelting of billets of alloy 42KHNM (EP630U) includes:

- возврат в производство дефицитных и дорогостоящих материалов (рециклирование отходов - литники, скрап, настыли с тигля, прибыльные части открытых слитков, стружка, технологическая обрезь, остатки от раскроя) (Фиг. 1, блок 6 и 7);- return to production of scarce and expensive materials (waste recycling - gates, scrap, treads from the crucible, profitable parts of open ingots, shavings, technological trimmings, residues from cutting) (Fig. 1, block 6 and 7);

- полное использование всех видов отходов без ухудшения свойств сплава и обеспечение суженного химического состава, а также обеспечение низкого содержания азота в марочном металле в рекомендованных пределах (0,03-0,15%)(Фиг. 1, блок 10 и 10а);- full use of all types of waste without compromising the properties of the alloy and ensuring a narrowed chemical composition, as well as ensuring a low nitrogen content in the grade metal within the recommended ranges (0.03-0.15%) (Fig. 1, block 10 and 10a);

- быстрое заведение жидкой ванны в начальный период ОИ плавки, сокращение времени расплавления металла и обеспечение присадки хрома металлического непосредственно в жидкий металл.- quick establishment of a liquid bath in the initial period of the OI smelting, reducing the time of melting of the metal and ensuring the addition of metallic chromium directly into the liquid metal.

Использование предлагаемого способа позволяет осуществить очистку от технических (прокалка стружки, абразивные чистки) и физико-химических примесей (возможность корректировки химического состава) материалов.Using the proposed method allows for the cleaning of technical (calcining chips, abrasive cleaning) and physico-chemical impurities (the ability to adjust the chemical composition) of materials.

Использование предлагаемого способа позволяет получать чистые по неметаллическим и шлаковым включениям шихтовые заготовки, а также позволяет сэкономить при выплавке марочного металла дорогостоящие и дефицитные шихтовые материалы (никель, хром, молибден, вольфрам).Using the proposed method allows to obtain charge blanks clean with respect to non-metallic and slag inclusions, and also saves expensive and scarce charge materials (nickel, chromium, molybdenum, tungsten) when smelting grade metal.

5. Пример конкретного выполнения (реализация способа)5. An example of a specific implementation (implementation of the method)

Способ может быть реализован на комплексной установке стандартного оборудования:The method can be implemented on the integrated installation of standard equipment:

а. отжиг стружки производится в однокамерной газовой печи с выкатным подом;but. chip annealing is carried out in a single-chamber gas hearth furnace;

б. выплавка шихтовых заготовок (вторичные активированные кондиционные отходы) осуществляется в 1,5-тонной вакуумной индукционной печи, оборудованной системой отсечки шлака и фильтрации металла;b. smelting of billets (secondary activated conditioned waste) is carried out in a 1.5-ton vacuum induction furnace equipped with a system for slag cut-off and metal filtration;

в. сплошная абразивная чистка шихтовых заготовок производится на обдирочно-шлифовальном станке;at. continuous abrasive cleaning of charge billets is carried out on a peeling-grinding machine;

г. удаление технологической обрези с обоих сторон заготовок производится на абразивно-отрезном станке;d. the removal of technological trim on both sides of the workpieces is carried out on an abrasive cutting machine;

г. выплавка марочного металла с использованием вторичных активированных отходов производится в открытой индукционной печи емкостью 1,0 т с защитной крышкой.d. smelting of grade metal using secondary activated waste is carried out in an open induction furnace with a capacity of 1.0 t with a protective cover.

В состав завалки для выплавки активированных кондиционных отходов входит 60% собственных кондиционных (технологических) отходов и 40% стружки (возврат собственного производства), предварительно очищенной следующим образом:The filling for smelting activated conditioned waste includes 60% of our own conditioned (technological) waste and 40% of shavings (return of our own production), previously cleaned as follows:

- прокалка в отжигательной однокамерной газовой печи с выкатным подом в чугунной жаровне насыпным слоем не более (600÷800)мм при температуре (500÷800)°С в течение 2÷3 часов;- calcination in an annealing single-chamber gas furnace with a roll-out hearth in a cast-iron brazier with a bulk layer of not more than (600 ÷ 800) mm at a temperature of (500 ÷ 800) ° C for 2 ÷ 3 hours;

- далее произвели ее охлаждение с печью в течение 7÷8 часов до температуры 20÷50°С.- then it was cooled with the furnace for 7 ÷ 8 hours to a temperature of 20 ÷ 50 ° C.

Затем выполнена выплавка в 1,5-тонной вакуумной индукционной печи на высоком вакууме (не выше 25×10-3 мм рт.ст.). После расплавления завалки при температуре расплава (1480÷1520)°С металл выдержали под вакуумом в течение (10÷15) минут и подключили электромагнитное перемешивание на 5÷7 минут в середине выдержки.Then, smelting was performed in a 1.5-ton vacuum induction furnace under high vacuum (not higher than 25 × 10 -3 mm Hg). After the filling was melted at the melt temperature (1480 ÷ 1520) ° С, the metal was kept under vacuum for (10 ÷ 15) minutes and the electromagnetic stirring was connected for 5-7 minutes in the middle of the exposure.

Разливку металла осуществили в вакууме при температуре (1540÷1560)°С в стальные трубы ∅80÷100 мм и в изложницы ∅200÷250 мм с теплоизоляционными вкладышами через разливочный желоб с установленными в нем двумя перегородками, для отсечки шлака, и специально подготовленным пенокерамическим фильтром. В таблице 1 приведен химический состав выплавленной шихтовой заготовки (активированный кондиционный отход).The metal was cast in vacuum at a temperature of (1540 ÷ 1560) ° С in steel pipes ∅80 ÷ 100 mm and in molds ∅200 ÷ 250 mm with heat-insulating inserts through a casting trough with two baffles installed in it, for cutting off the slag, and specially prepared ceramic foam filter. Table 1 shows the chemical composition of the smelted charge stock (activated conditioned waste).

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Далее боковую поверхность выплавленных шихтовых заготовок перед использованием на выплавку марочного металла подвергли сплошной абразивной чистке на обдирочно-шлифовальном станке на глубину 5-7% от диаметра электрода и удалили технологическую обрезь с обоих сторон на отрезном станке.Next, the lateral surface of the melted charge preforms was subjected to continuous abrasive cleaning on a rough grinding machine to a depth of 5-7% of the electrode diameter before being used for smelting grade metal and the technological cut was removed from both sides on a cutting machine.

Подготовленные шихтовые заготовки использовали на выплавку в открытой индукционной печи марочного металла сплава 42ХНМ (ЭП630У) в качестве активированных (вторичных кондиционных) отходов в количестве до 40% от веса плавки. Это позволило завести жидкую ванну в начальный период плавки, сократить время расплавления металла, обеспечить присадку хрома металлического непосредственно в жидкий металл и, как следствие, снизить расход «свежих» компонентов шихты до 40%.Prepared billets were used for smelting in an open induction furnace of branded metal alloy 42XHM (EP630U) as activated (secondary conditioned) waste in an amount of up to 40% of the weight of the heat. This made it possible to start a liquid bath in the initial melting period, to reduce the time of metal melting, to ensure the addition of metallic chromium directly to liquid metal, and, as a result, to reduce the consumption of “fresh” charge components by up to 40%.

В таблице 2 приведены результаты контрольно-сдаточных испытаний трубной заготовки ∅60 мм сплава 42ХНМ (ЭП630У), выплавленного с применением активированных кондиционных отходов.Table 2 shows the results of acceptance tests of a ∅60 mm pipe billet of alloy 42KHNM (EP630U) smelted using activated conditioned waste.

Figure 00000003
Figure 00000003

Из таблицы 2 видно, что свойства металла, выплавленного с применением активированных отходов, соответствуют предъявляемым требованиям и имеют запас по всем характеристикам.Table 2 shows that the properties of the metal smelted using activated waste meet the requirements and have a margin of all characteristics.

Заявленное техническое решение опробовано в производственных условиях на АО «Металлургический завод «Электросталь» с положительным результатом.The claimed technical solution was tested in a production environment at JSC Metallurgical Plant Elektrostal with a positive result.

Данная технология позволяет сэкономить дорогостоящие и дефицитные шихтовые материалы (никель, хром, молибден, вольфрам), и снизить стоимость производства электродов сплава 42ХНМ (ЭП630У) для дальнейшего передела на 10%.This technology allows to save expensive and scarce charge materials (nickel, chromium, molybdenum, tungsten), and reduce the cost of production of 42KHNM alloy electrodes (EP630U) for further redistribution by 10%.

Claims (6)

1. Способ получения сплава на никелевой основе 42ХНМ путем утилизации кондиционных и некондиционных отходов, включающий подготовку шихтовых материалов, содержащих кондиционные и некондиционные отходы, включающие стружку, формирование завалки вакуумной печи, последующий вакуумный индукционный переплав и разливку металла, отличающийся тем, что вакуумный индукционный переплав проводят при высоком вакууме с электромагнитным перемешиванием, а разливку металла производят в вакууме при температуре 1540÷1560°C в стальные трубы ∅80÷100мм или изложницы ∅200÷250мм с получением вторичных активированных кондиционных отходов в виде электрода, которые в составе шихтовых материалов подают в открытую индукционную печь с защитной крышкой для выплавки сплава 42ХНМ. 1. A method of producing a nickel-based alloy 42XHM by disposing of conditioned and substandard waste, including the preparation of charge materials containing conditioned and substandard waste, including shavings, forming a vacuum furnace filling, subsequent vacuum induction remelting and metal casting, characterized in that the vacuum induction remelting carried out under high vacuum with electromagnetic stirring, and the metal is cast in vacuum at a temperature of 1540 ÷ 1560 ° C in steel pipes ∅80 ÷ 100mm or ∅200 ÷ 250mm with receiving secondary activated conditioned waste in the form of an electrode, which, as part of the charge materials, is fed into an open induction furnace with a protective cover for smelting 42XHM alloy. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед формированием завалки стружку предварительно прокаливают в отжигательной печи в чугунной жаровне насыпным слоем не более 600÷800 мм при температуре 500÷800°C в течение 2÷3 часов, затем производят ее охлаждение с печью в течение 7÷8 часов до температуры 20÷50°C. 2. The method according to p. 1, characterized in that before the formation of the filling, the chips are preliminarily calcined in an annealing furnace in a cast-iron roaster with a bulk layer of not more than 600 ÷ 800 mm at a temperature of 500 ÷ 800 ° C for 2 ÷ 3 hours, then it is cooled with the furnace for 7 ÷ 8 hours to a temperature of 20 ÷ 50 ° C. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вакуумный индукционный переплав осуществляют при высоком вакууме не выше 25×10-3 мм рт.ст., после расплавления завалки металл выдерживают под вакуумом в течение 10÷15 минут при температуре расплава 1480÷1520°C, при этом в середине выдержки осуществляют электромагнитное перемешивание в течение 5÷7 минут. 3. The method according to p. 1, characterized in that the vacuum induction remelting is carried out at high vacuum not higher than 25 × 10 -3 mm Hg, after melting the filling, the metal is kept under vacuum for 10-15 minutes at a melt temperature of 1480 ÷ 1520 ° C, while in the middle of the exposure carry out electromagnetic stirring for 5 ÷ 7 minutes. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разливку металла в стальные трубы или в изложницы осуществляют через разливочный желоб с установленными в нем двумя перегородками для отсечки шлака и пенокерамическим фильтром. 4. The method according to p. 1, characterized in that the casting of metal into steel pipes or molds is carried out through a casting chute with two baffle plates installed in it for cutting off slag and a ceramic foam filter. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что боковую поверхность выплавленных электродов из вторичных активированных кондиционных отходов перед подачей в индукционную печь для выплавки сплава 42ХНМ подвергают сплошной абразивной чистке на глубину 5-7% от диаметра электрода и удалению технологической обрези с обеих сторон. 5. The method according to p. 1, characterized in that the lateral surface of the molten electrodes from the secondary activated conditioned waste is subjected to continuous abrasive cleaning to a depth of 5-7% of the diameter of the electrode and removal of the technological edge on both sides before being fed to the induction furnace for smelting 42XHM alloy . 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электроды из вторичных активированных кондиционных отходов подают в индукционную печь в количестве до 40% от веса плавки.6. The method according to p. 1, characterized in that the electrodes from the secondary activated conditioned waste are fed into the induction furnace in an amount up to 40% by weight of the heat.
RU2018127999A 2018-07-31 2018-07-31 Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis RU2699887C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018127999A RU2699887C1 (en) 2018-07-31 2018-07-31 Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018127999A RU2699887C1 (en) 2018-07-31 2018-07-31 Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2699887C1 true RU2699887C1 (en) 2019-09-11

Family

ID=67989508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018127999A RU2699887C1 (en) 2018-07-31 2018-07-31 Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2699887C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749409C1 (en) * 2020-09-25 2021-06-09 Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" Method for smelting high-chromium nickel alloy of ep648-vi grade
RU210595U1 (en) * 2021-12-06 2022-04-21 Николай Джемалович Кикнадзе Electric storage battery
CN116536535A (en) * 2023-04-28 2023-08-04 江苏奇纳新材料科技有限公司 Nickel-based superalloy turning scraps recycling method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1749245A1 (en) * 1990-09-21 1992-07-23 Электрометаллургический завод "Электросталь" им.И.Ф.Тевосяна Method of nickel-chrome alloys melt
RU2398905C1 (en) * 2009-10-22 2010-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Procedure for production of heat resistant nickel alloys by metal wastes processing
RU2470081C1 (en) * 2011-05-05 2012-12-20 Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" Method of making castable refractory nickel-based alloys
US8501086B2 (en) * 2008-03-25 2013-08-06 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Nickel based alloy
US8858875B2 (en) * 2009-09-18 2014-10-14 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Nickel based alloy material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1749245A1 (en) * 1990-09-21 1992-07-23 Электрометаллургический завод "Электросталь" им.И.Ф.Тевосяна Method of nickel-chrome alloys melt
US8501086B2 (en) * 2008-03-25 2013-08-06 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Nickel based alloy
US8858875B2 (en) * 2009-09-18 2014-10-14 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Nickel based alloy material
RU2398905C1 (en) * 2009-10-22 2010-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Procedure for production of heat resistant nickel alloys by metal wastes processing
RU2470081C1 (en) * 2011-05-05 2012-12-20 Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" Method of making castable refractory nickel-based alloys

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749409C1 (en) * 2020-09-25 2021-06-09 Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" Method for smelting high-chromium nickel alloy of ep648-vi grade
RU210595U1 (en) * 2021-12-06 2022-04-21 Николай Джемалович Кикнадзе Electric storage battery
CN116536535A (en) * 2023-04-28 2023-08-04 江苏奇纳新材料科技有限公司 Nickel-based superalloy turning scraps recycling method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2672651C1 (en) Method of producing heat-resistant superalloy hn62bmktyu on nickel based
KR102616983B1 (en) Processes for producing low nitrogen, essentially nitride-free chromium and chromium plus niobium-containing nickel-based alloys and the resulting chromium and nickel-based alloys
RU2699887C1 (en) Method of producing high-precision alloy 42hnm (ep630y) on nickel basis
CN112430767A (en) Large-size hollow ingot casting and ingot casting method
CN110230005A (en) A kind of high carbon chromium cold roll blank steel and preparation method thereof
CN112359284A (en) High-strength low-temperature-toughness wear-resistant steel plate HY550NME and production method thereof
CN111004937A (en) Purifying smelting process for hot corrosion resistant cast nickel-based high-temperature alloy
CN104651662B (en) The vacuum induction melting method of titanium-aluminium alloy target material
RU2398905C1 (en) Procedure for production of heat resistant nickel alloys by metal wastes processing
WO1997000978A1 (en) Process for the manufacture of a high carbon cobalt-chromium-molybdenum alloy
CN115156495A (en) Method for controlling corner cracks of medium-carbon high-silicon steel continuous casting square billet
RU2749409C1 (en) Method for smelting high-chromium nickel alloy of ep648-vi grade
CN106381441B (en) A kind of 10Cr11Co3W3NiMoVNbNB low carbon low silicons low-aluminium high boron steel smelting process
CN118639055A (en) Nickel-boron-aluminum intermediate alloy for high-temperature alloy and preparation method thereof
RU2716326C1 (en) Method of obtaining high-alloy heat resistant alloys on nickel base with titanium and aluminium content in narrow range
CN117888008A (en) High-strength and high-toughness 6-series aluminum alloy plate strip and cast rolling method thereof
RU2672609C1 (en) Method of recovery and activation of substandard waste for nickel-based alloys
RU2392338C1 (en) Method of heat-resistant nickel-based cast alloy obtainment
CN104646955A (en) Method for preparing 20CrNi4 piercing plug
RU2373297C1 (en) Manufacturing method of forges from austenite steels stabilised with titanium
Popov et al. Influence of heat treatment modes on the formation of structure and physical and mechanical properties of cast blanks from the aluminothermic alloys
RU2782193C1 (en) Method for smelting khn33kv alloy
RU2770807C1 (en) Method for producing blanks from low-alloy copper-based alloys
JP4652537B2 (en) Method for melting titanium or titanium alloy scrap
RU2749406C1 (en) Method for production of corrosion-resistant nickel-based hn63mb alloy with carbon content below 0.005%