1.1 Выплавка в электродуговых печах

Хромистые и хромоникелевые теплоустойчивые нержавеющие и жаропрочные стали выплавляют общепринятыми методами с применением высокохромистых и хромоникелевых отходов определенного состава, а в отдельных случаях — на свежих шихтовых материалах. Чаще всего выплавку ведут с окислением расплавленной шихты продувкой кислородом и последую­щим восстановлением 75%-ным ферросилицием с рафинировкой металла под белым шлаком.

В качестве шихты используют отходы жаропрочных сталей того же состава, что и выплавляемый сплав, в количестве от 30 до 60% и отходы других сталей, близких по составу. Кроме того, в шихту добавляют мягкое железо, феррохром и никель. Перед завалкой металлической шихты на подину дают около 2% хорошо просушенной извести и около 1 % плавикового шпата от массы металлической шихты. Шихту располагают так: в середине подины кладут мягкое железо, на него никель и отходы, а феррохром — по откосам подины. При выплавке жаропрочных никелевых спла­вов количество отходов составляет 20—40% и в отдельных случаях — не более 50%.

Большую часть периода плавки ведут при максимальном напряжении, а заканчивают ее — при среднем и малом. В процессе расплавления поддерживают жидкоподвижный шлак, для чего в печь добавляют известь и плавиковый шпат. Содержание углерода в металле по расплавлении шихты должно быть на 0,03—0,5% ниже верхнего предела. Затем первый шлак скачивают и наводят новый, известковый. Раскисление ведут смесью в виде порошка, состоящей из 75%-ного ферросилиция и кокса с приме­нением боркалька и алюминия в виде порошка (не более I кг). Раскисление и рафинировку ведут под белым шлаком, на который за 30 мин до выпуска дают силикокальций в количестве 2—3 кг/т при постоянном перемешивании расплавленного металла.

В случае присадок ферроииобия и ферротитана шлак удаляют на 90—95% и за 15—20 мин до выпуска добавляют подогретые ферросплавы. Перед выпуском металл проверяют на ков­кость.

Во втором периоде плавки и перед выпуском необходимо следить за тем, чтобы расплавленный металл не поглощал водорода из влажных шихтовых легирующих материалов, так как это способствует образованию пористости металла в слитках. Поэтому феррохром и металлический хром перед присадкой подогревают до красного каления; известь, ферросилиций и другие шихтовые материалы должны быть хорошо просушены.

Высокохромистый расплавленный металл сильно поглощает из атмосферы печи азот; поэтому азот в небольших количествах (0,03—0,06%) всегда присутствует в стали. При неблагоприятных условиях может поглощаться до 0,10—0,15% азота. Во избежание насыщения стали азотом поверхность расплавленного металла должна быть хорошо защищена шлаком.

При изготовлении сложнолегированных окалиностойких и жаропрочных сталей в окончательный период (перед выпуском) в расплавленный металл вводят небольшие количества щелочно-земельных и редких металлов (кальций, церий), а при изготовлении жаропрочных никелевых сплавов — бор, барий, церий, цирконий, лантан и др.

Титансодержащие жаропрочные сплавы выплавляют с применением никельалюминийтитанистых и никельтитаножелезных лигатур, изготовляемых специальным способом.