книги из ГПНТБ / Пути улучшения качества сталей и сплавов

мости от способа обогрева головной части слитков (действующая технология и электрошлаковая под­ питка) .

Уровень механических свойств опытных и обычных плавок практически одинаков. Наблюдается некоторое улучшение пластичности металла (относительное уд­ линение и сжатие) подпитанных плавок в результате его повышенной плотности. Показатели механических свойств по высоте слитка устойчивы и полностью от­ вечают техническим требованиям.

Распределение химических элементов: углерода, марганца, кремния, фосфора, серы, никеля, хрома, мо­ либдена, вольфрама, ванадия и титана — в объеме слитка с электрошлаковой подпиткой более равномер­ ное, чем в слитках с утеплением по действующей тех­ нологии или с обогревом экзотермическими вставками.

Ликвация серы и фосфора в головной части слитка с электрошлаковой подпиткой практически отсутству­ ет. Установлено, что в процессе электрошлаковой под­ питки происходит переход серы из металла в шлако­ вую ванну. Колебания в содержании отдельных эле­ ментов в металле расходуемого электрода и металле, заливаемом в изложницу (в пределах марочного сос­ тава стали), не оказывает заметного влияния на рас­ пределение этих элементов в объеме слитков. Уменьшение химической неоднородности в слитке с электрошлаковой подпиткой объясняется тем, что про­ цесс электрошлаковой подпитки способствует ослаб­ лению конвективных потоков жидкого металла при кристаллизации слитков.

Установлено, что в процессе электрошлаковой под­ питки снижается содержание водорода, азота и кисло­ рода в металле.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ПОДПИТКИ

Один из основных показателей нового технологи­ ческого процесса обогрева головной части слитка — увеличение выхода годного в результате снижения обрези и повышения качества металла. При этом следу­ ет учитывать дополнительные затраты, связанные с внедрением этого процесса.

Опытами и промышленным опробованием электро­

131

шлаковой подпитки головной части слитков высоколе­ гированных сталей и сплавов было установлено, что выход годного металла увеличивается на 4,5— 11 про­ центов, в зависимости от марки стали, за счет сниже­ ния обрези головной части слитка (табл. 32).

Т а б л и ц а 32

Выход годного металла со слитков с электрошлаковой подпиткой и обычным утеплением

тальных сталях — прибыльные надставки, футерованные с умень­ шенным объемом.

Заметим, что для ряда труднодеформируемых ма­ рок стали, имеющих низкую технологическую пластич­ ность, уменьшение глубины залегания усадочной рако­ вины или полное устранение ее не являются главным условием для резкого повышения выхода годного ме­ талла; еще необходимо повысить и качество поверх­ ности прибыльной части слитка, применяя надставки без футеровки и усовершенствуя технологию разливки прибыльной части слитка. Целесообразно также усо­ вершенствовать технологию ковки отдельных марок стали, склонных к образованию торцевых ковочных трещин на слитках.

Анализ данных таблицы 32 показывает, что приме­ нение электрошлаковой подпитки в сочетании с при­ быльными надставками без футеровки позволяет полу­ чать более высокий выход годного металла со слитков весом 2,7 т, чем со слитков весом 0,5— 1,0 т.

Учитывая более сильное влияние процессов элект­ рошлаковой подпитки на уплотнение макроструктуры

132

0,2—0,7 т, следует ориентироваться при промышлен­ ном внедрении этого процесса на слитки весом (мас­

сой) 1,0 ти более.

Сравнение эффективности электрошлаковой под­ питки и обогрева экзотермическими вставками при­

Из приведенных данных следует, что процесс элек­ трошлаковой подпитки обеспечивает выход годного металла на 3,5 процента выше по сравнению с обогре­ вом прибыли экзотермическими втулками.

Приведем расчет экономической эффективности электрошлаковой подпитки слитков (годовой объем

X10000 = 5720 рублей.

2)Капитальные затраты на строительство уста­ новки для электрошлаковой подпитки головной части слитков 22 000 руб. Амортизационные отчисления

133

2200 рублей в год, с учетом службы установки в тече­ ние 10 лет.

3) Затраты на оплату труда рабочих, занятых в подготовке электродов и обслуживании установки, сос­ тавляют 10 500 рублей в год.

Общая сумма дополнительных расходов для при­ менения электрошлаковой подпитки головной части слитков будет равна 18 420 рублям (или 1,842 руб/т).

Среднее увеличение выхода годного при электро­ шлаковой подпитке—8%. Годовой экономический эф­ фект при подпитке 10000 т слитков высоколегирован­ ных сталей и сплавов определяется по формуле:

Э = А(С — О) — К,

где А — количество сэкономленного металла, г; С — себестоимость, руб/т; О — стоимость отходов, руб/т;

К — затраты на проведение электрошлаковой под­ питки, руб.

С учетом всех этих данных, годовая экономическая эффективность при электрошлаковой подпитке 10 000 т слитков составляет 150,2 тысячи рублей. Электрошлаковая подпитка позволяет получить экономию от 15 руб/ тна хромистых и инструментальных сталях до 80 руб!т на сплавах типа Х15Н60 и Х20Н80.

Таким образом, электрошлаковая подпитка голов­ ной части слитков стали марок Х12, Х12М, Р18, Р9,

ЭИ347, Х18Н10Т, Х17, Х15Н60, Х20Н80 и других обес­ печивает повышение ряда качественных характеристик металла с одновременным повышением выхода годного в среднем на 8— 10 процентов.

Процесс электрошлаковой подпитки слитков высо­ колегированных сталей и сплавов открывает широкие возможности для улучшения качества структуры слит­ ка и устранения таких дефектов макроструктуры, как усадочная рыхлость и др. Можно ожидать, что он ока­ жется эффективным средством устранения специфичес­ кого дефекта макроструктуры конструкционных хромо­ никелевых марок стали типа 18Х2Н4ВА, 12Х2Н4А и др., имеющего название «паук». Образование этого дефекта обусловлено скоплением в осевой зоне неме­ таллических, в частности сульфидных, включений. Электрошлаковая подпитка позволяет снизить коли­

134

Л И Т Е Р А Т У Р А

1.В. А. Боголюбов, Р. Ф. Меркулова. Сб. трудов ЦНИИЧМ 1967, вып. 57, с. 5—10.

2.Г. Кинне, А. Ф. Вишкарев, Ю. В. Кряковский, В. И. Явойский. Сб. «Вопросы теории и применения редкоземельных метал­ лов». М., «Наука», 1964, с. 204—208.

3.Е. М. Савицкий, В. Ф. Терехова, И. В. Буров, И. А. Марко­ ва, О. П. Наумкин. Сплавы редкоземельных металлов М Изд-во АН СССР, 1962.

4.В. Е. Неймарк. Сб. «Редкоземельные элементы в сталях и сплавах». М., Металлургиздат, 1959.

5.В. Ф. Терехова. Сб. «Применение редких металлов в метал­ лургии и машиностроении». ГОСИНТИ, М., 1963.

6.Г. В. Самсонов. Тугоплавкие соединения редкоземельных металлов с неметаллами, М., «Металлургия», 1964.

7.Л. Н. Пермяков, Ю. В. Кряковский, В. И. Явойский. Извес­

А. Ф. Вишкарев. Сб. «Теория и практика интенсификации процес­ сов в конверторах и мартеновских печах». М., Металлургия, 1965,

с. 72—81.

9. А. М. Якушев, В. И. Явойский, Ю. В. Кряковский. Известия вузов. Черная металлургия, 1961, № 7, с. 44—54.

10.А. М. Якушев, В.И. Явойский, Ю. В. Кряковский. Сб. «Фи­ зико-химические основы производства стали». Труды VI конферен­ ции, М., «Наука», 1964, с. 266—274.

11.А. Г. Петриченко, И. Е. Лев, К. С. Просвирин, А. С. Пас­ тернак. Известия вузов. Черная металлургия, 1970, № 12, с. 41—45.

12.С. А. Киселева, В. Г. Костоногов, А. В. Масленников. Сб. «Новые методы испытания металлов». Труды ЦНИИЧМ, вып. 66, «Металлургия», 1969, с. 72—77.

13.А. П. Сербин. Литейное производство, 1963, № 7, с. 26—29.

14.Н. Н. Попова, Н. И. Сандлер, М. Л. Гольдин, Г. Л. Стоя­

нова, В. М. Юнаш, М. В. Тобольский. Металловедение и термичес­ кая обработка металлов, 1968, № 4, с. 74—76.

15.Г. О. Нейгебауэр, А. А. Яскевич, Ю. А. Буряков. Известия вузов. Черная металлургия, 1966, № 9, с. 62—66.

16.А. С. Завьялов, М. М. Сандомирский. Известия АН СССР, ОТН, Металлургия и горное дело, 1964, № 3, с. 138—140.

136

17.А. П. Любченко, М. В. Можаров. Металловедение и терми­ ческая обработка металлов, 1968, № 1, с. 60—63.

18.А. П. Гуляев, Е. А. Ульянин, В. А. Боголюбов. Известия ву­

зов. Черная металлургия, 1964, № 1, с. 56—61.

19.Е. М. Савицкий. Сб. «Вопросы теории и применения редко­ земельных металлов». М., «Наука», 1964, с. 7—14.

20.М. В. Приданцев. Влияние примесей и редкоземельных эле­

ментов на свойства сплавов. М., Металлургиздат, 1962.

21. В. С. Введенский, К. К. Прохоренко, П. Л. Жданов, Г. В. Семенченко, Н. Е. Васильев, 3. В. Верховцев, Н. В. Наконеч­ ный. Сб. «Вопросы теории и применения редкоземельных метал­ лов». М., «Наука», 1964, с. 209—213.

22. К). В. Кряковский, Ю. И. Рубенчик, В. Н. Лебедев, Л. Н. Недосекин, П. Г. Чумаков, В. И. Явойский. Сб. «Вопросы теории и применения редкоземельных металлов», М., «Наука», 1964, с. 189—197.

23. Я. Е. Гольдштейн, В. Н. Зельдович, Н. В. Кейс, Л. Д. Коссовский, О. Я- Вайнштейн, К. С. Шматко. Сталь, 1962, № 3, с. 258—261.

24. А. Н. Червяков, С. П. Киселева, А. Г. Рыльников. Металло­ графическое определение включений в стали. Металлургиздат,

1962.

25.А. Г. Бетехтин. Курс минералогии. Госгеолтехиздат, 1961.

26.Ю. С. Соловьев. Неметаллические включения в стали. Ме­ таллургиздат, 1946.

27.Е. Д. Мохир, О. М. Чехомов. Сталь, 1962, № 7, с. 640—643.

28.Е. Д. Мохир, Ю. Г. Гуревич. Сталь, 1964, № 8, с. 736—738.

29.Е. Д. Мохир, Ю. Г. Гуревич. Вопросы производства и об­ работки сталей. Труды ЧПИ, вып. 28, Южно-Уральское книжное издательство, 1965, с. 20—25.

30.Ю. Г. Гуревич, Е. Д. Мохир. Известия вузов. Черная ме­ таллургия, 1961, № 4, с. 107—113.

31.Е. И. Николаев, Ю. В. Кряковский, В. И. Явойский и др.

Сб. «Физико-химические и теплофизические процессы кристалли­

зации стальных слитков». М., «Металлургия», 1967, с. 174—179. 32. Э. Ю. Колпишон, А. Д. Крамаров и др. Известия вузов,

Черная металлургия, 1967, № 7, с. 46—50.

33. Ю. Г. Гуревич, Г. С. Тягун-Белоус и др. Сб. трудов инсти­ тута сварки им. Патона, вып. 2, Киев, «Наукова думка», 1969, с. 28—31.

34.И. И. Жуков. Коллоидная химия, ч. 2. Госхимиздат, 1949.

35.Н. Н. Цюрупа. Практикум по коллоидной химии. Высшая

школа, 1963.

36.Э. Ю. Колпишон и др. Сб. трудов II конференции по физи­ ко-химическим и теплофизическим процессам кристаллизации стальных слитков. Киев. 1968, с. 162—165.

37.А. А. Зборовский, Е. И. Рабинович. Сб. «Физико-химичес­ кие и теплофизические процессы кристаллизации стальных слит­ ков». «Металлургия», 1967, с. 59—65.

38.Е. И. Николаев, Ю. В. Кряковский, В. И. Явойский и др. Сб. «Физико-химические и теплофизические процессы кристаллиза­ ции стальных слитков». «Металлургия», 1967, с. 174—179.

39.Б. П. Охримович, О. И. Тищенко, С. К. Филатов, Р. И. Колясников, Ю. Г. Гуревич. Сталь, 1964, № 6, с. 540—544.

137

40. В. Б. Малахов, В. А. Ефимов и др. Бюллетень ЦИИН,

1965, №20 (250), с. 42—44.

41. Е. И. Мошкевич, Р. Д. Менинзон, В. Ф. Смоляков, М. Ф. Сорокина. Сталь, 1964, № 8, с. 738—740.

42. М. И. Сидельковский, Е. И. Тюрин и др. Сталь, 1966, № 3,

с. 253—257.

43. Н. А. Пирогов, Ю. В. Краковский, Е. И. Тюрин, М. Н. Куль­ кова, М. В. Жемчужный. Сб. «Редкоземельные металлы и сплавы». М., «Наука», 1971, с. 117.

44 С. К. Филатов, С. Л. Чистяков. Металлург, 1966, № 10,

с. 21—22.

45.В. И. Трахимович, С. Л. Чистяков, Е. Д. Мохир, С. К. Фи­ латов, В. 3. Якобсон. Сталь, 1965, № 12, с. 1092—1094.

46.С. Л. Чистяков, Е. Д. Мохир, С. К. Филатов. Сталь, 1966,

№11, с. 1041—1044.

47. Р. Ф. Меркулов. Легирующие сплавы.'— Сб. трудов ЦНИИЧМ, вып. 57, М., «Металлургия», 1967, с. 11—14.

48. В. Н. Полисадов, М. И. Гладков. Сб. трудов Московского вечернего металлургического института. Вып. 11, 1971, с. 71—73.

49.Vautschi Rudolph Н., Langenberg Frederik С., Trans. Меtallurg. Soc. A.I.M.E., 1960, 218, N 1, 128—132,

50.Б. X. Хан. Вопросы производства стали. Изд. АН СССР, 1956, с. 90—115.

51.Л. П. Копп, Л. М. Шигидина, О. Д. Судакова. Сб. «Редко­

земельные элементы в сталях и сплавах». М., Металлургиздат, 1959, с. 211—230.

№6, с. 7—8.

54.Е. М. Савицкий, В. Ф. Попов, Н. В. Кейс, В. Н. Любимов.

Сб. «Вопросы теории и применения редкоземельных металлов». М., «Наука», 1964, с. 214—217.

55.Е. М. Савицкий, Н. В. Кейс, В. Ф. Попов, В. Н. Любимов, Д. Г. Жуков, Т. Н. Малиновская. Известия АН СССР, ОТН, Ме­

с. 46—47.

58.Н. С. Крещановский, М. Ф. Сидоренко. Литейное производ­ ство, 1961, № 11, с. 32—36.

59.Н. С. Крещановский, М. Ф. Сидоренко, А. С. Трекало. Сб. «Вопросы теории и применения редкоземельных металлов». М., «Наука», 1964, с. 238—242.

60.С. Л. Чистяков. Е. Д. Мохир, В. А. Ипатов, С. К. Филатов.

Сталь, 1969, № 12. с. 1134—1135.

61. Ю. Б. Гуляев, М. А. Шапранов, О. М. Магницкий, 3. Д. Не­ взорова. Сб. «Редкоземельные элементы в сталях и сплавах». М.,

Металлургиздат, 1959, с. 93—117.

62. К. А. Ланская, Э. Н. Горчакова. Сб. «Сплавы редкоземель­ ных металлов». М., Металлургиздат, 1960, с. 333 342.

138

63.Т. В. Свистунова, Г. В. Эстулин. Металловедение и терми­ ческая обработка металлов. 1963, № 8, с. 27—32.

64.А. Д. Коваль, В. Е. Ольшанский. Известия АН СССР. Ме­

таллы, 1972, № 1, с. 124—132.

65.Т. И. Бобков, Е. И. Мошкевич, К. П. Гуназа, В. И. Злат-

кина. Металловедение и термическая обработка металлов. 1963,

№8, с. 55—59.

66.В. А. Основин, В. С. Введенский. Сб. «Проблемы сталепла­ вильного производства». (Московский институт стали и сплавов),

с. 448—450.

71.Е. Н. Коровкин. Сб. «Металлургия». № 14, Л., «Судострое­ ние», 1971, с. 66—74.

72.И. Я. Тарновский, Л. А. Поздеев, Л. В. Меандров, Г. А. Ха-

син. Механические свойства стали при горячей обработке давле­ нием. Свердловск, Металлургиздат, 1960, с. 14—15.

73.С. Л. Чистяков, Г. А. Хасин, Е. Д. Мохир, Б. Н. Лебедева, Н. А. Ерманович, С. К. Филатов, В. 3. Якобсон. Сб. «Применение редких металлов в народном хозяйстве» (материалы Всесоюзного семинара). М., 1970, с. 57—61.

75.Г. А. Хасин, С. Л. Чистяков, Н. А. Ерманович, С. К. Фила­ тов, В. 3. Якобсон. Металлург, 1968, № 3.

76.А. И. Строганов и др. В сб. «Вопросы производства и обра­ ботки стали. (ЧПИ), вып. 93. Челябинск, Южно-Уральское книж­ ное издательство, 1971, с. 59.

77.Н. Н. Серебренников и др. Сб. трудов Челябинского элек­ трометаллургического комбината. 1972, вып. 3, с. 101—103.

78.Добавка для легирования стали вольфрамом. Бельгийский патент, кл. С21с, № 683620, заявл. 4.07.66. опубл. 7.01.70 (РЖ, Мет., 1970, 10В 217П).

79.В. М. Заморуев. Сталь. 1960, № 3, с. 223—225.

80.В. М. Заморуев. Труды НТО ЧМ, том IV, Металлургиздат,

1955, с. 98—116.

81.Н. М. Чуйко и др. Металлург. 1970, № 5, с. 22—24.

82.Н. М. Чуйко и др. Металлург. 1971, № 10, с. 16—18.

83.А. И. Строганов и др. Металлург. 1971, № 1, с. 21.

84.А. Ф. Каблуковский. Металлург. 1956, № 10, с. 14—17.

85.Н. А. Огаркова и др. Сб. трудов Челябинского электроме­ таллургического комбината. 1972, вып. 3, с. 123—130.

86.Delattre Francois «Fundicion», 1969, N 119, 53—57.

87.Straube H. “Fonderia ital.”, 1970, 19, N 3. 95^98.

88.В. С. Меськин. Основы легирования стали. Металлургиздат. 1959, с. 463.

139