Бурнашев Віталій Рафатович. Удосконалення плазмово-дугової гарнісажної плавки спеціальних сталей, сплавів і чистих металів

brief description

Бурнашев Віталій Рафатович. Удосконалення плазмово-дугової гарнісажної плавки спеціальних сталей, сплавів і чистих металів : Дис... канд. наук: 05.16.07 - 2006.

Бурнашев В.Р. Удосконалення плазмово-дугової гарнісажної плавки спеціальних сталей, сплавів і чистих металів.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.16.07. «Металургія високочистих металів та спеціальних сплавів» - Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, Київ, 2006 р.
Дисертація присвячена оптимізації технології виплавки металів і сплавів в умовах плазмово-дугової гарнісажної плавки.
Розглянуто сучасний стан методів спеціальної електрометалургії сталей і сплавів відповідального призначення, чистих металів і лігатур, і обґрунтована необхідність виконання роботи.
Показано, що для виплавки спеціальних сталей і сплавів, легованих РЗМ і ЛЗМ доцільно застосовувати плазмово-дугову гарнісажну плавку в печах із керамічним подом, а для чистих металів і лігатур - ПДГП у мідному водоохолоджуваному кристалізаторі.
Розраховано оптимальні добавки алюмінію в попередній період розкислення. Для хромистих сталей 05Х12Н2М і 07Х12НМФБР оптимальна добавка склала 2-2,6 кг/т, для сталі О5Х14Н15НМ3Ц - 2-3 кг/т, для сплаву ХН55МВЦ - 2,84 кг/т.
За даними проведених досліджень визначені оптимальні режими розкислення та мікролегування досліджуваних матеріалів.
В результаті експериментальних і промислових плавок установлено, що отримані в умовах ПДГП сталеві виливки мають низький вміст неметалевих включень (загальний вміст 0,0035-0,008 % мас.) і домішок впровадження ([C] = 0,01(0,02%; [O] = 0,002 - 0,003 %; [N] = 0,016 - 0.018 %; [H] = 0,0015 - 0,00017 % мас.).

Отримав подальший розвиток спосіб виплавки високолегованих сплавів і тугоплавких металів у плазмово-дугових гарнісажных печах змінного й постійного струму з керамічною футеровкою і водоохолоджуваним тиглем.
Уточнено аналітичні залежності для визначення кількості алюмінію, що вводиться в період попереднього розкислення. Для хромових сталей 05Х12Н2М и 07Х12НМФБР оптимальна добавка склала 2-2,6 кг/т, для сталі 05Х14Н15М3Ц 2-3 кг/т, для сплаву ХН55МВЦ 2,84 кг/т. Температуру виплавки досліджуваних матеріалів необхідно підтримувати на рівні 1813-1833К.
Розроблено оптимальну технологію розкислення й мікролегування досліджуваних матеріалів, яка дозволила отримувати якісні зливки з низьким вмістом неметалевих включень (загальний вміст 0,0035 - 0,008% мас.) і домішок впровадження ([C] = 0,01-0,02%; [O] = 0,002-0,003%; [N] = 0,016-0,018%; [H] = 0,0015-0,00017% мас.).
Отримано кінетичні залежності видалення кисню й азоту від витрати РЗМ при ПДГП спеціальних сталей і сплавів у печах змінного струму з керамічною футеровкою.
Показано, що за рахунок більш високого ступеня розкислення й мікролегування металу РЗМ в умовах ПДГП службові характеристики сплавів на основі заліза й нікелю підвищуються на 30-40%.
Експериментально встановлені видаткові коефіцієнти: для нікелю 1,015, цирконію 1,27, гафнію 1,049, церію 1,15, алюмінію 1,25 й ітрію 1,04, при плавці нікелевих сплавів в умовах ПДГП.
Отримано кінетичні залежності видалення шкідливих домішок при ПДГП тугоплавких металів в мідному водоохолоджуваному тиглі (наприклад, алюмінію, заліза, кремнію, вуглецю - при переплаві алюмотермічного хрому; вуглецю, заліза, молібдену - при переплаві відходів танталу) з урахуванням зміни технологічних параметрів плавки.
Показано, що застосування ПДГП в мідному водоохолоджуваному тиглі дозволяє знизити вміст шкідливих домішок у кілька разів і доцільно для виробництва виливок із тугоплавких і хімічно активних металів, виплавки лігатур, що містять РЗМ і ЛЗМ.