Спосіб електрошлакового переплаву

Спосіб електрошлакового переплаву, що включає подачу порошкоподібних матеріалів у шлакову ванну і їх переплав, який відрізняється тим, що порошкоподібні матеріали різного хімічно го складу подають у шлакову ванну певного фракційного складу, який визначають за формулою: Корисна модель відноситься до області електрометалургії, а саме до виробництва сталей методом електрошлакового переплаву. Відомий спосіб одержання відливок електрошлаковим переплавом, при якому вводять інокулятори у шлакову ванну з наступною обробкою рідкої металевої ванни в період формування головної частини відливки [1]. Розмір інокуляторів при цьому складав 2-10мм. Недоліком цього способу є те, що подача інокуляторів відбувається лише для формування відливки, що не призводить до хімічної однорідності елементів по всій висоті відливки. Найбільш близьким до способу, який заявляється, є спосіб електрошлакового переплаву порошкоподібних матеріалів [2], що включає подачу порошкоподібних матеріалів на шлакову ванну та їх переплав, з одночасною подачею металевих матеріалів які мають розміри фракцій 1-5мм. Недоліком цього способу являється те, що у процесі переплаву порошкоподібні та металеві матеріали які мають різні фракції частинок одного хімічного складу потрапляють у шлакову і металеву ванну з різною швидкістю, що призведе до хімічної неоднорідності і як наслідок до анізотропії властивостей по всьому об'єму відливки. В основу корисної моделі поставлене завдання - розроблення способу електрошлакового пе реплаву з подачею порошкоподібних матеріалів різних фракцій, при використанні якого отриманий литий метал мав би високу хімічну однорідність елементів по всьому об'єму відливки. Поставлене завдання вирішується наступним чином, спосіб електрошлакового переплаву, що включає подачу порошкоподібних матеріалів у шлакову ванну і їх переплав, причому порошкоподібні матеріали різного хімічного складу подаються у шлакову ванну певним фракційним складом, який визначається за формулою: Ri Re 3 e , i де Ri - радіус i-тої частинки порошкоподібних матеріалів, м; Re - радіус еталонної частинки порошкоподібних матеріалів, м; i - фізична густина i-тої частинки порошкоподібних матеріалів, г/м3; e - фізична густина еталонної частинки поро3 шкоподібних матеріалів, г/м . Для досягнення рівномірного розподілення хімічних елементів по всьому об'єму відливки, необхідна однакова швидкість входження частинок порошкоподібних матеріалів у шлакову ванну. Це можливо коли маси різних частинок цих матеріалів (13) 53591 (11) UA Re 3 e , i (19) Ri U де R i - радіус і-тої частинки порошкоподібних матеріалів, м; Re - радіус еталонної частинки порошкоподібних матеріалів, м; i - фізична густина і-тої частинки порошкоподібних матеріалів, г/м3; e - фізична густина еталонної частинки порош3 коподібних матеріалів, г/м . 3 53591 будуть однаковими, а оскільки густина частинок порошкоподібних матеріалів відрізняється, за рахунок різного хімічного складу, то найбільш зручно визначати розміри фракцій частинок через їх радіуси в залежності від густини матеріалів. Саме у такий спосіб, завдяки різним розмірам фракцій частинок порошкоподібних матеріалів відбудеться досягнення однакової маси цих частинок, що призведе до рівномірного розподілення хімічних елементів по всьому об'єму відливки, а отже і до зниження анізотропії властивостей металу в цілому. Розроблено спосіб електрошлакового переплаву з подачею порошкоподібних матеріалів різних фракцій, при використанні якого отриманий литий метал мав би високу хімічну однорідність елементів по всьому об'єму відливки. 4 Для експериментальної перевірки пропонованого способу електрошлакового переплаву і аналога, на прикладі сталі Р6М5, виготовили зразки на електрошлаковій печі А-550 у мідний водоохолоджуваний кристалізатор. В середній частині відливки зробили поперечний перетин і за допомогою спектрографічної методики досліджували однорідність розподілу хімічних елементів отриманих зразків. За 100% відсотків була обрана однорідність розподілу хімічних елементів в осьовій частині відливки. Аналіз результатів дослідження при використанні способу електрошлакового переплаву з подачею порошкових матеріалів на шлакову ванну наведений у Табл.1. Таблиця 1 Результати дослідження однорідність розподілу хімічних елементів сталі Р6М5 при використанні способу електрошлакового переплаву. № п/п 1 Аналог 2 Запропонований Однорідність розподілу хімічних елементів, % Місце заміру зрана відстані на відстані осьова часзка коркова зона половини половини коркова зона тина злитка радіуса радіуса Верхня частина 89 92 97 95 91 Середня частина 90 93 100 93 90 Нижня частина 88 93 96 92 92 Верхня частина 94 96 99 98 96 Середня частина 96 97 100 96 97 Нижня частина 96 96 98 98 96 Аналіз проведених досліджень показав, що використання запропонованого способу електрошлакового переплаву, дозволяє одержувати литі сталі з високою однорідністю розподілу хімічних елементів по всьому об'єму злитка. Джерела інформації: 1 Пат. 28530 України, МПК С 22 В9/18. Спосіб одержання злитків електрошлаковою переплавкою [Текст] / Попов В.С., Білоник І.М., Давидченко С.В., Шибистій С.Б., Панченко О.І., Логозинський І. М., Сальніков А.С., Зиков І.Ю. : заявитель і патентовласник ВАТ "Електрометалургійний завод "Дніпро Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська спецсталь" імені А.М. Кузьміна. - № u200709436, заявл. 20.08.2007, опубл. 10.12.2007. 2 Пат. 2068453 Российская федерация, МПК С22В9/18. Способ электрошлакового переплава порошкообразных материалов [Текст] / Волков А.Е., Лактионов А.В., Шалимов А.Г., Мончинский Д.Б., Бедрин Н.И., Гесс О.С., Волк Л.П. : заявитель и патентообладатель Центральный научноисследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина. - №4944942/02, заявл. 13.06.1991, опубл. 27.10.1996. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601