Флюс для електрошлакового переплаву титанових сплавів

Реферат: Винахід належить до металургії і застосовується при електрошлаковому отриманні зливків титану і сплавів на його основі. Флюс містить, мас. %: хлорид стронцію - 8,0-30,0, гексафтороалюмінат натрію - 2,0-5,0, та фторид кальцію - решта. Застосування винаходу забезпечує збільшення продуктивності переплаву і зменшення питомих витрат електроенергії. UA 110591 C2 (12) UA 110591 C2 UA 110591 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Винахід належить до галузі металургії, а саме до електрошлакового переплаву, і може знайти застосування при отриманні зливків титану і сплавів на його основі. Відомий флюс для електрошлакового зварювання і плавки титану, який містить хлорид стронцію в кількості 8-30 мас. %, фторотитанат калію в кількості 1-40 мас. % і фторид кальцію решта (авт. свід. СРСР № 449796, БИ № 42, 1974). Також відомий флюс для магнітокерованої електрошлакової плавки титанових сплавів, який містить хлорид лужноземельного металу в кількості 3,0-44,0 мас. %, фторотитанат калію в кількості 0,5-3,0 мас. % і фторид кальцію - решта [UA № 55502, В23K35/36. Бюл. № 4, 15.04.2003]. Ці флюси характеризуються високою рафінуючою здатністю і мають комплекс фізичних і фізико-хімічних властивостей, що забезпечують сталий електрошлаковий процес і добре формування зливка. Проте, до недоліків цих флюсів слід віднести їх високу електропровідність в розплавленому стані, що зумовлює високі питомі витрати технологічної електроенергії при електрошлаковому переплаві. В основу винаходу поставлена задача удосконалити флюс для електрошлакового переплаву титанових сплавів з метою зменшення питомих витрат технологічної електроенергії при виплавці зливків. Поставлена задача вирішується тим, що у флюс для електрошлакового зварювання і плавки титанових сплавів, який містить фторид кальцію і хлорид стронцію, відповідно до винаходу, додатково, введено гексафтороалюмінат натрію (Nа3АlF6), а компоненти взяті в такому співвідношенні, мас. %: гексафтороалюмінат натрію 2,0-5,0 хлорид стронцію 8-30 фторид кальцію решта. Введення в склад флюсу гексафтороалюмінату натрію та розподіл компонентів в наведеному процентному співвідношенні приводять до підвищення електричного опору розплаву флюсу, за рахунок чого збільшується виділення тепла при проходженні в ньому струму плавки, збільшується швидкість плавлення металу і зменшуються питомі витрати електроенергії. Гексафтороалюмінату натрію у флюсі повинно бути в межах 2,0-5,0 мас. %. При наявності гексафтороалюмінату натрію менш ніж 2 % суттєво зменшується електричний опір флюсу, підвищуються витрати електроенергії і погіршуються техніко-економічні показники процесу. При наявності гексафтороалюмінату натрію більш ніж 5,0 % суттєво погіршується стабільність електрошлакового процесу і якість формування зливка. Як компоненти шихти для отримання флюсу використовуються фторид кальцію кваліфікації "Ч" і вище (CaF2>98 %), хлорид стронцію кваліфікації "Ч" і вище (SrCl2>98 %) і гексафтороалюмінату натрію (кріоліт синтетичний) марки КА. Флюс виготовляється відомими способами шляхом плавлення шихти із вказаних компонентів в графітових або мідних, водоохолоджуваних тиглях, з наступним охолодженням і подрібненням до фракції 2-5 мм. Винахід пояснюється прикладом. Приклад. Були проведені порівнювальні випробування запропонованого флюсу при електрошлаковому переплаві електродів перерізом 40×40 мм із технічного титану ВТ1-0 в кристалізаторі діаметром 85 мм. Плавки проводили з використанням відомого флюсу 83 CaF 2 15 SrCl2 - 2 K2TiF6 (мас. %) і заявленого флюсу 88 CaF2 - 8 SrCl2 - 4 Na3AlF6 (мас. %). В таблиці представлені дані про параметри дослідних плавок. 45 1 UA 110591 C2 Таблиця № п/п 1 2 5 Склад флюсу, мас. % 85 CaF2 - 15 SrCl2 - 2 K2TiF6 (прототип) 88 CaF2 - 8 SrCI2 4 Na3AlF6 Швидкість ПродукПитомі СтаНапруга Струм Поподачі тивність витрати більність плавки, плавки, верхня електрода, плавки, ел. енергії, процесу В А зливка кг/год. кг/год. кВт×год./т ЕШП 32 2680 64,5 29,5 2660 стабільний добра 32 2640 70,0 32,0 2290 стабільний добра Як видно із даних, наведених в таблиці, при однаковому електричному режимі ЕШП, запропонований флюс, у порівнянні з відомим, забезпечив підвищення швидкості плавки на 8 %, зменшення питомих витрат електроенергії на 14 % при сталому протіканні електрошлакового процесу і доброму формуванні поверхні виплавленого зливка. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 Флюс для електрошлакового переплаву титанових сплавів, що містить фторид кальцію і хлорид стронцію, який відрізняється тим, що додатково містить гексафтороалюмінат натрію, а компоненти взяті в такому співвідношенні, мас. %: гексафтороалюмінат натрію 2,0-5,0 хлорид стронцію 8,0-30,0 фторид кальцію решта. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2