Шихта для одержання лігатури для легування та розкислення нікельмолібденвмісних прецизійних сплавів

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при получении материалов, необходимых для выплавки никельмолибденсодержащих сплавов. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является шихта для получения прецизионного сплава 79НМ [1], содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: Шихта обеспечивает получение сплава с прецизионными свойствами - высокими магнитными показателями - для холоднокатанных лент. К недостаткам шихты относятся: - из-за высокой температуры плавления металлического молибдена существенно увеличивается время его полного растворения в расплаве металла; - высокий угар молибдена связан с длительным его растворением в расплаве металла, относительно низкой температуры окисления молибдена (600-800°Qи высокой скоростью сублимации высших оксидных соединений молибдена (600-800°С) и высокой скоростью сублимации высших оксидных соединений молибдена; - высокая себестоимость выплавки сплава 79 Η Μ из-за использования дорого-стоящих чистых металлических материалов и отсутствия в составе ши хты отходов и вторичного сырья, содержащего легирующие элементы. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать состав шихты для легирования и раскисления никельмолиб-денсодержащих прецизионных сплавов путем дополнительного введения в состав шихты окалины сплава 79НМ, циклонной пыли кремния и технической закиси никеля, а в качестве возвратных отходов - отходы абразивной зачистки сплава 79НМ, а легирующего материала на основе молибдена металлизованного молибденового концентрата и изменения при этом соотношения: компонентов шихты, что дает возможность утилизации легирующих элементов из окалины и отходов абразивной зачистки сплава 79НМ приведет к снижению угара молибдена, сокращению времени его растворения в расплаве металла и снижению себестоимости выплавки сплава 79НМ. Поставленная задача достигается тем, что шихта, содержащая легирующие материалы на никелевой и молибденовой основах, отходы сплава 79НМ, металлический марганец, дополнительно содержит окалину сплава 79НМ, циклонную пыль кремния и техническую закись никеля, в качестве возвратных отходов - отходы абразивной зачистки сплава 79НМ, а легирующие материалы на основе молибдена - металлизованный молибденовый концентрат, при следующем соотношении компонентов, мас.%: В составе ши хты окалина сплава 79НМ является комплексным материалом, содержащим никель и молибден. В окалине легирующие элементы находятся в виде сложных соединений с железом и кислородом, и не имеют ограничений по количеству в составе ши хты и температуре с точки зрения скорости их сублимации. Однако, наиболее оптимальное содержание окалины в составе шихты - 6,0-53,0 маc. %. Отходы абразивной зачистки сплава 79НМ являются комплексным поставщиком легирующих элементов в лигатур у. Введение их в состав ши хты повышает теплопроводность, улучшает массообмен между реагентами шихты. Содержание отходов абразивной зачистки сплава 79НМ в шихте 6,3-70,0 мас.% обеспечивает наилучшие показатели выплавки лигатуры. Металлизованный молибденсодержащий концентрат является регулятором концентрации молибдена в лигатуре. Содержание металлизованного молибденового концентрата в шихте 2,2-5,0 мас.% позволяет практически полностью исключить использование металлического молибдена для доводки химического состава при выплавке сплава с применением лигатуры. Техническая закись никеля введена в состав шихты повышения концентрации никеля в лигатуре и сокращение его расхода при легировании расплава сплава. Содержание закиси никеля 15.7-23,7 мас.% обеспечивает наиболее высокое содержание никеля в лигатуре. Металлический марганец, циклонная пыль кремния и алюминия в составе шихты предназначены для восстановления элементов из их оксидов в окалине, технической закиси никеля и частично окисленных абразивных отходов зачистки сплавов. Содержание металлического марганца, циклонной пыли кремния и алюминия 1,5-5,0; 4,0-6,0 и 0,6-1,0 мас.% соответственно, обеспечивает 100% восстановление элементов из компонентов шихты и избыточную концентрацию марганца, кремния и алюминия в лигатуре, что позволяет исключить или снизить до минимума их использование при выплавке прецизионных сплавов. Введение раскислителей в расплав в составе лигатуры позволяет проводить глубинное раскисление расплава металла, при этом существенно снизить их угар. Пример. Испытаны опытные партии разработанной шихты для получения лигатуры для легирования и раскисления никель-молибденсодержащих прецизионных сплавов. В качестве исходных компонентов шихты использовали окалину сплава 79НМ, отходы абразивной зачистки сплава 79НМ. металлизованный молибденовый концентрат, те хническую закись никеля, циклонную пыль кремния, металлический марганец. Окалина и отходы абразивной зачистки сплава 79НМ образуются при обработке металла давлением. В испытаниях использовали материалы из кузнечно-прессового производства завода "Днепроспецсталь". Металлизованный молибденовый концентрат поставлялся по ТУ 48-5-224-81 марки КММ-1 в виде брикетов размеров 80 χ 80 χ хбО мм. Порошок технической закиси никеля имел фракции не более 5 мм. Циклонная пыль кремния поставлялась из Запорожского титано-магниевого комбината размером фракции не более 70 мм. Металлический марганец марки МР-2 соответствовал требованиям ГОСТ 6008-82. Для окончательного раскисления применяли в чушках марки А-2. Химический состав исходных компонентов шихты приведен в табл. 1, а технико-экономические показатели испытания шихты при получении лигатуры для легирования и раскисления никельмолибденсодержащих прецизионных сплавов-в табл. 2. Как видно из табл. 2, показатели заявляемой шихты относительно поставленной цели выгодно отличаются от прототипа, так как Обеспечивают снижение угара молибдена, сокращение времени его растворения в расплаве и снижение себестоимости выплавки сплава 79НМ. Наилучшие результаты достигнуты при испытании составов 2-2к, обеспечивающих наиболее полное использование компонентов шихты. Испытания разработанной шихты для получения лигатуры для легирования и раскисления никельмолибденсодержащих прецизионных сплавов позволили выявить ряд преимуществ по сравнению с прототипом: - обеспечить возможность утилизации легирующих элементов из окалины и отходов абразивной зачистки сплава 79НМ за счет использования последних в качестве компонентов шихты в оптимальном сочетании их с раскислителями с последующим применением лигатуры, при выплавке прецизионного сплава; - снизить угар молибдена с 8,6 до 1,6-2,1 мас.% за счет снижения окислительного потенциала в результате использования металлизованного молибденового концентрата - легирующего материала с качественно новыми технологическими свойствами; - сократить время полного растворения молибдена с 42 до 4-10 минут за счет введения в состав шихты легирующего материала на основе тугоплавкого молибдена, имеющего относительно низкую плотность - 3,23,8 г/см 3 (растворение молибдена на границе "шлак-металл"), губчатую стр уктур у и развитую поверхность реагирования; - снизить себестоимость выплавки сплава с 6464 до 2535-5940 руб/т за счет легирования и раскисления расплава металла лигатурой относительно низкой себестоимости, полученной на основе отходов различных источников образования; - снизить расход дорогостоящих металлических легирующи х материалов и раскислителей и повысить степень утилизации никеля и молибдена за счет введения в состав шихты дополнительно окалины сплава 79НМ, отходов абразивной зачистки сплава 79 Η Μ и циклонной пыли кремния.