Определены технологические особенности плазменно-дугового переплава (ПДП) заготовок, скомпактированных из стружки аустенитных нержавеющих сталей типа Х18Н10Т. Для переплава заготовок диаметром 100 мм выбраны кристаллизаторы круглый диаметром 125 мм и квадратный со стороной 125 мм. Установлены оптимальные режимы переплава заготовок в условиях ПДП на печи УПП-3. Определено, что для получения более качественных слитков стружку аустенитных нержавеющих сталей перед компактированием необходимо промывать от смазочно-охлаждающих жидкостей. Исходя из металлографических исследований для снижения содержания азота в готовом металле необходимо производить защиту зоны компактирования аргоном. Для сокращения количества неметаллических включений и улучшения качества поверхности слитка переплав заготовок следует производить на скоростях не более 2 - 4 мм/мин.

Рассмотрены механизмы появления дефектов, основные типы разрушений и причины выхода из строя медных кристаллизаторов МНЛЗ. Определены недостатки и критерии отбраковки узких и широких стенок кристаллизатора МНЛЗ. Рассмотрены некоторые способы повышения стойкости стенок кристаллизаторов (упрочнение металла и применение износостойких покрытий). Дана характеристика материалу, используемому для стенок кристаллизаторов. Рассмотрены легирующие элементы, служащие для упрочнения и повышения температуры рекристаллизации медных сплавов при практически неизменной теплопроводности. Выявлены недостатки существующих способов упрочнения медных плит кристаллизаторов МНЛЗ. Проведен анализ сплавов на основе меди для изготовления кристаллизаторов МНЛЗ. Показаны наиболее распространенные покрытия. Выявлены основные недостатки применяемых покрытий. Рассмотрены основные способы восстановления и упрочнения поверхностного слоя плит кристаллизаторов. Предложена технология плазменно-дугового рафинирования поверхности для восстановления и легирования поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов МНЛЗ.

Исследовано влияние технологических режимов на глубину проплавления поверхностного слоя модели медной плиты кристаллизатора МНЛЗ. В процессе экспериментов изменяли ток, скорость перемещения заготовки, частоту колебаний плазмотронов, амплитуду колебаний плазмотронов, расход и состав плазмообразующего газа, расстояние от среза сопла до изделия. Определены наименьшее значение тока плазменной дуги при наплавке с перемещением заготовки и колебательным движением плазмотрона; скорость наплавки, при которой образуется качественный наплавленный слой; состав и расход плазмообразующего газа; влияние длины плазменной дуги на глубину проплавления поверхностного слоя модели медной плиты кристаллизатора МНЛЗ. Показано, что плазменно-дуговая технология позволяет восстанавливать изношенный поверхностный слой заготовок. Технология плазменно-дугового рафинирования поверхности с применением легирующих и модифицирующих присадок позволяет вводить в поверхностный слой медной плиты кристаллизатора МНЛЗ более износостойкий материал. Приведены технологические режимы экспериментов и результаты металлографических исследований.

Рассмотрены источники образования металлических отходов и актуальность их переработки. Проанализированы легирующие элементы, присутствующие в металлических отходах, которые могут быть утрачены в процессе переработки. Рассмотрены способы переплава металлических легковесных отходов без предварительной подготовки (плазменно-дуговой, индукционный, электрошлаковый), показаны их эффективность и недостатки. Определено, что для удобства загрузки стружки в печь ее необходимо предварительно скомпактировать с целью уменьшения объема (в 8 раз). Рассмотрены способы подготовки отходов, которыми являются холодное и электроимпульсное, электротермическое виды компактирования, их эффективность и недостатки. Приведены результаты переплава скомпактированных заготовок способами ЕШП и ПДП.

Індекс рубрикатора НБУВ: К722.301.6

Рубрики:

Зміцнювання металів у виробництві металургійного устаткування

Шифр НБУВ: Ж24340 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Отмечено, что процесс непрерывной разливки стали на машинах непрерывного литья заготовки (МНЛЗ) благодаря технико-экономическим показателям, позиционируется как наиболее рациональный способ получения заготовок для дальнейшего передела. Основным узлом МНЛЗ является медный кристаллизатор, который в процессе непрерывной разливки изнашивается в результате теплового и механического воздействия образовавшейся твердой корочки закристаллизовавшегося металла. Такой износ рабочей поверхности приводит к образованию дефектов, а также к изменению исходной геометрии кристаллизатора, что негативно сказывается на качестве отливаемых заготовок. Проанализированы основные дефекты на поверхности кристаллизатора МНЛЗ (царапины, задиры, раковины, износ в углах, износ нижней части). Для проведения исследований по удалению дефектов изготовлена модель плиты кристаллизатора, на поверхности которой смоделированы износ и дефекты. Путем плазменно-дуговой наплавки удалены дефекты и восстановлен поверхностный слой модели плиты кристаллизатора МНЛЗ. Металлографические исследования показали, что восстановленный слой является плотным, трещины, поры, смоделированные дефекты отсутствовали. Результаты исследований показали, что восстановленный слой практически идентичен металлу основы модели плиты кристаллизатора по механическим и физическим свойствам.

Изучены качества восстановленного медью и легированного модификаторами поверхностного слоя медной плиты кристаллизатора машин непрерывного литья заготовок способом ПДРП; качество поверхности, структура металла, химический состав, газонасыщенность, механические и физические свойства легированного и восстановленного слоя. Основными показателями качества плазменно-дуговой наплавки является глубина проплавления основного металла, ширина прохода с поперечными колебаниями одним плазмотроном, трещины, поры наплавленного слоя, несплавления, а также волнистость поверхности. Содержание легирующих элементов в меди до 1 мас. % позволило значительно повысить ее механические свойства. Все представленные физические и механические свойства легированного и восстановленного поверхностного слоя медной плиты указаны без термомеханической обработки. Твердость поверхностного слоя повышается в 1,25 раза, а предел прочности дает прирост на 8 %. Результаты газового анализа показали, что содержание кислорода практически не изменилось, а содержание водорода снизилось в 2 раза. Полученные данные по электропроводности легированного и восстановленного слоя сопоставимы с электропроводностью промышленных медных кристаллизаторов. Для сравнительной оценки износостойкости поверхностного слоя медных плит кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок разработана методика и создана экспериментальная установка, позволяющая моделировать основные процессы, происходящие на границе стенка кристаллизатора - металл. Отработана методика исследований износостойкости на данной установке. Результаты проведенных исследований показывают, что износостойкость меди повысилась в 1,2 - 1,5 раза.