15.05.2018

Технология производства хромовольфрамовой лигатуры


Необходимость разработки технологии получения лигатур с вольфрамом определяется прежде всего чрезвычайно высокой температурой плавления алюминотермического ферровольфрама и связанными с этим трудностями легирования вольфрамом жидкого металла. Наибольшее распространение получили хромовольфрамовые лигатуры. В ФРГ, например, используют лигатуры, содержащие 35—40% W, 50—60% Cr, 6—7% Al, не более 0,7% Si и 2,0% Fe.

Определение температур плавления тройных сплавов вольфрам—железо—хром и вольфрам—железо—кремний показало, что вольфрамовые лигатуры, в которых отношение концентрации железа к концентрации вольфрама равно трем, содержащие 15—20% хрома или кремния, при температурах сталеплавильных процессов будут находиться в расплавленном состоянии.

В нашей стране производится хромовольфрамовая лигатура марок XB-1 и XВ-2, химический состав которой должен соответствовать нормам ТУ-14-15-11—72, приведенным ниже, %:
Фактический состав хромовольфрамовой лигатуры следующий: 30—40% W; 2,5—4,0% Mo; 0,3—0,8% Si; 0,2—1,5% Fe; 0,5—2,0% Al; 0,03—0,08%С<0,01% S; <0,01% Р; <0,03% Cu. Содержание вредных цветных примесей не выше, чем в металлическом хроме марки Х0.

Преимуществом хромовольфрамовой лигатуры, помимо сравнительно низкой температуры ее плавления, равной 1860—1900° С и обусловливающей быстрое растворение и распределение вольфрама в объеме жидкого металла, является то обстоятельство, что хром обладает большим сродством к кислороду, чем вольфрам, и, следовательно, можно ожидать минимальных потерь вольфрама в шлаках производства хромовольфрамовой лигатуры.

Большинство сплавов на никелевой основе, для которых в основном предназначена хромовольфрамовая лигатура, содержит 2—4% Al, что позволяет осуществлять выплавку лигатуры с необходимым избытком восстановителя в шихте.

При разработке технологии производства хромовольфрамовой лигатуры установлено, что повышение содержания восстановителя в шихте с 90 до 110% теоретически необходимого увеличивает извлечение хрома с 60,5 до 80%, а вольфрама с 83,3 до 95,3%. Введение в состав шихты плавикового шпата или окиси магния в количестве до 20% от массы алюминия не приводит к существенным изменениям показателей выплавки лигатуры.

Шихта промышленной плавки состоит из следующих компонентов, кг:
Плавки проводили внепечным способом с верхним запалом при скорости проплавления шихты 460 кг/(м2*мин). Химический состав сплава, полученного по этой технологии, был следующим: 61,3% Cr; 33,7% W; 4,5% Al; 0,27% Si; 0,35% Fe; 0,06% С; 0,017% S; 0,003% Р; 0,004% Cu; 0,1% N2; менее 0,0008% Pb; 0,001% Sn; 0,0015% Sb; 0,02% As. Извлечение составило 90,5% Cr, 93,7% W.

В других опытах по выплавке хромовольфрамовой лигатуры в качестве термитной добавки использовали хромат кальция. При удельной теплоте процесса, равной 85 кДж/г-атом, внепечным алюминотермическим процессом получен сплав с 40—45% W, содержащий следующее количество примесей: 0,3—0,5% Si; 0,1—1,3% Al; 1,0—1,8% Fe; менее 0,05% N2; 0,02% S и 0,03% С. Извлечение вольфрама составляло 93—97%, содержание вольфрама в шлаках было менее 0,2%, а на некоторых плавках — следы.

При разработке технологии выплавки хромовольфрамовой лигатуры была показана перспективность выпуска жидкого расплава в изложницы, что позволяет получать слитки однородного химического состава, не нуждающиеся в очистке от шлака и включений футеровочных материалов. При выпуске расплава извлечение вольфрама в слиток составляло 95,5%, хрома 87—88%. В шлаках вольфрам не обнаружен, содержание окиси хрома находилось в пределах 5—10%.

Повышению извлечения вольфрама и хрома при выплавке хромовольфрамовой лигатуры по рассмотренной выше технологии будет способствовать брикетирование шихты, оптимизация количества восстановителя в шихте, внедрение системы пылеулавливания и т. д.





Яндекс.Метрика