Переработка стружки жаропрочной стали ЭП609-Ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом
Предложен способ компактирования стружки в проходной матрице в сочетании с электронагревом. Показано, что данным способом можно получать длинномерные изделия, пригодные для использования в качестве расходуемых электродов для процессов спецэлектрометаллургии. Установлено, что качество выплавленного и...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Современная электрометаллургия |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96011 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Переработка стружки жаропрочной стали ЭП609-Ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом / В.А. Шаповалов, В.Р. Бурнашев, Ф.К. Биктагиров, А.И. Украинец, М.А. Брагин, В.Н. Пудиков, В.С. Константинов, В.В. Степаненко, А.Н. Пешков // Современная электрометаллургия. — 2009. — № 3 (96). — С. 43-45. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860008037211701248 |
|---|---|
| author | Шаповалов, В.А. Бурнашев, В.Р. Биктагиров, Ф.К. Украинец, А.И. Брагин, М.А. Пудиков, В.Н. Константинов, В.С. Степаненко, В.В. Пешков, А.Н. |
| author_facet | Шаповалов, В.А. Бурнашев, В.Р. Биктагиров, Ф.К. Украинец, А.И. Брагин, М.А. Пудиков, В.Н. Константинов, В.С. Степаненко, В.В. Пешков, А.Н. |
| citation_txt | Переработка стружки жаропрочной стали ЭП609-Ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом / В.А. Шаповалов, В.Р. Бурнашев, Ф.К. Биктагиров, А.И. Украинец, М.А. Брагин, В.Н. Пудиков, В.С. Константинов, В.В. Степаненко, А.Н. Пешков // Современная электрометаллургия. — 2009. — № 3 (96). — С. 43-45. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Современная электрометаллургия |
| description | Предложен способ компактирования стружки в проходной матрице в сочетании с электронагревом. Показано, что данным способом можно получать длинномерные изделия, пригодные для использования в качестве расходуемых электродов для процессов спецэлектрометаллургии. Установлено, что качество выплавленного из них металла находится в пределах нормы.
Method of compacting in a leading-through matrix in combination with electric heating has been offered. It is shown that this method allows producing long products, suitable as consumable electrodes for the processes of special electrometallurgy. It was found that the quality of metal, produced of them, is on the level of standard.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:40:13Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 669.187.526.001.57
ПЕРЕРАБОТКА СТРУЖКИ
ЖАРОПРОЧНОЙ СТАЛИ ЭП609-Ш
СПОСОБОМ КОМПАКТИРОВАНИЯ
ПОД ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ С ПОСЛЕДУЮЩИМ
ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ ПЕРЕПЛАВОМ
В. А. Шаповалов, В. Р. Бурнашев, Ф. К. Биктагиров,
А. И. Украинец, М. А. Брагин, В. Н. Пудиков,
В. С. Константинов, В. В. Степаненко, А. Н. Пешков
Предложен способ компактирования стружки в проходной матрице в сочетании с электронагревом. Показано, что
данным способом можно получать длинномерные изделия, пригодные для использования в качестве расходуемых
электродов для процессов спецэлектрометаллургии. Установлено, что качество выплавленного из них металла на-
ходится в пределах нормы.
Method of compacting in a leading-through matrix in combination with electric heating has been offered. It is shown
that this method allows producing long products, suitable as consumable electrodes for the processes of special electro-
metallurgy. It was found that the quality of metal, produced of them, is on the level of standard.
Ключ е вы е с л о в а : компактирование; электронагрев;
утилизация; некомпактные металлические отходы; ме-
таллическая стружка; расходуемый электрод
Спрос на легированные марки сталей стабильно уве-
личивается в среднем на 5… 6 % в год. Согласно
различным литературным источникам, производ-
ство нержавеющих марок стали колеблется от 27,8
до 28,2 млн т в год.
В среднем коэффициент использования нержа-
веющих сталей на металлообрабатывающих пред-
приятиях составляет 0,5… 0,7, остальное идет в от-
ходы, большую часть которых составляет стружка.
Проблема утилизации металлической стружки
до сих пор полностью не решена, а непосредствен-
ное ее использование связано с рядом следующих
трудностей: загрязнением смазывающей охлаждаю-
щей жидкостью (СОЖ) – после механической об-
работки, большим угаром при переплаве, низкой
насыпной плотностью, отсутствием эффективной
техники и технологии перегрузки при транспорти-
ровании и загрузке переплавных печей. Способ ком-
пактирования стружки является очень эффективным
и позволяет приблизить плотность спрессованного ма-
териала до 0,5…0,8 плотности литого металла.
Существует несколько способов компактирова-
ния материалов: гидростатическое холодное прес-
сование, электроимпульсный способ прессования,
взрывной, спекание, штамповка, прокатка. Однако
все они имеют недостатки при прессовании в за-
крытой матрице (малая длина полученной прессов-
ки, недостаточная прочность заготовки при холод-
ном прессовании, невысокая плотность брикета при
импульсивном компактировании [1—4]). Получение
прессовок массой более 15 кг затруднительно и свя-
зано с использованием мощных прессов с удельным
давлением прессования свыше 500 МПа. А это круп-
ногабаритное и дорогостоящее оборудование.
Однако существующие способы не позволяют
эффективно перерабатывать стружку, особенно это
касается стружки жаропрочных сталей и ряда дру-
гих высоколегированных сплавов.
Данная проблема может быть решена путем сов-
мещения процесса прессования с нагревом, что поз-
волит повысить пластичность стружки и уменьшить
усилия прессования. В ИЭС им. Е. О. Патона раз-
работаны способ и опытно-промышленная установ-
ка для компактирования шихты способом полуне-
прерывного горячего прессования (рис. 1).
Компактирование стружки одновременно с пря-
мым электронагревом производят в проходной мат-
рице специальной конструкции. В отличие от дру-
гих схем ведения процесса, принципиально измене-
на схема установки. Она оснащена механизмом вы-
тягивания прессовки, а кроме того, разработана но-
вая конструкция нижнего токоподвода. Если обыч-
но токоподвод в установках по прессованию брике-
© В. А. ШАПОВАЛОВ, В. Р. БУРНАШЕВ, Ф. К. БИКТАГИРОВ, А. И. УКРАИНЕЦ, М. А. БРАГИН, В. Н. ПУДИКОВ,
В. С. КОНСТАНТИНОВ, В. В. СТЕПАНЕНКО, А. Н. ПЕШКОВ, 2009
43
тов подсоединяют к днищу матрицы, то в разрабо-
танной установке ток подводят непосредственно к
боковой поверхности формируемой заготовки или
к затравке (в стартовый период).
Процесс осуществляется при относительно не-
высоких усилиях прессования (2,5 МПа), что зна-
чительно сокращает стоимость оборудования. Ком-
пактирование стружки выполняют следующим об-
разом: в матрицу подается стружка стали ЭП609-Ш
фракции не более 70… 80 мм массой до 1 кг. Затем
стружка сжимается пуансоном. Через токоподводы
поступает ток 10… 12 кА при напряжении 7… 12 В.
Стружка за счет джоулева тепла, выделяемого при
прохождении тока, разупрочняется. В этот момент
происходит сдавливание пуансоном стружки до ми-
нимального объема. Длительность компактирования
одной порции составляет 25 с. Затем загружается сле-
дующая порция стружки и процесс повторяется.
При прохождении тока в объеме прессуемой
стружки, а также между прессуемой и спрессован-
ной порциями возникают микродуги. В момент
сдавливания жидкая фаза распространяется по
объему порции и между порциями, замоноличивая
спрессованную заготовку. В течение всего процесса
прессования происходит вытягивание спрессован-
ной стружки, что позволяет получать длинномер-
ные заготовки.
В ходе экспериментов получили заготовки дли-
ной 1000 мм, диаметром 100 мм и плотностью об-
разца 4,25… 5,00 г/см3 (54,5… 64 % плотности ли-
того металла). Исследования влияния грануломет-
рического состава стружки на качество спрессован-
ной заготовки показали, что с уменьшением разме-
ров стружки до 40… 50 мм не только увеличивается
плотность спрессованной заготовки, но и повыша-
ется ее прочность. Полученные спрессованные за-
готовки (рис. 2) использовали в качестве расходу-
емых электродов при электрошлаковой выплавке
слитков в агрегате типа А550.
Переплав спрессованной заготовки из стружки
ЭП609-Ш производили в глуходонном кристалли-
Рис. 1. Схема установки для компактирования: 1 – гидроци-
линдр; 2 – пуансон; 3 – лоток для подачи стружки; 4 –
матрица; 5 – токоподводы; 6 – скомпактированная заготовка;
7 – шток
Рис. 2. Заготовка, скомпактированная из стружки жаропрочного
сплава ЭП609-Ш
Рис. 3. Слиток, выплавленный из скомпактированной стружки
Рис. 4. Макроструктура слитка ЭШП сплава ЭП609-Ш
44
заторе с жидким стартом. В качестве шлака приме-
няли смесь АНФ-6 с флюоритовым концентратом.
В процессе переплава поддерживали следующий ре-
жим: I = 1,5… 2,0 кА, U = 35… 36 В. В результате
выплавлены слитки диаметром 175 мм, высотой
175… 250 мм и массой от 32 до 42 кг (рис. 3).
Металлографические исследования темплетов,
вырезанных из слитка стали ЭП609-Ш в попереч-
ном (рис. 4, а) и продольном (рис. 4, б) направле-
ниях показали, что металл плотный и видимых де-
фектов не имеет. Исследования механических
свойств металла проведены в условиях НПО «За-
ря-Машпроект», г. Николаев.
Для определения механических свойств выреза-
ли образцы из верхней B и средней C частей слитка
в поперечном направлении и подвергали их термо-
обработке по следующему режиму: закалка
(1030±10) °С; 60…80 мин, масло; отпуск (650±20) °С;
выдержка 60… 100 мин, воздух. После термообра-
ботки провели механические испытания образцов
при комнатной температуре и на длительную проч-
ность (табл. 1). Исследования показали, что механи-
ческие свойства слитка стали ЭП609-Ш, выплавлен-
ного из электродов, спрессованных из 100 % стружки,
удовлетворяют требованиям И 255.105.092—87 для
сплава ЭП609-Ш. Химический состав выплавлен-
ного металла определяли на ударных образцах
(табл. 2). Как свидетельствуют данные табл. 2, рас-
пределение элементов в поперечном и продольном
направлениях слитка равномерное и соответствует
требованиям И 255.105.092—87 для химического
состава слитков ЭП609-Ш.
Таким образом, установлено, что новая техноло-
гия позволяет эффективно утилизировать неком-
пактные металлические отходы, способствует повы-
шению рентабельности производства.
Кроме того, использование указанного способа
дает возможность компактировать стружку или
шихту различных видов легковесного металлолома
(листовая обрезь, проволока, порошки) из разно-
образных металлов и сплавов (в том числе и их
смесей) с целью получения электродов для пере-
плавных процессов специальной металлургии [5].
Выводы
1. Показано, что способом компактирования под элек-
трическим током можно получать компактные длин-
номерные заготовки и использовать их в качестве
электродов для процессов спецэлектрометаллургии.
2. Разработана технологическая схема получе-
ния слитков стали ЭП609-Ш из стружки.
3. Установлено, что качество слитка, получен-
ного способом электрошлакового переплава ском-
пактированных заготовок из стружки стали ЭП609-Ш,
соответствует требованиям И 255.105.092—87.
1. Абрамова К. Б., Самуилов С. Д. Метод брикетирования
металлической стружки // Рынок вторичных метал-
лов. – 2005. – 2/28. – С. 50—54.
2. Степанов С. И. Исследование процесса горячего прессо-
вания и свойств деталей из стальной стружки: Автореф.
дис. … канд. техн. наук. – Киев, 1967. – 22 с.
3. Получение расходуемых электродов компактированием ти-
тановой губки под током / М. Л. Жадкевич, В. А. Шапо-
валов, В. С. Константинов и др. // Современ. электро-
металлургия. – 2005. – № 3. – С. 64—67.
4. Дорофеев Ю. Г. Динамическое горячее прессование по-
ристых материалов. – М.: Наука, 1968. – 120 с.
5. Пат. 7997 Україна, МПК С22 В 1/248. Спосіб компакту-
вання металевої шихти / Б. Є. Патон, М. Л. Жадкевич,
В. О. Шаповалов та інш. – Опубл. 10.08.2007; Бюл. № 12.
Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, Киев
Поступила в редакцию 18.05.2009
Т а б л и ц а 1 . Механические свойства стали ЭП609-Ш при комнатной температуре
Образец слитка σв, МПа σ0,2, МПа δ5, % ψ, % KCV, Дж/см
2
Dотп, мм НВ
Длительная прочность
Т, °С σ, МПа τ, ч
В 990 862 18 51 71,54… 61,74 3,4 321 400
400
657
657
100
100
С 960 872 18 58 85,26… 96,04 3,3 341 400
400
657
657
100
100
И 255.105.092—87,
ЭП609-Ш
≥ 755 ≥ 676 У 6 У 34 У 44,1 3,3… 3,8 341… 255 400 657 У 100
Прим е ч а н и е . Направление вырезки всех образцов – поперечное; Dотп – диаметр отпечатка.
Т а б л и ц а 2 . Химический состав стали ЭП609-Ш
Образец
Массовая доля элементов, %
C Si Mn P S Cr Mo Ni Nb V
B1 0,084 0,55 0,30 0,03 0,002 10,96 0,39 1,61 0,07 0,22
B2 0,088 0,52 0,30 0,03 0,002 10,98 0,39 1,61 0,07 0,22
C1 0,088 0,39 0,29 0,03 0,002 10,81 0,4 1,63 0,07 0,21
C2 0,086 0,42 0,29 0,03 0,002 10,95 0,4 1,64 0,06 0,22
И 255.105.092—87,
ЭП609-Ш
0,09… 0,05 ≥ 0,6 У 0,6 У 0,03 У 0,020 10,5… 12,0 0,35… 0,50 1,4… 1,8 0,05… 0,15 0,15… 0,25
45
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-96011 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7681 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:40:13Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шаповалов, В.А. Бурнашев, В.Р. Биктагиров, Ф.К. Украинец, А.И. Брагин, М.А. Пудиков, В.Н. Константинов, В.С. Степаненко, В.В. Пешков, А.Н. 2016-03-08T21:05:35Z 2016-03-08T21:05:35Z 2009 Переработка стружки жаропрочной стали ЭП609-Ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом / В.А. Шаповалов, В.Р. Бурнашев, Ф.К. Биктагиров, А.И. Украинец, М.А. Брагин, В.Н. Пудиков, В.С. Константинов, В.В. Степаненко, А.Н. Пешков // Современная электрометаллургия. — 2009. — № 3 (96). — С. 43-45. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0233-7681 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96011 669.187.526.001.57 Предложен способ компактирования стружки в проходной матрице в сочетании с электронагревом. Показано, что данным способом можно получать длинномерные изделия, пригодные для использования в качестве расходуемых электродов для процессов спецэлектрометаллургии. Установлено, что качество выплавленного из них металла находится в пределах нормы. Method of compacting in a leading-through matrix in combination with electric heating has been offered. It is shown that this method allows producing long products, suitable as consumable electrodes for the processes of special electrometallurgy. It was found that the quality of metal, produced of them, is on the level of standard. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Современная электрометаллургия Энергоресурсосбережение Переработка стружки жаропрочной стали ЭП609-Ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом Recycling of chips of heat- resistant steel EP609-Sh using the method of compacting at electric current with subsequent electroslag remelting Article published earlier |
| spellingShingle | Переработка стружки жаропрочной стали ЭП609-Ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом Шаповалов, В.А. Бурнашев, В.Р. Биктагиров, Ф.К. Украинец, А.И. Брагин, М.А. Пудиков, В.Н. Константинов, В.С. Степаненко, В.В. Пешков, А.Н. Энергоресурсосбережение |
| title | Переработка стружки жаропрочной стали ЭП609-Ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом |
| title_alt | Recycling of chips of heat- resistant steel EP609-Sh using the method of compacting at electric current with subsequent electroslag remelting |
| title_full | Переработка стружки жаропрочной стали ЭП609-Ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом |
| title_fullStr | Переработка стружки жаропрочной стали ЭП609-Ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом |
| title_full_unstemmed | Переработка стружки жаропрочной стали ЭП609-Ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом |
| title_short | Переработка стружки жаропрочной стали ЭП609-Ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом |
| title_sort | переработка стружки жаропрочной стали эп609-ш способом компактирования под электрическим током с последующим электрошлаковым переплавом |
| topic | Энергоресурсосбережение |
| topic_facet | Энергоресурсосбережение |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96011 |
| work_keys_str_mv | AT šapovalovva pererabotkastružkižaropročnoistaliép609šsposobomkompaktirovaniâpodélektričeskimtokomsposleduûŝimélektrošlakovympereplavom AT burnaševvr pererabotkastružkižaropročnoistaliép609šsposobomkompaktirovaniâpodélektričeskimtokomsposleduûŝimélektrošlakovympereplavom AT biktagirovfk pererabotkastružkižaropročnoistaliép609šsposobomkompaktirovaniâpodélektričeskimtokomsposleduûŝimélektrošlakovympereplavom AT ukrainecai pererabotkastružkižaropročnoistaliép609šsposobomkompaktirovaniâpodélektričeskimtokomsposleduûŝimélektrošlakovympereplavom AT braginma pererabotkastružkižaropročnoistaliép609šsposobomkompaktirovaniâpodélektričeskimtokomsposleduûŝimélektrošlakovympereplavom AT pudikovvn pererabotkastružkižaropročnoistaliép609šsposobomkompaktirovaniâpodélektričeskimtokomsposleduûŝimélektrošlakovympereplavom AT konstantinovvs pererabotkastružkižaropročnoistaliép609šsposobomkompaktirovaniâpodélektričeskimtokomsposleduûŝimélektrošlakovympereplavom AT stepanenkovv pererabotkastružkižaropročnoistaliép609šsposobomkompaktirovaniâpodélektričeskimtokomsposleduûŝimélektrošlakovympereplavom AT peškovan pererabotkastružkižaropročnoistaliép609šsposobomkompaktirovaniâpodélektričeskimtokomsposleduûŝimélektrošlakovympereplavom AT šapovalovva recyclingofchipsofheatresistantsteelep609shusingthemethodofcompactingatelectriccurrentwithsubsequentelectroslagremelting AT burnaševvr recyclingofchipsofheatresistantsteelep609shusingthemethodofcompactingatelectriccurrentwithsubsequentelectroslagremelting AT biktagirovfk recyclingofchipsofheatresistantsteelep609shusingthemethodofcompactingatelectriccurrentwithsubsequentelectroslagremelting AT ukrainecai recyclingofchipsofheatresistantsteelep609shusingthemethodofcompactingatelectriccurrentwithsubsequentelectroslagremelting AT braginma recyclingofchipsofheatresistantsteelep609shusingthemethodofcompactingatelectriccurrentwithsubsequentelectroslagremelting AT pudikovvn recyclingofchipsofheatresistantsteelep609shusingthemethodofcompactingatelectriccurrentwithsubsequentelectroslagremelting AT konstantinovvs recyclingofchipsofheatresistantsteelep609shusingthemethodofcompactingatelectriccurrentwithsubsequentelectroslagremelting AT stepanenkovv recyclingofchipsofheatresistantsteelep609shusingthemethodofcompactingatelectriccurrentwithsubsequentelectroslagremelting AT peškovan recyclingofchipsofheatresistantsteelep609shusingthemethodofcompactingatelectriccurrentwithsubsequentelectroslagremelting |