Изучение поведения легирующих элементов при электрошлаковой плавке отходов бронзы КН 1-3

Abstract

Показано, что при электрошлаковой плавке некомпактных отходов бронзы марки КН 1-3 возможно изменение химического состава сплава вследствие протекания окислительно-восстановительных реакций с участием легирующих элементов (никеля, кремния и марганца) и перераспределения их между металлической и шлаковой фазами. Для детального изучения поведения легирующих элементов и принятия мер с целью сохранения их концентрации в нормируемых пределах проведены соответствующие эксперименты. На первом этапе исследовали изменение содержания никеля, кремния и марганца в зависимости от применяемых шлаков (стандартные шлаки АНФ-5, АНФ-7, АНФ-24, АНФ-28). Установлено, что значительное снижение концентрации марганца происходит независимо от вида применяемого шлака. В металле, выплавленном с использованием шлаков АНФ-5, АНФ-7 и АНФ-24, также уменьшается содержание кремния. Концентрация никеля во всех случаях была в пределах нормы. Таким образом, при электрошлаковой плавке бронзы КН1-3 для сохранения кремния в нормируемых пределах необходимо использовать шлаки, содержащие оксид кремния, а для предотвращения угара марганца – вводить в шлак марганецсодержащие компоненты. Поэтому дальнейшие эксперименты проводили на шлаке АНФ-28, а в качестве марганецсодержащей добавки использовали флюс АН-348-А примерно с 35 мас. % MnO. Экспериментально установлено, что содержание марганца в бронзе КН 1-3 электрошлаковой плавки находится в пределах нормы при концентрации оксида марганца в шлаке на уровне 2,8...5,0 %.

It was shown, that in electroslag melting of non-compact wastes of bronze of the KN1-3 grade the change in chemical composition of alloy due to proceeding of redox reactions with participation of alloying elements (nickel, silicon and manganese) and their redistribution between the metal and slag phases is possible. The proper experiments were carried out to study in detail the behavior of alloying elements and taking the measures to retain their concentrations within the standardized limits. At the first stage the change in content of nickel, silicon and manganese was investigated depending on applied slags (standard slags ANF-5, ANF-7, ANF-24, ANF-28). It was found that the significant reduction in concentration of manganese is occurred independently of the slag type. In metal, melted with use of slags ANF-5, ANF-7 and ANF-24, the silicon content is also decreased. The nickel concentration in all the cases was within the standard. Thus, in electroslag melting of bronze KN1-3 it is necessary to apply slags, containing the silicon oxide, to retain silicon within the standards, and it is necessary to add the manganese-containing components into slag to prevent the manganese fumes. Therefore, the further experiments were carried out on slag ANF-28 and as a manganese-containing addition the flux AN-348-A was used, approximately with 35% MnO. It was established experimentally, that manganese content in bronze KN1-3 of electroslag melting is within the limits of standard at manganese oxide concentration in slag at the level of 2.8...5.0 %.