Способ получения шарикоподшипниковой стали
Изобретение относится к области металлургии ,в частности, к способам выплавки и внепечной обработки подшипниковой стали. Цель изобретения - повышение качества металла и снижение расхода хрома, марганца, порошкообразных алюминий-и кремнийсодержащих материалов. Способ включает доводку металла по химическому составу кусковыми материалами в печи, обработку в ковше основным восстановительным шлаком с массовой долей окислов железа менее 1,0%, раскисление алюминием и через 30-60 с обработку основным окислительным шлаком с массовой долей окислов железа 1-3% в течение 180-600 с. 1 табл.
СОЮЗ СОНЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 4 С 21 С 5/52
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
М А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4310092/23-02 (22) 10.08.87 (46) 30.07.89. Бюл. ¹ 28 (71) Украинский научно †исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов и Челябинский металлургический комбинат (72) В.П.Денисенко, Е.Я.Чернышов, P.Ô.Максутов, А.В.Черный В.Г,Гаврилов, В.Г.Ефремов и 10.Я Мельников (53) 669.187.25(088 ° 8) (56) Морозов А.Н., Стрекаловский M.Ì
Чернов Г.Н. Внепечное вакуумирование стали. М.: Металлургия, 1975, с.288.
Самсонов А.Н., Петров А.К., Лы- сенко В.П. Пути снижения загрязненности подшипниковой стали глобулярными включениями. В сб.: Инструментальные и подшипниковые стали, № 4, M.: Металлургия, 1979 (МЧМ СССР), с. 44-48.
ТИ 134-ЭС2-05-85. Челябинский металлургический комбинат.
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам выплавки подшипниковой стали в электропечах.
Цель изобретения — повышение качества металла, снижение расхода хрома, марганца, алюминий- и кремнийсодержащих материалов.
Критерием качества подшипниковой стали является долговечность из нее изготовленных подшипников. Долговечность подшипников во многом определяется количеством и качеством неметаллических включений, присутствую(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШАРИКОПОДШИПНИ.КОВОЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к способам выплавки и внепечной обработки подшипниковой стали. Цель изобретения повышение качества металла и снижение расхода хрома, марганца, порошкообразных алюминий- и кремнийсодержащих материалов . Спо со 6 включает доводку металла по химическому составу кусковыми материалами в печи, обработку в ковше .основным восстановительным шлаком с массовой долей окислов железа менее 1,0X, раскисление алюминием и через 30-60 с обработку основным окислительным шлаком с массовой долей окислов железа 1-37 в течение 180-600 с. 1 табл. щих в металле, Установлено, что наиболее вредными включениями являются глобулярные и нитридные. Количество и размер неметаллических включений, в свою очередь, определяются массовыми долями элементов, входящих в их состав: серой, кислородом, кальцием, титаном и др. Чем меньше этих элементов содержится в рафинированном металле, тем чище сталь по сульфидным, окисным (оксиды и глобули) и нитридным включениям, тем выше ее эксплуатационные свойства.
149 7230
Вакуумирование подшипниковой стали, ее обработка кислыми или окислительными шлаками позволяет снизить загрязненность металла гло- 5 булярными, нитридными включениями.
При вакуумировании стали это происходит за счет снижения массовой доли кислорода, при обработке кислыми или окислительными шлаками — за счет ограниченного поступления кальция в металл. Вме сте с тем вопросы де сульфурации в этих процессах практически не решаются, что приводит к повышенной загрязненности металла сульфидны-15 ми включениями.
Прежде всего по предлагаемому способу организовывается обработка металла, раскисленного кремнием, основным восстановительным шлаком (жидким или из твердых шлакообразующих), что повышает эффективность удаления серы и кислорода из металла в шлак.
Однако в этом случае повышается восстановление кальция из шлака кремнием, растворенным в металле. Поскольку последующей операцией является обработка металла окислительным шлаком, избыток кальция связывается с кислородом, поступающим из шлака в металл, 30 и в дальнейшем ассимилируется шлаком в виде неметаллических включений.
Присадка кремния. происходит в, печь на нераскисленный металл, т.е. в этом случае создаются благоприят- 35 ные условия для удаления кальция, растворенного в ферросилиции.
В связи с тем, что хром и марганец присаживаются в раскисленный кремнием металл, их расход снижается. 40
Не происходит в этом случае и вспенивания шлака в результате контакта основного восстановительного шлака с окислительным, поскольку окислительный шпак в предлагаемом способе со- 45 держит не более 3,0Ж окислов железа.
Следовательно, отпадает необходимость в использовании порошкообразных кремний- и алюминийсодержащих материалов.
Оптимальные и граничные значения заявляемых параметров и их влияние на цель изобретения были определены экспериментально при выплавке подшипниковой стали в 100-тонных дуговых печах Челябинского металлургического 55 комбината.
Была установлена нецелесообразность доводки металла по химическому анализу порошкообразнымн материалами. В этом случае повышается себестоимость стали без заметного улучшения качества.
Обработка подшипниковой стали в ковше основным восстановительным шлаком с массовой долей FeO > 1,0X приводит к снижению удаления серы и кислорода из металла в шлак. В результате повышается загрязненность стали оксидами и сульфидами. Заметно увеличивается в этом случае и расход легирующих.
Обработка подшипниковой стали основным окислительным шлаком с массовой долей FeO 1,0Х и FeO ) З,ОЖ нецелесообразна. В первом случае изза недостатка окислительного потенциала шлака для удаления избытка кальция, во втором из-за избытка кислорода, переходящего из шлака в металл.
В первом случае повышается загрязненность стали глобулярными включениями, во втором увеличивается расход легирующих элементов, повышается загрязненность оксидами.
Обработка металла окислительным шлаком через промежуток времени менее 30 и более 60 с (после раскисления металла алюминием) приводит к ухудшению показателей процесса. В первом случае из-за недостатка времени для формирования гомогенного окислительного шлака, во втором — необоснованного увеличения тепловых потерь.
Длительность обработки металла основным окислительным шлаком в тече-. ние времени менее 180 и более 600 с не выгодна. В первом случае вследствие недостатка времени для формирования и ассимиляции шлаком неметаллических включений, во втором из-за заметного увеличения тепловых потерь и влияния футеровки ковша на загрязненность стали.
Пример. В ЭСПЦ-2 Челябинского металлургического комбината в 100тонной электродуговой печи на свежей шихте выплавляли подшипниковую сталь марки IIK15CI ° После окончания окислительного периода подкачивали шлак таким образом, чтобы после присадки в печь кусковых кремнийсодержащих материалов в ней находилось около 4,0 т шлака с массовой долей FeO 3,0-4,0Х.
При отклонении этих параметров производили корректировку путем присадки
7230
Расход порошкообраэиых материалов,kr/ò
Количество обраэцов с баллом т2 всход кусковых атериалов,кг/т
Длител ность обрабо ки оки литель ным нл ком, с ассовая оля ГеО ауэа перед обработкой окнсли тельным влеком окистельМп глоб улн сульфи- оксиды
А1 м нла, Х
Прототип (60) 0,5
0,5
1,0
2,0
0,40 0,35
0 0
О 0
0,30. 0,30
О О
О 0
0 0 0 0
12,5
11,2
11,5
12,5
11,3
11>2
11,2
l1,2
18 .21 10 15,0
6 8 6 12,5
12 16 5 12,5
16 20 3 14,0
14 14 1О 12,5
10 .9 . 8 12,5
6 В 6 12,5
6 8 7 12,5
Увеличение тепловых потерь
5 6 18 125
6 2 12 12>5
2,0 390
2>0
390
0 5
О О
О 0
11,2
11,2
0 5
1,0
Предлагаемаяя (60) 12,5 11,2 0 О
13 8 12,4 0,35 0 25
12,5 11,2 0 0
12,5 11>2 0 0
12,5 11,2 0 0
125 112 О О
Увеличение тепловых потерь
5
12
В !
14
18
16
12
13
0,5 45
2,0 390
3,0
4>0
2,0 390
20О
05 45
5 149 шлаковой смеси, состоящей из извести, плавикового шпата и шамота.
Одновременно с кремнием в печь вводили хром (12,5 кr/т) и перед выпуском из печи — марганец (11,2 кг/т).
После доводки металла по химическому составу и температуре металл обрабатывали в ковше жидким известковоглиноземистым шлаком в количестве
4,0 т или твердыми шлакообразующими.
Массовая доля FeO в таком шлаке составляла около 0,51. Причем печь наклоняли таким образом, чтобы металл без шлака поступал в ковш и обрабатывался основным восстановительным шлаком. Затем в ковш сливали печной шлак, который, перемешавшись с восстановительным, образовывал основной окислительный шлак (массовой долей
Fe0 2,0X), которым через 45 с после ввода алюминия обрабатывали металл в течение 390 с. Обработку металла окислительным шлаком осуществляли посредством продувки шлакометаллической эмульсии нейтральным газом.
Влияние изменения значений предлагаемого способа на цель изобретения представлено в таблице.
Таким образом, технология выплавки и внепечной обработки подшипниковой стали позволяет но сравнению с прототипом уменыиить размер 11еметал— лических включений (к-во б3ллов 2,0 уменьшилось по глобулям с 10 до 6, по оксидам с 21 до 8 и сульфипам с
18 до 6), снизить расход кускового хрома с 15,0 до 12,5 кг/т, марганца с 12,5до 11,2кг/т,порошкообразных кремния с О, 40 до О, 0 кг/т, алюминия
)p с 0,35 до 0,0 кг/т.
Формула изобретения
Способ получения шарикоподшипни15 ковой стали включающий плавление металла, окислительную продувку, ле гирование хромом и марганцем металла, обработку в ковше воссстановительным шлаком, легирование и раскисление ме20 талла алюминием и кремнием, продувку инертным газом, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества металла, снижения расхода хрома, марганца, порошкообразных
2б алюминий- и кремнийсодержащих материалой, кремний вводят в печь одновременно с хромом, а через 30-60 с после обработки в ковше восстановительным шлаком и раскисления алюминием
30 металл обрабатывают основным окислительным шлаком с массовой долей окислов железа 1-3Х в течение 180-600 с.
