Способ порционного вакуумирования подшипниковой стали

 

Сущность: в течение каждого цикла вакуумирования осуществляют переменную продувку металла нейтральным газом с расходом 1-10 м /ч: при верхнем положении вакуум-камеры на уровне, близком к максимальным значениям, а количество вводимого алюминия в отвакуумированный металл определяют по формуле А (10 -16)/М, где At - масса присаженного алюминия, кг/т; N - количество циклов вакуумирования. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (зов С 21 С 7/10

ГОСУДАРС ГВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4823790/02 (22) 07.05,90 (46) 30,04.93; Бюл. N. 1 6 (71) Украинский научно-исследовательский институт. специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) Р.Ф.Максутов, В.П,Денисенко, Ц.Л.Кацман, Л.Я.Рудашевский, Р.B.Ïînoâ, А.Н.Мака. ревич, А.Х.Кадарматов, M.È.Ñèíåëüíèêîâ, M,М.Проходцев и И.И.Лумпова (56) Мазуров E.Ô. и др. Повышение качества подшипниковой стали путем вакуумного фосфонирования. Сталь, В 5, 1988, с.29-32, Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам порционного вакуумирования стали.

Целью изобретения является повышение качества стали и снижение ее себестоимости.

Согласно предложенному техническому решению в течение каждого цикла вакуумироания осуществляют переменную продувку металла нейтральным газом с расходом

1-10 м. /ч: при верхнем положении вакуум3 камеры расход нейтрального газа поддерживают на уровне, близком к минимальным значениям, при нижнем положении вакуумкамеры — на уровне, близком к максимальным значениям, а массу вводимого алюминия в отвакуумироаанный металл определяют по формуле; Al= (10- 16)/N, где: At — масса присаженного алюминия, кг/т; N— количество циклов вакуумирования.

Использование переменной продувки расплава нейтральным газом при порционном вакуумировании позволяет в полной

„„5U, Ä 1812220 А1 (54) СПОСОБ ПОРЦИОННОГО 8АКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИ (57) Сущность: в течение каждого цикла вакуумирования осуществляют переменную продувку металла нейтральным газом с расходом 1-10 м /ч: .при верхнем

3 положении вакуум-камеры на уровне, близком к максимальным значениям, а количество вводимого алюминия в отвакуумированный металл определяют по формуле At =(19 — 16)/N, где At — масса присаженного алюминия, кг/т; N — количество циклов вакуумирования. 1 табл, мере использовать аргон для эффективного перемешивания металла и, как следствие, удаления вредных примесей, причем при одновременном увеличении стойкости огнеупоров или снижении затрат на огнеупоры.

Это происходит в результате повышения палезной поверхности контакта металл-пузыри аргона и снижения интенсивности и поверхности контакта нагретая футеровка— нейтральный газ (менее нагретый).

При верхнем положении вакуум-камеры, когда металл в камере практически отсутствует, расход аргона целесообразно поддеоживать на нижнем уровнем, равном

1-3 м /ч, Поддержание более низкого расхода приводит к аварийной ситуации из-за заметалливания отверстия фурмы для подачи аргона. При увеличении расхода аргона наблюдали резкое ухудшение стойкости футеровки патрубка и камеры (cM.ãðóïïó примеров 1, таблицы).

1812220

При нижнем положении вакуум-камеры в ней находится максимальная масса порции вакуумируемого металла. В этом случае расход аргона необходимо поддерживать на уровне 8 — 10 м /ч. Использование более з высокого расхода аргона приводит к повышению затрат на огнеупоры, более низкого — к ухудшению качества металла по кислородсодержащим включениям (см.группу примеров И, таблицы), Присадка в отвакуумированный металл массы алюминия, согласованной с количеством циклов вакуумирования, приводит к снижению расхода алюминия и повышению качества металла (см.группы примеров Н!V, таблицы).

При меньшем количестве циклов вакуумирования нераскисленного металла необходимо присаживать в отвакуумированный металл большую массу алюминия; увеличение количества циклов вакуумирования требует уменьшения массы присаживаемого алюминия, Это связано с тем, что вакуумирование металла, раскисление алюминием выполняют функции, в том числе и одинаковые. Например, снижение в металле массовой доли растворенного кислорода.

Присадка одной и той же массы алюминия в отвакуумированный металл независимо о1 количества циклов вакуумирования приводит либо к ухудшению качества подшипниковой стали по неметаллическим включениям, либо к повышению затрат на огнеупоры в связи со снижением их стойкости и ухудшению качества поверхности ме. талла (cM.ãðónnû примеров V, таблицы).

Наоборот, согласованная присадка оптимальной массы алюминия, зависящей от количества циклов вакуумирования, приводит к повышению качества металла и уменьшению расхода алюминия (группа полимеров Н(, . IV, таблицы).

Присадка меньшей массы алюминия (чем необходимо по изобретению) приводит к получению недораскисленного металла; что является причиной ухудшения качества подшипниковой стали по кислородсодержащим неметаллическим включениям; присадка большей массы. алюминия приводит к резкому ухудшению качества подшипниковой стали по поверхностным дефектам, изза перераскисленности металла и высокого остаточного содержания алюминия в готовой стали (группа примеров (Ч, таблицы).

Оптимальные результаты по опробованию предлагаемого способа порционного вакуумирования стали получились при расходе аргона. при веохнем положении вакуумкамеры — 1-2 м /ч и 9-10 м /ч — при нижнем положении вакуум-камеры, при массе алюминия, введенного в отвакуумированный металл, 0,33 — 0,23 кг/т при 40 — 60 циклах порционного вакуумирования.

В связи с повышением качества подшипниковой стали по наиболее опасным кислородсодержащим неметаллическим включениям, ожидается эффект и у потребителя от повышения долговечности работы

10 подшипников в условиях их эксплуатации.

Пример. Подшипниковую сталь выплавляли в 100-т злектродуговой печи. Полупродукт доведенный в печи до необходимой температуры, выпускали в ковш, где осуще-.

15 ствляли десульфурацию металла и частичное легирование. Затем производили порционное вакуумирование металла с одновременной продувкой расплава аргоном через щелевые фурмы, расположенные в

20 верхней части патрубка. При вакуумировании осуществляли и корректировку химического состава металла.

При нахождении вакуум-камеры в верхнем положении расход аогона поддержива 5 ли на уровне 0.4 м /ч, при нижнем положении камеры — на уровне 11-6 м /ч. з

Количество циклов вакуумирования изменяли от 30 до 70. Массу присаживаемого алюминия вычисляли по предложенной

30 формуле А(= (10- (6)N и без нее. Алюминий вводили в виде гранул в.конце вакуумирования или в виде проволоки после окончания вакуумирования, Оценку металла по неметаллическим

35 включениям производили с использованием действующих стандартов. Оценку затрат на огнеупоры осуществляли с использованием замеров о степени износа футеровки агрегата в процессе поплавочного вакууми40 рования металла, Обобщенные данные по опытно-промышленному опробованию предлагаемого способа представлены в таблице, Формула изобретения

Способ порционного вакуумирования подшипниковой стали, включающий раскисление металла алюминием и продувку ме50 талла нейтральными газами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла и снижения его себестоимости, в течение каждого цикла вакуумирования осуществляют переменную продувку метал55 ла нейтральным газом с расходом 1 — 10 м /ч, причем при верхнем положении вакуумной камеры расход газа поддерживают на уровне близком K минимальным значениям, при нижнем положении на уровне, близком к максимальным значениям. алюминий вво1812220 дят в конце вакуумирования, массу вводимого алюминия определяют по формуле

Al = „, кгlт, . 10 — 1S где Al — масса и рисажен ного an юминия, кг/т; и — количество циклов вакуумирования.

Затраты на огне упо ры ° отн.2

Масса присаженного алюминия в металл, кг/т

Расход алюми» ния, кг/т

Способ вакууми«

PoBBHHR

Средний балл из максим. глобулн оксиш»

2,20 1,80 " 100 1,50

Известный

Предлагаемый

1Аварийная ситуация

1,60 75

1, 50 75 0,26

1,50 95

2,50 110

О t

3 г 4

012

1,70

1 80

1.80

1,85

0,2&

0,26

11

8

«11»

0,26

0,26

«и» г

13/3o о 44 . 13/40 0,33 13/50 0,26

13/60 0,23

13/70 0,19

0,44

0 33

0,26

0,23

0 19

70

О, l6

О,20

0,26

0 32

2,00 1;85 . 75

1 90 1 70 75

1,80 1,50 75

1,80 1,50 75 ухудшение поверхности стали

2,10 . 1,75 80

Ухудшение поверх :110. " ности стали

0,26

0,26

2 9

Составитель В.Котляров

Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор

Заказ 1559 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Расход аргона при верхнем положении камеры, мз/ч

Расход аргона при. нижнем положении каМЕРЫ1 мз/ч

8/50 0,16 .

10/50 0120

13/50 0126

16/50 0,32

18/50 *О, 36

0,26

0,26

2,00 1,75

1,80 1,50

1,80 1,50

1,95 1, 70

2,20 1 90

1,90 1,60

1,85 t,55.

1,80 1,50

1,75 1150

1,70 1,50

110.