Способ плавки подшипниковой стали

 

(и) 580228

Союз Советских

Социалистических

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ресойлик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.03.76 (21) 2332700/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.11.77. Бюллетень ¹ 42 (45) Дата опубликования описания 15.11.77 (51) М. Кл.- гС 21С 5/52

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.187.25 (088.8) (72) Авторы изобрстепия Д. Я. Поволоцкий, Ю. A. Гудим, P. 3. Нагамазьянов, Г. Г. Ведерников, А. А. Проничкин, Б. Г. Вайнштейн, А. А. Морщинин, Е. Я. Чернышев и Л. И. Сенюшкин

Челябинский политехнический институт им. Ленинского Комсомола и Челябинский металлургический завод (54) СПОСОБ ПЛАВКИ ПОДШИПНИКОВОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к способам .плавки подшипниковых сталей, в особенности сталей марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, производимых металлургической промышленностью для изготовления подшипников качения в машиност роении.

Основная масса подшипниковой стали производиться в дуговых электропечах с основной футеровкой. Многочисленные способы производства подшипниковой стали в дуговых печах мож но разбить на две группы. Для одной группы характерна выплавка по классической электропечной технологии с раскислением в печи или,в печи и,ковше и с обработкой металла во время выпуска хорошо раскисленным печным шлаком, причем количество раскислителей и порядок их введения в металл варьируются (1).

Для другой группы характерна выплавка стали без раскисления шлака и металла,в печи с выпуском металла .без обработки печным шлаком (как правило, печной шлак удаляется из печи перед выпуском) и с внепечной обработкой металла в ковше вакуумом, инерт,ным газом или синтетическим хорошо раскисленным шлаком с последующим окончательным раскислением металла (2).

Срок службы подшипников качения в значительнои степени определяется природой, количеством и размерами неметаллических включений в подшипниковой стали.

Недостатком известных способов производства подшипниковой стали в дуговых печах с

5 основной футеровкой является наличие в готовом металле глобулярных неметаллическпх включений сложного состава, ухудшающих качество подшипников качения. Причиной II# образования большинство исследователей счп10 тают физическое и физико-химическое взаимодействие раскисленного шлака, высокой основности и раскисленного металла, приводящее к запутыванию частиц шлака в металле, а также восстановление пз шлака ряда эле15 ментов (в особенности кальция и магния), в дальнейшем участвующих в образовании глобулярных включений.

Для уменьшения количества и размероь глобулярных включений в подшппниковой

20 стали стремятся избежать взаимодействия раскисленного шлака и раскисленного металла во время выпуска, например предусматривается выплавка стали в дуговой печи без раскисления металла и шлака в печи с рафи25 нированием в ковше нераскпсленного металла раскисленным синтетическим известково-глиноземпстым шлаком с последующим раскислением алюминием, а затем кремнием BO вре.мя продувки металла в ковше а ргоном. Хотя

30 такая технология уменьшает общее колпчсст580228

Изд. Ко 916

Подписное

Заказ 2473/18

Тираж 693

»р. Сапунова, 2

Типография, BO 0KHCHbIX НеМеТВ JIa7H IeCKHX включений B ГОтовой стали, она не обеспечивает получения стали без крупных глобулярных включений, так как во время выпуска нераскисленный металл обрабатывают хорошо раскисленным известково-глиноземистым шлаком, что сохраняет возможность восстановления из шлака элементов, участвующих в образовании глобулярных включений.

Цель изобретения — уменьшение количества и размеров глобулярных неметаллических

:включений в металле прои производстве его в дуговой печи с основной футеровкой. Для этого предлагается плавку подшипниковой стали в дуговой печи вести следующим образом. В середине окислительного периода обновить шлак для удаления фосфора и серы из металла. Дальнейшее окисление углерода вести под обновленным шлаком с основпостью СаО/SiO —— 1 — 1,5. По окончании окислительпого периода, не скачивая окислитсльный шлак, довести сталь в печи до нужного содержания углерода, хрома и марганца, затем присадить на шлак твердые окислители (например, железную руду, рудные окатыши и т. д.) в количестве 3 — 5 кг на тонну металла для повышения окисленности шлака. Во время выпуска металл обработать высокоокисленным (содержание окислов железа 8 — 20%) печным шлаком низкой основноСаО сти (— =1 — 1,5), одновременно раскисS1O, лить металл,в ковше совместно кремнием (присаживается на верхний предел его содержания в стали) и алюминием (0,4 — 0,7 .кг на тонну стали). В этом случае из-за высокой окисленности и низкой основности шлака исключается возможность восстановления из шлака элементов, участвующих в образовании глобулярных включений. По окончании выпуска металл в ковше,продувается инертным газом в течение 3 — 5 мин без удаления окисленного шлака из ковша для удаления из стали остатков запутавшегося шлака и образовавшихся продуктов раскисления.

Способ воспроизводили следующим образом.

Подшипни ковую сталь марки ШХ15 выплавляли в 40-тонной дуговой печи с основной футеровкой на углеродистой шихте. После расплавления шихты проводили окислительный период с использованием железной руды и газообразного кислорода. В середине окислительного периода с целью лучшего удаления фосфора и серы из металла шлак обновляли на 80 /о. Дальнейшее окисление примесей вели,под обновленным шлаком,с основностью 1,2 — 1,5, продувая вакцину кислородом. По окончании, продувки шлак из печи не скачивали, металл доводили до нужного содержания углерода, хрома и марганца. Перед выпуском для получения высокой окпсленности .шлака,на шлак присажив", Iè железную руду или железорудные окатыши в количестве 4 — 5 кг на тонну стали. На дно сталеразливочного ковша помещали кусковые ферросилиций и алюминий (0,6 — 0,7 кг I;7 тонну стали) для совместного раскпсленпя и легирования стали. Во время, выпуска металл обрабатывали окисленным печным шлаком с основностью 1,2 — 1,5 и содержанием окислов железа 10 — 12%. По окончании вь пуска сталь продували в.ковше аргоном черсз пористую вставку в д нище в течение 3 — 4 ми при расходе аргона 0,3 — 0,5 м на тонну стали, пе удаляя из ковша окислительный шлак, что приводило к дальнейшей обработке стали этим шлаком.

Результаты опробова ния предлагаемого способа показали, что готовая подшипниковая сталь,не содержит крупных глобулярных выключений, мелкие глобулярныс включения встречаются 1срайпе редко. Лагрязпсвносз ь стали прочими включениями находится в пределах, допускаемых ГОСТом 801 — бО. Металл опытных плавок стали ШХ15, прокатанпый на .мелкий профиль (круг 40 мм), оценивался

II0 загрязненности глобулярными включениями баллом О (шкала ГОСТа 801 — бО), металл опытных плавок, прокатанный на крупный профиль (круг 130 — 150 мм),— оаллом 1 (по той же шкале), Резко уменьшилось количество и размеры нитридов титана в стали, вследствие уменьшения содержания азота. Следует ожидать повышения износоустойчивости подшипников, изготовленных из металла с низки м .содержанием глобулярных включений.

Формула изобретения

Способ плавки подшипниковой стали в основной дутовой печи под одним шлаком с раскислением,в ковше алюминием и кремнием и последующей .продувкой металла в ковше инертным газом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения количества и размеров глобулярных неметаллических включений в готовой стали, перед выпуском повышают окисленность .печного шлака основностью !в

1,5 присадкой твердых окислителей в количест ве 3 — 5 кг на тонну, стали до содержания

FeO 8 — 20 /о, а во время выпуска и последующей продувки инертным газом металл обрабатывают этим шлаком.

Источники информации, принятые,во внимание при экспертизе

1. Воинов С. Г., Шалимов А. Г. Шарикоподшипниковая сталь, М., Металлургиздат, 1962.

2. Воинов С. Г., Шалимов А. Г. и др. Рафинирование металла синтетическим шлаком, М., «Металлургия», 1970.