SU1475931A1 - Способ производства подшипниковой стали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии. Цель изобретени  - снижение загр зненности стали сульфидными и глобул рными неметаллическими включени ми. Способ включает выплавку стали в электропечи, внепечную обработку нераскисленного металла в ковше высокоосновным синтетическим шлаком, продувку инертным газом и вакуумирование. Внепечную обработку металла высокоосновным шлаком производ т одновременно с раскислением его жидким алюминием в количестве 0,3-0,5 кг/т стали, а на заключительной стадии выпуска плавки в ковш сливают 10-20% окислительного печного шлака от количества высокоосновного синтетического шлака. Использование предлагаемого способа позвол ет существенно снизить загр зненность стали сульфидными, оксидными и глобул рными включени ми, повысить долговечность подшипников на 10%. 3 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , конкретно к способам производства высококачественной подшипниковой стали в электропечах.

Цель изобретени  - снижение загр зненности стали сульфидными и глобул рными неметаллическими включени ми .

Внепечна  обработка стали высокоосновным синтетическим шлаком осуществл етс  следующим образом.

Ковш с предварительно расплавленным высокоосновным синтетическим шлаком и алюминием (расход алюмини  0,3-0,5 кг/т) подают под выпуск

плавки. Из печи в ковш выпускают нераскисленный металл, при этом наклон печи производ т таким образом, чтобы исключичъ попадание в ковш окислительного печного шлака в начале выпуска плавки.

При введении в жидкий шлак алюмини  при выпуске нераскисленного металла происходит частичное раскисление стали и снижаетс  активность в ней ионов кислорода, что в свою очередь увеличивает коэффициент распределени  серы между металлом и шлаком и повьтцает степень лесулъ- фурации стали. Кониентрапнч серы в

4Ь J

сл

со

00

металле снижаетс  с (0,020-0,025)% до (0,005-0,008) %. Содержание кислорода в металле составл ет 0,001- 0,002%, а глобул рные включени  оцениваютс  баллом не более 0,5 (см. табл. 1 )

В табл. 2 приведены результаты экспериментов по вли нию количества вводимого в шлак алюмини  на процесс раскислени .

Из приведенных данных следует, что при расходе алюмини  0,3-0,5 кг/т содержание сульфидных и глобул рных неметаллических включений составл ет 0,5 балла (плавки 6 и 7). Уменьшение расхода алюмини  до 0,2 кг/т приводит к уменьшению степени десульудалени  как оксидных (глиноземистых ) включений, так и сульфидов. С целью предотвращени  образовани  наиболее опасных глобул рных включений (образуютс  путем восстановлени  в металл магни  и кальци  из соответствующих компонентов шлака и их последующего окислени 

с образованием глобулей) и повышени  эффективности вакуумировани  на заключительной стадии выпуска плавки (после наполнени  2/3 высоты ковша) в ковш сливают 10-20% окислительного печного шлака. Этот прием приводит к снижению активности окислов магни  и кальци  в шлаке и повышению окисленности металла. Нижний предел количества слива

фурации вследствие повышени  окислен-,20 емого в ковш окислительного печного

ности металла и увеличению размера сульфидных включений до 2,0 балла (плавка 5) Увеличение расхода алюмини  до 0,6 кг/т приводит к повышению степени десульфурации, однако при этом размер глобул рных включений возрастает до 1,5 балла (плавка 8) .

В этом случае существенно ухудшаетс  эффективность вакуумировани  хо-30 0,002%, а глобул рные включени  име- рошо раскисленной стали.ют 0-0,5 балла).

Наличие алюмини  в жидком синтети- Верхний предел количества сливаемого в ковш окислительного печного шлака (20%) обусловлен тем, что при

35

ческом шлаке перед выпуском металла из печи способствует глубокой де- сульфурации стали при значительно меньшем удельном расходе шлака. Из сравнительных данных, приведенных в табл. 2, видно преимущество одновременного раскислени  алюминием с обработкой нераскисленного металла 40 (с содержанием кремни  0,03-OJO%) по сравнению с раскислением алюминием после обработки и выдержки металла в течение 5 мин в сталеразливоч- ном ковше.45

Применение дл  раскислени  стали твердог о алюмини  например, в виде чушек, забрасываемых на шлак, малоэффективно в св зи с тем, что при выпуске в ковш плавки часть алюмини  сгорает на воздухе вследствие большой разницы в удельном весе алюмини  (3 г/мм) и стали (7,2 г/мм).

Жидкий рафинировочный шлак и алюминий имеют практически одинако- 55 вый удельный вес и поэтому алюминий равномерно эмульгирован в объеме шлака, что существенно улучшает кинетические услови  образовани  и

50

этом еще не происходит существенного ухудшени  десульфураиии стали, что можно проиллюстрировать данными табл. 3.

Из приведенных данных видно, что оптимальное количество окислительного печного шлака, сливаемого в ковш, с точки зрени  получени  низкого содержани  сульфидов и глобулей 0- 0,5 балла составл ет 10-20% (плавки 2 и 3)

Уменьшение количества сливаемого в ковш окислительного печного шлака до 21% (плавка 4) приводит к существенному снижению активности окис лов магн-и  и кальци  в шлаке и повышению окисленности металла, что позвол ет получить в металле низкое содержание глобулей. При этом заметно снижаетс  эффективность десуль- фурации, что приводит к повышению содержани  серы в металле до 0,008% и увеличению размеров сульфидных включений до 1 ,5 балла.

5

шлака (10%) обоснован эффективной степенью разбавлени  высокоосновного синтетического шлака, при которой процессы восстановлени  кальци  и магни  не получают существенного развити  с повышением окисленности металла , что способствует увеличению эффективности вакуумировани  (содержание кислорода снижаетс  до 0,001

этом еще не происходит существенного ухудшени  десульфураиии стали, что можно проиллюстрировать данными табл. 3.

Из приведенных данных видно, что оптимальное количество окислительного печного шлака, сливаемого в ковш, с точки зрени  получени  низкого содержани  сульфидов и глобулей 0- 0,5 балла составл ет 10-20% (плавки 2 и 3)

Уменьшение количества сливаемого в ковш окислительного печного шлака до 21% (плавка 4) приводит к существенному снижению активности окислов магн-и  и кальци  в шлаке и повышению окисленности металла, что позвол ет получить в металле низкое содержание глобулей. При этом заметно снижаетс  эффективность десуль- фурации, что приводит к повышению содержани  серы в металле до 0,008% и увеличению размеров сульфидных включений до 1 ,5 балла.

Пример. Подшипниковую сталь марки ШХ16 выплавл ли в 100-тонной дуговой печи с основной футеровкой. Выплавку производили на свежей шихте методом переплава отходов или с использованием металлизированных железорудных окатышей 70% и углеродистого стального лома 30%.

После .расправлени  шихты в случае переплава отходов (металл выплавл ли с использованием части металла и шлака предыдущей плавки) производили окислительный период с использованием железной руды и газообразного кислорода. Б середине окислительного периода дл  лучшего удалени  фосфора и серы из металла шлак обновл ли на 60-80%. Перед выпуском дл  получени  высокой окисленности шлака в печь присаживали железную руду.

Перед подачей сталеразливочного ковша под выпуск плавки в него одновременно вводили (жидкий или твердый ) алюминий в количестве 0,3-0,5 кг/ стали и жидкий рафинировочный шлак. Шлак может быть получен пр мо в ковше путем сжигани  самоплавких шлаковых смесей.

В ковш сливали нераскисленный металл, при этом наклон печи производ т таким образом, чтобы исключить попадание в ковш окислительного печного шлака в начале выпуска

Это достигаетс  тем, что сталевы пускное отверстие разделываетс  при наклоненной электропечи на 3-5 к горизонту в сторону сталеразливоч- ного ковша. При по влении первых порций металла печь посто нно наклон етс  в сторону ковша таким образом , что исключаетс  попадание окислительного печного шлака в ковш при наполнении его на 2/3. Затем, когда процесс десульфурации в основном завершен вместе с металлом вы

4759316

пускаетс  10-20% (от массы синтетического ) окислительный шлак, что предотвращает образование глобул рных включений, так как не происходит восстановление в металл магни  и кальци  из соответствующих компонентов шлака.

Остальной шлак и 10-15% металла

10 оставл ют в печи на следующую плавку.

После окончани  выпуска плавки ковш подают на установку вакуумной обработки, где производ т порционное вакуумирование в течение 20-30

15 циклов. Осуществл ют доводку металла по химсоставу и производ т довакууми- рование в течение 20-30 циклов с одновременной продувкой металла в ковше инертным газом.

20Опробование предлагаемого способа

показало, что подшипникова  сталь не содержит крупных глобул рных включений . В профиле (круг 140 мм) загр зненность сульфидными, оксидньми и

25 глобул рными включени ми оценивалась максимальным баллом 0,5 по шкале, что позвол ет увеличить, долговечность подшипников на 10%.

30

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   0

   5

   Способ производства подшипниковой стали, включающий выплавку ее в электропечи , выпуск нераскисленного металла без шлака в ковш на синтетический шлак, продувку инертным газом и вакуумирование, отличающийс  тем, что, с целью снижени  загр зненности стали сульфидными и глобул рными неметаллическими включени ми одновременно с синтетическим шлаком в ковш перед вьиуском металла ввод т алюминий в количестве 0,3-0,5 кг/т стали, а при наполнении ковша на 2/3 в него сливают окис- 5 лительный печной шлак в количестве 10-20% от количества синтетического шлака.

   Таблица -1

   В синтетический шлак до выпуска нераскисленного металла

   В раскисленный металл через синтетический шлак после обработки и выдержки металла в

   - % печного шлака от количества синтетического шлака

   Таблица 2

   20-30

   0,03-0,1070-82