SU1500682A1 - Способ выплавки и внепечной обработки подшипниковой стали 2 - Google Patents

Description

Изобретение относится к черной металлургии. Цель изобретения - по- ¹ вьппение качества металла. Способ 7 включает присадку 85-100% кремнийсол держащих материалов в начале периода доводки, продувку металла и шлака .с массовой долей РеО 0,5-2,0% нейтральным газом в ковше после слива металла в течение 4-6 мин с интенсивностью (0,01-0,05) м³/т-мин на 1 кг/т стали суммы алюминия и оставшегося кремния на 1 т металла, вводимых в ковш за 15-90 с до начала продувки расплава нейтральным газом. Это позволяет оптимизировать процессы перемешивания и удаления включений, Изоб- с ретение позволяет снизить количество неметаллических включений в стали.

1 табл. л

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к выплавке подшипниковой стали с внепечной обработкой.

Целью изобретения является повышение качества металла.

• Сущность предлагаемого способа состоит в том, что 85-100% кусковых кремнийсодержащих материалов вводят в металл в начале периода доводки, а продувку металла и шлака с массовой долей РеО 0,5-2,0% нейтральным газом в ковше.начинают после слива ι металла и ведут в течение 4-6 мин с интенсивностью 0,01-0,05 м³/т-мин на каждый 1 кг/т стали суммы алюминия и оставшегося кремния, вводимых

в ковш за 15—90 с до начала продувки расплава нейтральным газом.

В результате выполнения перечисленных технологических приемов взаимодействие жидкого металла, шлака, легирующих, раскислителей, футеровки ковша, атмосферы в большей мере направлено на удаление серы, кислорода из металла в шлак и ограничение поступления кальция (глобуляризации включений), кислорода в металл из шлака, футеровки и атмосферы.

Кремнийсодержащие материалы (ферросилиций) содержит в своем составе

растворенный кальций. Присадка всего

необходимого количества кремнийсодержащих материалов (или их большей часСП

О

о

о

00

ю

з 1500682

ти) непосредственно после окончания окислительного периода создает условия для полного окисления кальция (в связи с высоким окислительным . $

потенциалом металла) и его удаления в виде неметаллических включений -в шлак.

I

Присадка кремнийсодержащих материалов в печь в количестве менее 85% ιθ от их общей массы приводит к увеличению доли кремния, вводимого в ковш, ,где окислительный потенциал системы металл - шлак значительно ниже, чем в печи. Это обстоятельство затрудняет(5 удаление кальция, раствореннрго в . вводимой части кремния и обуславливает увеличение расхода нейтрального газа.

Обработка металла основным шлаком 20 с массовой долей РеО 0,5-2,0% в наибольшей степени благоприятствует , удалению серы из металла, что приводит к незначительной загрязненности стали сульфидными включениями. Наве- 25 дение основного шлака с массовой долей РеО <0,5% или более 2,0%„неце* лесообразно. В первом случае создаются благоприятные условия для перехода кальция из шлака в металл в ре- 30 зультате перемешивания фаз в резко восстановительных условиях, во втором создаются неблагоприятные условия для процесса десульфурации и эффективного удаления кислорода из метал- 35 ла.

На эффективность восстановления кальция из шлака в металл в процессе взаимодействия фаз, помимо активностей СаО, С, 5ΐ большое значение .40 оказывает непосредственный контакт алюминия и некоторого возможного количества кремния со шлаком в ковше, так как активности алюминия и кремния при этом близки! к единице. дд Поэтому выгоден режим,.когда все 100% кремнийсодержащих материалов присаживаются сразу после окончания окислительной продувки. Однако на практике так бывает редко. Отсутствие полной информации о массе жидкого металла, содержании кремния в кремнийсодержащих материалах и др. нередко приводит к тому, что часть кремнийсодержащих материалов прихо- $$ дится присаживать в ковш. Присадка кремнийсодержащих материалов в ковш в количестве более 15% (или в печь менее 85%) от общей их массы приво4

дит к увеличению окисных кальцийсодержащих включений, что требует дополнительной интенсивной продувки расплава инертным газом. .

Для уменьшения содержания' неметаллических включений шлакометаллический расплав продувается нейтральным газом по определенному режиму. Интенсивность продувки определяется массо- . вой долей РеО в основном шлаке, количеством присаживаемых кремния и алюминия в ковш. Учет этих параметров позволяет повысить качество металла при незначительном расходе нейтрального газа.

Продувка расплава инертным газом в течение времени менее 4 мин с интенсивностью менее О,01м³/т.мин да каждый 1 кг/т стали суммы алюминия и кремния, вводимых в ковш приводит к недостатку вводимого в расплав инертного газа для удаления неметаллических включений в условиях их максимального образования. В рассматриваемом случае - при максимально'м содержании. РеО в шлаке и максимальном. количестве вводимых в металл кремния и алюминия..

Продувка расплава инертным газом в течение времени более 6 мин с интенсивностью более 0,05 м^э/т. мин на * каждый 1 кг/т стали суммы алюминия и кремния приводит к увеличению загрязненности металла экзогенными включениями из-за разрушения футеровки ковша, к значительным потерям тепла.

Наиболее интенсивную продувку, расплава необходимо осуществлять при максимальном образовании неметаллических включений.

Последние 30-60 с уменьшают интенсивность продувки до минимальных значений.

Выдержка в течение 15-90 с до продувки расплава инертным газом огра- ; ничивает время, в течение которого, в основном завершаются процессы образования неметаллических включений в ковше.

Пример. Подшипниковую,сталь _ марки ШХ15СГ выплавляли в 40-тоиной электродуговой печи.

После окончания окислительного

периода в расплав вводили 85-100%

ферросилиция от их общего количества.

Легировали расплав,^ζ хромом,марганцем.

5

1500682

6

и наводили основной шлак с массовой долей РеО от 0,5 до 2,0%. Затем производили слив металла и шлака в ковш. Через 15-90 с после ввода в расплав , алюминия и оставшегося количества кремния, если Э1*о было необходимо, начинали продувку расплава аргоном по программе, учитывающей расход аргона в , зависимости от массовой доли РеО в шлаке, количества кремния и алюминия, присаживаемых в ковш. В последние 3060 с продувки интенсивность поддерживали на минимальном уровне, равном 0,01 м³/т. мин из расчета на каждый 1 -кг суммы алюминия и оставшегося кремния на 1 т металла.

При большом количестве присадок, производимых в ковш - алюминия ^1,2 кг/т, кремния 0 кг/т и высокой массовой доли РеО в основном шлака ^2,0%, для повышения качества металла необходима максимальная интенсивность (а/0,05 м³/т-мин) про-, дувки расплава аргоном в течение

мин. Последующая минимальная интенсивность 0,01 м³/тмин обязательно должна поддерживаться в течение *ν60 с.

При малом количестве присадок.: алюминия*>0,5 кг/т, кремния - 0,0 кг/т и низкой массовой доли РеО в основном шлаке *νθ,5%, для повышения качества металла можно ограничиться / низкой интенсивностью продувки <ν0,01 м³/т-мин в течение времени ~ Ь мин и 30 с.

При большом количестве присадок ненеобходима вьдержка в течтение <<-90 с, при малом 15 с.

Наилучшие усредненные результаты по повышению качества металла и снижению расхода нейтрального газа получаются при поддержании предлагаемых параметров на следующих условиях: присадка 100% кремнийсодержащих материалов в начале периода доводки,

массовая доля ГеО в основном рафинировочном шлаке 1,15-1,35%, интенсивность продувки ^0,03 м³/т. мин на каждый кг/т стали .алюминия, вводимого в ковш за 45-55 с до начала продувки расплава аргоном. .Длительность основной продувки ~5 мин, с минимальной интенсивностью -~45 с.

Результаты опытов представлены в таблице. Количество вводимого алюминия поддерживали на одном уровне, равном 0,8-1,0 кг/т.

Оценку качества металла производили в круге менее 40 мм.

При использовании предлагаемого способа снижается количество неметаллических включений в стали.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ выплавки и внепечной обработки подшипниковой стали, включающий плавление, окисление и доводку металла в печи под основным шпаком с переменной окисленностью, обработку этим шлаком в ковше, легирование и раскисление металла кусковыми кремнийсодержащими материалами и алюминием, продувку расплава нейтральным газом в ковше, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла, 85-100% кусковых кремнийсодержащих материалов вводят в металл в печи в начале периода доводки, после выпуска металла в ковш наводят шлак с массовой долей РеО (0,5-0,2)%, после чего в ковш вводят алюминий и оставшееся количество кусковых кремннйсодержащих материалов и продувают инертным газом металл и шлак в течение 4-6 мин с интенсивностью (0,01— 0,05)К, где К - сумма алюминия и кусковых кремнийсодержащих материалов, кг/т металла.

   7

   1500682

   8

   Технология (к-во проконтрол ирова иных образцов) Количество кремния, вводимого в ковш, X Массовая доля ГеО в шлаке, X Интенсивность продувки с учетом присадок в ковш, м⁵ /т♦мин Оьщержка расплава , с Длитель-Клитель- Количество включений с баллом более '2, 7. Расход аргона, отн. 2 ность> мин кость продувки с миннм. интенсивностью, с Сульфиды Оксиды Глобулин Прототип (72) 0,0 , 8-20 - - Не менее 15,28 22,22 6,94 100 70 1,25 0,03 50 6 мин 45 4,10 12,15 7,40 89,8 85 1,25 0,03 50 5 . 45 2,65 11,40 5,60 78,5 100 1,25 0,03 50 5 45 0,0 7,40 3,70 60,5 Предлагаемая 100 0,3 0,03 50 5 45 0,0 7,40 9,90 48,0 (54-93) 100 0,5 0,03 50 5 45 0,0 7,80 4,99 51,5 100 1,25 0,03 50 5 45 ' 0,0 7,40 3,70 60,5 100 2,0 0,03 50 5 45 4,10 9,10 3,40 70,5 100 2,5 0,03 50 5 45 6,80 22,25 . 4,00 83,0 100 . 1,25 0,005 . 50 5 45 2,20 24,60 12,20 20,5 ,00 1,25 0,01 50 5 45 2,20 18,15 6,20 30,0 ,00 1,25 0,03 50 5 45 0,0 7,40 3,70 60,5 ,00 1,25 0,05 50 5 45 . 0,0 7,90 5,10 90,0 ,00 1,25 0,06 50 5 45 0,0 23,10 6,96 120,0 ,00 1,25 0,03 5 5 45 8,90 7,70 60,5 100 1,25 0,03 15 5 45 7,80 3,90 60,5 ,00 1,25 0,03 50 5 ’ 45 0,0 7,40 3,70 60,5 100 1,25 0,03 90 5 45 7,40 3,70 60,5 100 1,25 0,03 100 5 45 Увел.тепловых потерь 6О;5 100 1,25 0,03 50 3 45 0,0 13,60 10,90 35,0 ,00 1,25 0,03 50 4 45 9,10 6,40 45,0 100 1,25 .0,03 50 5 45 0,0 7,40 3,70 60,5 ,00 1,25 0,03 50 6 45 8,90 4,10 75,0 100 1,25 0,03 50 7 45 25,45 7,0 90,0 ,00 1,25 0,03 • 50 . 5 20 12,10 7,20 55,0 100 1,25 0,03 50 5 30 8,90 3,70 58,0 100 1,25 0,03 50 5 45 0,0 7,40 3,70 60,5 100 1,25 0,03 50 5 60 7,40 4ι30 63,0 100 1,25 0.0? -<·> 7 70 23,90 6,10 67,0