SU1520109A1

SU1520109A1 - Способ рафинировани подшипниковой стали

Info

Publication number: SU1520109A1
Application number: SU874346696A
Authority: SU
Inventors: Владимир Петрович Денисенко; Рашат Фасхеевич Максутов; Евгений Яковлевич Чернышев; Алексей Владимирович Черный; Александр Владимирович Иванов; Николай Андреевич Волощук; Виктор Георгиевич Ефремов; Юрий Яковлевич Мельников
Original assignee: Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов; Челябинский металлургический комбинат
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1989-11-07

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии, в частности к способам выплавки и рафинировани подшипниковой стали. Цель изобретени - повышение качества стали. Способ включает дифференцированную продувку стали в ковше нейтральным газом с максимумом, приход щимс на окончание слива металла из печи в ковш: в начале слива металла из печи интенсивность продувки поддерживают 0,01 м³/т^.мин, через каждые 20-30 с увеличивают интенсивность на 5-15 % и после достижени максимального значени в момент окончани слива металла уменьшают интенсивность продувки до минимальных значений с одновременным сливом печного шлака в ковш, после чего металл раскисл ют алюминием и продолжают продувать металл, на поверхности которого находитс основной шлак с массовой долей FEO от 1,0 до 3,0%, с первоначальной минимальной интенсивностью в течение (150-350)^.Р, где Р - количество вводимого алюмини в кг на 1 т стали. Способ позвол ет оптимально сочетать процессы перемешивани при продувке аргоном с разной интенсивностью с процессами образовани и удалени включений. В результате снижаетс количество включений, массова дол титана - с 0,0067 до 0,0034%. 1 табл.

Description

Изобретение относитс к черной металлургии, а именно к выплавке подшипниковой стали с внепечной обработкой .

Целью изобретени вл етс повышение качества стали.

Интенсивность продувки расплава нейтральным газом имеет экстремальный характер с максимумом, приход щимс на окончание слива металла из печи в ковш, в начале слива металла

из печи интенсивность продувки поддерживают 0,01 м /т-мин, через каждые 20-ЗОс увеличивают интенсивность продувки на 15 и после достижени максимального значени в момент окончани слива металла из печи начинают уменьшать интенсивность продувки до минимальных значений с одновременным сливом печного шлака в ковш, после чего металл раскисл ют алюминием и продолжают продувать металл ,

10

на поверхности которого находитс основной шлак с массовой долей FeO от 1,0 до 3,0 с первоначальной минимальной интенсивностью (150- 350)Р«с, где Р - количество вводимого алюмини , кг/т металла.

Предлагаемый режим продувки расплава нейтральным газом учитывает сложные процессы внутреннего пространственно-временного образовани неметаллических включений. Это позвол ет в большей степени очищать металл от неметаллических включений с меньшим расходом нейтрального газа, j

В начальный момент слива металла из печи в ковши на наход щийс в нем жидкий синтетический шлак или твердые шлакообразующие кинематическа энерги падающей струи металла имеет максимальное значение. Этому способствует резкий наклон печи дл исключени попадани печного шлака в ковши и максимальна высота от начала падени металла до места встречи его со шлаком. Эта максимальна кинетическа энерги используетс на перемешивание металла и шлака.

Продувка аргоном позвол ет дополнительно интенсифицировать процесс взаимодействи металла и шлака. В начале слива металла из печи интенсивность продувки должна быть сравнительно небольшой величиной, поскольку в этот момент времени перемешивание металла и шлака достигает высо15201094

тате уменьшени напора металла и снижени высоты падени металла в ковш. Дл поддержани первоначальной высокой степени перемешивани металла и шлака необходимо увеличить интенсивность продувки. В св зи с тем, что падение степени перемешивани за счет снижени кинетической энергии падающей струи происходит с течением времени относительно медленно, то предпочтительнее периодическое, чем непрерывное повышение интенсивности продувки.

20

25

30

35

При повышении интенсивности про-/ дувки более, чем на 15% от первоначального значени , через каждый промежуток времени менее 20с и менее, чем на 5% через каждый промежуток времени более 30с нецелесообразен. В первом случае из-за перерасхода аргона и некоторого ухудшени качества металла вследствие активизации побочного влени - заметного разрушени футеровки ковша и загр знени металла, а во втором из-за ухудшени качества металла, св занного с недостаточным перемешиванием расплава . После интенсивной обработки металла основным восстановительным шлаком в ковше металлический расплав в значительной степени очищаетс от сульфидных включений (серы), а также окисленных и нитридных включений. Вместе с тем металлический расплав по-прежнему содержит определенное количество растворенного кислорода, значительно меньшее первоначального, но достаточное дл образовани крупких значений. Продувка расплава нейтральным газом с интенсивностью 0,01 м /т-мин удовлетвор ет этому условию. Продувка с более низкой интенсивностью , особенно в случае использовани твердых шлакообразующих, уменьшает скорости обменных реакций между металлом и шлаком, что приводи к уменьшению скорости образовани и удалени неметаллических включений. Продувка с интенсивностью более 0,01 MVT-мин не приводит к улучшению качества металла, хот расход аргона при этом увеличиваетс .

Врем , необходимое дл завершени в основном обменных процессов и образовани на этой основе крупных неметаллических включений и их удаление, составл ет -6 мин, что совпадает с продолжительностью слива металла из печи. После слива первых порций металла в ковши кинетическа энерги струи металла уменьшаетс в резуль

При повышении интенсивности про-/ дувки более, чем на 15% от первоначального значени , через каждый промежуток времени менее 20с и менее, чем на 5% через каждый промежуток времени более 30с нецелесообразен. В первом случае из-за перерасхода аргона и некоторого ухудшени качества металла вследствие активизации побочного влени - заметного разрушени футеровки ковша и загр знени металла, а во втором из-за ухудшени качества металла, св занного с недостаточным перемешиванием расплава . После интенсивной обработки металла основным восстановительным шлаком в ковше металлический расплав в значительной степени очищаетс от сульфидных включений (серы), а также окисленных и нитридных включений. Вместе с тем металлический расплав по-прежнему содержит определенное количество растворенного кислорода, значительно меньшее первоначального, но достаточное дл образовани крупных окислых включений при последующем , охлаждении расплава и снижении растворимости кислорода. Эти включени в основном представлены алюминатами кальци различного состава, в том числе глобул рной формы. Это происходит в результате взаимодействи растворенных в металле кальци , алюмини и кислорода. При обработке металла основным восстановительным

шлаком металл в результате обменных реакций содержит определенное количество кальци , вл ющегос глобул - ризатором включений, которые наиболее опасны дл стойкости подшипников.

Часть этого кальци удал етс с-окис- ными неметаллическими включени ми, а часть остаетс в. растворенном виде в жидком металле.

Дл дальнейшего уменьшени содержаний в жидком металле кальци , титана (определ ет количество нитрид- ных включений) и кислорода после окончани слива металла из печи сливают печной шлак соответствующей окислен- ности и массы в ковш на отработанный ковшевой шлак так, что в ковше образуетс основной шлак с массовой долей FeO от 1,0 до 3,0/0. Одновременно с этим интенсивность продувки нейтральным газом уменьшают до минимальной первоначальной величины, равной

10

ность продувки расплава с минимальной интенсивностью (150-350)Р-с (Р - количество вводимого алюмини кг/т металла) ограничено с одной стороны недостатком времени дл вымешивани (удалени ) образующихс на основе кальци и титана неметаллических вкпю чений, с другой - возможным нежелательным повышением массовой доли кислорода в металле, что отрицательно сказываетс на качестве металла.

При мер. Выплавл ют в 100-тонных дуговых печах подшипниковую сталь

0,01 м /т-мин, после чего металл марки ШХ15 и ШХ15СТ. После предвари

кисл ют алюминием и продолжают продувку с минимальной интенсивностью в течение определенного времени.

Алюминий до раскислени металла частично взаимодействует со шлаком, в результате чего металлический расплав дополнительно обогащаетс кальцием .

В момент времени после раскислени алюминием металлический расплав содержит избыточное содержание таких элементов, как кальций и титан. При дефиците кислорода в металле процесс образовани включени с участием кал ци и кислорода протекает медленно. Воздействие на металлический расплав жидким основным шлаком с массовой долей FeO от 1,0 до 3,0 повышает массовую долю кислорода на границе раздела металл-шлак, тем.самым увеличивает скорость окислени кальцх и перехода его в шлак. Продувка расплава инертным газом интенсифицирует взаимодействие. При содержании FeO 1,0 поток кислорода к металлу незначителен , а при FeO 3,0 возможно переокисление металла по отношению к кальцию; и в том, и в другом случае эффект не достигаетс . К таким же результатам может привести продувка расплава нейтральным газом с интен - сивностью более или менее 0,01м Т МИн Врем , необходимое дл обработки металла данным шлаком посредством продувки расплава нейтральным газом, определ етс количеством кальци и титана, вносимых в расплав при взаимодействии с основным шлаком, количеством кальци , вносимого алюминием при его взаимодействии с образуемым шлаком, массой шлака и массовой долей FeO в нем. Часть кальци , вносимого алюминием, определ етс в первую очередь количеством алюмини . Длитель

0

5

0

5

0

5

0

5

тельной или окончательной доводки металла по химическому составу (без раскислени шлака в печи) и достижени нужной температуры металл обрабатывают в ковше основным восстановительным шлаком посредством слива металла из печи в ковш с одновременной продувкой расплава аргоном. Используют жидкий синтетический извест- ково-глиноземистый шлак или шлак, образованный за счет расплавлени в ковше твердых шлакообразующих. В качестве твердых шлакообразующих используют известь, плавиковый шпат, кусковой алюминий и др.

В начале слива металла из печи интенсивность продувки устанавливают равной 0,01 м /Т Мин, через каждые 25с слива металла из печи интенсивность продувки увеличивают на 10% от первоначального минимального значени .

Длительность выпуска металла из . печи составл ет с, а максимальна интенсивность продувки в момент окончани слива металла из печи колеблетс от 0,022 до 0,026 MVT-мин Сразу после этого интенсивность продувки снижают до 0,01 мVтмин и после этого сливают печной.шлак в ковш,. В ковше образуетс основной шлак с массовой долей FeO около 2. Металл раскисл ют алюминием в количестве 0,5 кг/т и продолжают продувать аргоном расплав с интенсивностью 0,01 мз/т мин в течение 125 с.

Качество подшипниковой стали оценивают в круге менее 0 мм по известной методике.

Вли ние предлагаемых параметров на повышение качества стали представлено в таблице (на всех плавках металл раскисл ют алюминием в количестве 0,05 кг/т).

Изобретение позвол ет повысить качество металла: суммарное количество образцов с баллом более 2,0 в опытном металле уменьшаетс с 13,87 до 7,69, причем по сульфидным включени м - с 3,77 до 2,90, по окисным включени м - с 10,0 до А,79%, а массова дол титана уменьшаетс с 0,0067 до 0,.

Claims

Формула изобретени

Способ рафинировани подшипнико- вой стали, включающий выпуск металла из печи в ковш, обработку металла в ковше рафинировочным шлаком, продувку расплава нейтральным газом в ковше в процессе выпуска и выдержки ме-

талла, раскисление алюминием, о т- личающийс тем, что, с целью повышени качества стали,снижени расхода аргона, в начале выпуска из печи металл продувают инертным газом с интенсивностью 0,01 м /т-мин, при этом через каждые 20-30 с увеличивают ее на 5-15%, а печной шлак подают в ковш в момент окончани выпуска металла из печи и одновременно снижают интенсивность продувки инертным газом др 0,01 м /т -мин, навод т основной шлак с массовой долей FeO 1-3, а продувку инертным газом продолжают в течение (150-350)Р-с, где Р - количество вводимого алюмини (кг/т металла), а раскисление металла алюминием ведут сразу после наводки основного шлака.