SU652223A1 - Способ производства хромистой подшипниковой стали - Google Patents

Description

го эффективно удал ть серу из жидкого металла и модифицировать его дл  успешной последующей разливки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению  вл етс  способ производства сталк, по которому выплавл ют подшипниковые, хромистые, хромоникельмолибденовые и другие стали в 80-ти мартеновских печах с последующим вакуумированием на установке порцирнйогр типа. Основной технологический вариайт предусматривает введение всего количества марганца, хрома и сильных раскислителей в конце вакуумировани  после проведени  раскислени  углеродом, растворенным в металле ,, в течение 30-40 циклов обработки . Представлены варианты ввода алюмини  в малоуглеродистый металл. (до 1 кг на 1 т) в процессе вакуумной обработки 3}.

Дл  уменьшени  количества трудноудал емых включений силикатов кальций металл раскисл ют и легируют присадкой силикокальци  в конце вакуумной обработки.

Недостатками способа  вл ютс  необходимость строгого соблюдени  содержани  углерода перед выпуском металла , в ковш; недостаточно интенсивное самораскисление металла углеродом при вакуумировании его в вакуумкамере; недостаточно эффективное удаление газов при вакуумировании извес ным Способом-; невысокое использовани кальци  при Применении силикокальци  дл  раскислени  и десульфурадии металла в вакууме; незначительное модифицирование металла кальцием при применении силикокальци ; недостаточно полное освобождение металла от силикатных неметаллических включений, а следовательно, и ,от кислорода.

Цель изобретени  - повышение качества подшипниковой стали, заключающеес  в получении в стали гарантированно не выше 0,005 вес.% серы и не более 0,0025 вес.% кислорода, а такж производительности печи (увеличение на 5-10%).

По предложенному способу это дост гают обработкой в вакууме нёраскис ленного жидкого металла, содержащего углерода 0,6-0,9 вес.%, последующим раскислением, легированием и модифицированием его присадками карбида кальци  в количестве 2-15 кг на 1 т стали фракцией 1-10 мм.

Температура плавлени  технического карбида кальци  в зависимости от содержани  в нем примесей колеблетс  в пределах ITOO-ITSO C, и она более высока , чем температура плавлени  силикокальци , котора  составл ет 1200-13ЬО С. Поэтому использование кальци  из технического карбида кальци  будет более высоким, чем использование кальци  из силикокальци . Это объ сн етс  тем, что улет каль652223

ци  из силикокальци  при температуре металла в ковше около 1600- С более высокий, чем из карбида кальци , который при этой температуре может быть в твердом состо нии.

Интенсивность раскислени , десульфурации и модифицировани  кальцием из карбида кальци  также выше,чем из cиликokaльци , Потому что содержание кальци  в карбиде кальци  составл ет около 50 вес.%, а содержание кальци  в силикокальции составл ет не более 28-3& вес.%. Ниже приведены типичные химические составы технического карбида кальци  и силикокальци .

Карбид кальци 

СаСг78; СаО 17; 0,06; Fe Oj+AI.Ol ,0; SiO 2,65; S 0,08; Р 0,02; С 0,43. . .

Силикокальции

Са 28; Ca+Si 90; Al 2,5; S 0,04; Р 0,05.

При сравнительной характеристике карбида кальци  и силикокальци  как раскислителей следует отдать предпочтение карбиду кальци , особенно при использовании его в услови х вакуума.. Во-первых, как уже указывалось ранее, кальций силикокальци  менее полно используетс , чем каль-. ций карбида кальци  в силу н евысЬкой температуры плавлени  силикокальди  (1200-1300 0 и, как следствие, большего улета кальци , а также меньшего процентного содержани .кальци  в силикокальции . Во-вторых, раскислительна  способность углерода,содержащегос  в техническом карбиде кальци  в услови х вакуума гораздо выше раскислительной способности кремни , который содержитс  в силикокальции.. Кроме того, раскисление металла карбидом кальци  не создает условий дл  загр знени  металла неметаллическими включени ми и усвоение углерода карбида кальци  будет стопроцентным. А раскисление металла силикокалыдием .может привести к загр знению металла силикатными неметаллическими включени ми ., .

Обработка металла в вакууме карбидом кальци  позвол ет обеспечить глубокое раскисление металла, улучшить удаление из стали водорода, кислорода , азо.та серы и дополнительно модифицировать сталь, создава  предпосьшки дл  получени  хорошей макроструктуры и мелкого зерна литого металла.

Выпуск металла из печи с содержанием углерода ниже нижнего предела марочного содержан.и  его в стали позволйт улучшить услови  работы футеровки печи, так как при этом йерегрев металла выше температуры ликвидуса будет меньше.

Дл  достижени  наиболее низкого содержани  кислорода (менее 0,0025 вес,%) в подшипниковой стали Ори ее вакуумировании необходимо, чтобы футеровка сталераэливочного ковша была выполнена на основе глит позема или окиси магни , а на разлив ке соблюдены услови  защиты струи от окислени  воздухом, например, при мен ть разливку металла под уровень при непрерывной разливке стали, Выпуск из печи в ковш металла с более низким содержанием углерода, чем это требуетс  дл  подшипниковой стали, .позволит не придерживатьс  строгого соблюдени  марочного содержани  углерода в металле перед выпуском в ковш. Это обеспечивает опре деленное уменьшение времени пребывани  металла в печи и увеличивает ее производительность. . Нижний предел содержани  углерода в металле перед выпуском из печи в ковш составл ет 0,6 вес,%, как наибо лее подход щий в технологическом отношении . Этот предел выбран потому, то при меньшем содержании углерода в металле перед выпуском в дальнейшем в вакуум-камеру нужно вводить . такое количество углерода карбидом кальци , которое приведет к значител ному охлаждению металла в ковше, что  вл етс  опасным в услови х вакуумной обработки металла. Например, при вводе в 100-тонный ковш.с металлом углерода на 6,5 вес.% (это составл ет около2000 кг карбида кальци ) .температура металла понижаетс  не менее, чем на 20-25 С. Верхний предел содержани  углерода в стали перед выпуском 0,9 вес.% выбран из соображени  получени  в стали перед выпуском минимально необходимого содержани  кислорода око,ло 0,07-0,012 вес.% дл  наиболее интенсивного кипени  жидкого металла в вакуум-камере. . Отличи ;содержаний углерода в металле перед выпуском из печи 0,60 ,9 вес..% влекут за собой соответственно . колебани  в расходе техниче.ского карбида кальци  дл  легировани  металла углеродом в вакуумной камере , т.е. 2г-15 кг на 1 т стали. Эти количества присадок карбида кальци  .позвол т получить подшипниковую сталь заданного химического состава. Пределы количества алюмини , прИ саживаемого в вакуум-камеру, 0,10 ,8 кг на 1 т -стали определ ютс  тем размером зерна в готовой стали, кото рое нужно дл  получени  соответствую щих механических свойств стали. Леги рование металла алюминием в количест ве 0,1 кг на 1 т позвол ет, например получить в готовой стали зерно 5-б-г балла по ГОСТ 801-60, а легирование металла алюминием в количестве 0,8 к на 1.Т стали обеспечивает получение зерна более высоких 7-8-го баллов. Предложенный диапазон температур жидкого металла перед непрерывной разливкой обусловлен необходимостью разливки металла с минимальным перегревом выше температуры ликвидуса, так как значительный перегрев приво- . дит к увеличению времени существовани  двухфазной зоны -при кристаллизации металла, что в конечном счете обусловливает ухудшение макроструктуры его. Это в еще ббЛьшей мере относитс  к высокоуглеродистым стал м, в том числе подшипниковой стали, у которых большой интервал между температурами солидуса и ликвидуса. Минимальное превышение температуры ликвидуса металла составл ет 50 с, максимальное превышение - . Превышение температуры над ликвидусом металла в позвол ет иметь запас тепла на случай непредвиденных задержек , неизбежных при непрерывной разливке стали и разливке стали в слиток в промышленных услови х. Пример 1. Выплавка и разливка в кристаллизатор стали ШХ15 включает следующие операции. Завалка шихты,состо щей, например, из 30% углеродистЪго стального лома и 70% металлизованных железорудных окатышей.. . Расплавление шихт.ы с одновременHfcitM проведением окислительного периода и последующий контроль пробы ме-талла на полный химический анализ. Легирование металла присадками, например, феррохрома и ферромарганца. Полное скачивание шлака. Выпуск в сталеразливочный ковш металла с содержанием углерода О,6 вес.%. Покрытие поверхности металла в ковше теплоизолирующей смесью. Порционное вакуумирование металла в течение 20-30 циклов. Раскисление металла в вакуумной камере алюминием в Количестве 0,1 кг на 1 т стали. Присадка в металл в вакуумной камере технического карбида кальци  в количестве 15 кг на 1 т. стали и проведение 5-10 циклов вакуумной обработки металла. Получение в стали серы 0,003 вес.% и кислорода 0,002 вес.%. Легирование металла в вакуумной камере кремнием на 0,3 вес.% с учетом остаточного его содержани  в металле присадкой силикокальци  (можно присадкой ферросилици ) и проведение еще 5-10 циклов вакуумной обработки дл  равномерного распределени  кремни  в жидкой стали. Перемешивание металла в ковше после вакуумировани  продувкой его аргоном дл  снижени  температуры стали, например, до 1490С, что выше темпе- ратуры ликвидуса на 50с. Разливка металла на машине непрерывного , лить  заготовок. Пример 2. Вып.лавка и разливка в изложницы стали IJXIS включает следующие операции.