Способ раскисления подшипниковых сталей

 

499325

Союз Советских

СоциалистичФских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.11.74 (21) 2072677/22-2 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.01.76. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 02.11.76 (51) М. Кл е С 21С 7/06

Гасударственный комитет

Сонета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.746 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. И. Гасик и А. Т. Перевязко

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ ПОДШИПНИКОВЫХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к металлургии.

Известны способы раскисления стали комплексными раскислителями на основе бинарных и многокомпонентныхсистем: Mn — Si;

Mn — Si — Al; Mn — Al; Si — Са — Al; Мп — Si— — Al; Mg — Мп — Si — Al; Fe — Al; Ca — Fe — Al;

Са — Mn — Al; Са — Al; РЗМ вЂ” Si — Al.

С целью снижения в металле содержания кислорода и неметаллических включений раскисление и модифицирование ведут в ковше или других агрегатах гранулированныц магнием и флюсом на фторидно NaF+AIF3 — — хлоридной (MgCI>pKCIO +NaCI) основе, а затем металл, легируется (раскисляется) марганцем, кремнием и другими элементами.

Описываемый способ раскисления стали основывается,на результатах физико-химических исследований процесса раскисления.

Анализ природы химической связи между элементами в многокомпонентной металлической системе, например подшипниковой стали типа ШХ15, показывает что при вводе обычно применяющихся раскислителей, имеющих химическое сродство к кислороду выше, чем магний, остаточное фактическое содержание кислорода в жидком металле при прочих равных условиях оказывается выше, чем в случае ввода магния. Равная концентрация кислорода в металле достигается при раскислении магнием при меньшем его содержании, чем в случае использования, например, алюминия или кальция. Алюминий хорошо растворяется в стальной ванне и сильно взаимодействует с железом и другими элементами стали, что приводит к снижению его активности при температурах сталеварения. Как показывают теоретические расчеты, применение кальция не снижает содержание кислорода до очень низких значений, а фактичер ский уровень концентрации кальция в стали типа ШХ15 перед выпуском металла из печи и в ковше достигает величины 0,004 — 0,005%, что в 2 — 3 раза выше содержания магния в этих же пробах (0,0015 — 0,0020%).

15 Присутствие в стали кремния, марганца, алюминия и других элементов снижает активность кальция, а следовательно, уменьшает его раскислительную способность.

В процессе кристаллизации стали вследст п вие понижения растворимости кислорода в металле и повышения активности раскислителей зарождаются жидкие объемы окисного расплава многокомпонентной системы MgO— — А1 0з — CaO — SION. В зависимости от оста25 точного содержания каждого элемента в стали (Mg, Al, Ca и Si) возможны многие варианты абсолютного содержания окислов в этих сложных системах, что может приводить к образованию чистого корунда, алюмизп натов кальция, сложных включений на основе

499325

Форм ул а изобретения

Составитель P. Зельцер

Техред Т. Курилко

Редактор Г. Мозжечкова

Корректор Л. Денискииа

Изд. 1Че 1056 Тираж 654 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5.Заказ 3592

МОТ, Загорский филиал

СаΠ— А1 0з — SiO, содержащих окись магния.

Повышая содержание магния до уроьня его растворимости в подшипниковой стали, можно достичь содержания кислорода такого низкого уровня, что при кристаллизации металла эта концентрация будет ниже равновесных значений, обусловливающих появление продуктов раскисления стали.

В отличие от кальция, имеющего еще большую раскислительную способность, магний имеет меньшую растворимость в стальной ванне, что создает более благоприятные условия для раскисления им стали.

Присутствие в стали других элементовраскислителей понижает активность магния и эффект раскисления им. Поэтому предлагается раскислять металл магнием перед вводом в сталь марганца, кремния, алюминия и других раскислителей.

Из физико-химических исследований взаимодействия в окисло-хлоридных системах известно, что окислы при наличии магния и хлоридов могут образовывать легкоплавкие соединения. Эти соединения имеют низкую температуру плавления, хорошо коагулируют и легко удаляются из стали. Анализ диаграмм состоя|ния позволяет заключить, что с учетом доступности сырьевых материалов наиболее эффективными являются смеси хлоридов (МдС1, КС10з, NaCI) и фторидов (А1Рз и

NaF). Окисные фазы сравнительно легко ассимилируются этими расплавами, что очищает сталь от экзогенных включений.

Сталь продувают смесью гранулированного магния с хлористо-фтористыми солями.

После 2 — 3-м инутной выдержки легируют ферросилицием на 0,30% Si и разливают в

4 слитки. Параллельно провели две сравнительные плавки по обычной технологии с раскислением металла ферросилицием и алюминием.

5 Анализы показали, что опы"рный металл содержит (Mg)„, = 0,005 — 0,006%, 101 (0,002%, (S) (0,005$, величина баллов по неметалличвским включениям (глобулям, оксидам и сульфидам) не превышает 1,0 в то

10 время как на сравнительных планках (0) =

0,0046 /о, ($) = 0,016 /о, баллов по оксидам„ глобулям и сульфидам, как правило — 3 — 4, встречается также балл 5 и выше, т. е. металл сильно загрязнен неметаллическими

15 Включениями.

Кроме того, макроструктура опытных слитков мелкозерниста и равномерна по всему сечению слитка, в то время как слитки сравнительных плавок имеют ликвационные

20 зоны, т. е. обработка металла магнием оказывает также положительное модифицирующее действие на структуру металла при кристаллизацииии.

Способ раскисления подшипниковых сталей, заключающийся в введении раскислите30 ля и рафинировочной смеси, отличающийся тем, что с целью снижения в металле содержания кислорода и неметаллических включений, перед вводом раскислителей металл обрабатывают смесью гранулированного маг35 ния и рафинировочного флюса, состоящего из хлористых и фтористых соединений, взятых соответственно в количестве 0,05 — 0,15 /о и 0,5 — 1,0% от веса жидкой стали.