Способ выплавки стали

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

<1» 53535I

Сова Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.08.75 (21) 2165983/02 (51)М.Кл. С 21 С 5/52 с присоединением заявки Ме—

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.11.76. Бюллетень Ме 42 (45) Дата опубликования описания 25.11.7б (53) УД К 669.187.25 (088.8) (72) Авторы изобретения В. В. Головченко, Л. Ф. Выгоднер, С. А. Иодковский, Л. М. Иванова и М. М. Гуревич (71) З,аявитель (54) СПОСОБ ВЪ|ПЛАВКИ СТАЛИ

Наиболее эффективно способ может быть использован на металлургических и машиностроительных, предприятиях для !получения сталей применительно к изделиям, работающим;при повышенном износе в области знакопеременных нагрузок, высоких давлений и переменных температур (подшипниковые и валковые марки стали).

Известен способ выплавки стали для валков в электро печи, при котором шихту распла вляют и начинают окислительный период плавки, в течение этого,периода ванна должна интенсивно кипеть. После окончания окислительного,периода и скачивания окислительHoI."o шла ка наводят, новый известковый шлак.

В печь подают карбидную смесь: известь, плавиковый шпат и .кокс и проводят раскисление;металла. По получении карбидного шлака в расплавленный металл вводят докрасна .нагретый реррохром. За 15 мин до выпуска стали вводят кусковой ферросилиций (1).

Недостатками данного способа, получения стали являются трудоемкость,процесса, длительность рафиниро вочного периода и необходимость использования высококачественных шихтовых материало в.

Известен способ выплаBKiH стали, который выключает расплавление шихты, окислительный и восстановительный периоды плавки (2).

Этот снособ предъявляет повышенные требования,к шихтовым материалам, отличается значительной длительностью процесса выплавки стали и не обеспечивает достаточно высокого |качества металла из-за наличия в нем газов (водород и азот), а также большого количества,неметаллических включений, Наиболее близким к.предлагаемому по технической сущности является способ получения стали для,валков холодной прокатки, при котором шихтовыми материалами служат железный лом, стальные отходы собственного производства и высококачественный чугун. После расплавления шихты проводят окислительный период,плавки, который заканчивается полученивм необходимого содержания фосфора в металле и скачиванием шлака. Рафинирование начинается наводкой нового шлака пз извести и пла викового шпата. После образования тако "o;раакисляют алюминиевым порошком и,молотым коксом. После образования карбидного шлака металл легируют хромом. После выдержки карбидный шлак переводят в белый, присаживая молотый ферросилиций. Первд выпуском вводят алюминий 0,3 кг на тонну (3).

Для получения таким способом качественной стали необходимо иметь высококачественные шихтовые и вспомогательные материалы вследствие высоких требований,к низкому содержанию серы в готовом металле. Кроме то535351

65

ro, недостаток этого способа — длительность и строгое соблюдение технологии рафинировочного периода IIJIBIBIKH металла, так как лимитирующим звечом данной технологии является процесс десульфурации металла, который протекает диффузионно,и поэтому очень медленно. В гото зом металле имеется большое количество наметаллических включений и газов: азота и водорода. Наличие последнего вызывает образование «флокенов», приводящих к браку отливок и по коBoê.

Цель изобретения — повышение стойкости, надежности и дол.-о вечности особо ответственных деталей машиностроения, какими являются про катные валки и подшипники, а также улучшение сбрабатызаемости стали, чт,) позышает производительность труда. Для этого по предлагаемому способу, выплавки сталей, содегржащих углерода 0,5 — 1,5 зес. % и хрома 1 — 10,зес. % н легированных марганцем, кремнием, ванадием и молибденом, включающему расплавление шихты, окислительный и восстановительный периоды плавки, после скачи вания окислительного шлака металл раскисляют глубинно-кусковым алюминием 0,2— 0,5 кг HB тонну, восстановительный период проводят;под глиноземистым EI;IBIKoì, диффузионное раскисление которого проводят углеродом и кремпийсодержащими раскислителямп, причем легирозание стали хромом и серой проводят сразу:после наведения восстановительного шлака с,получением серы в гото,вом металле 0,03 — 0,1% и окончательно раскисляют алюминием в количестве 0,015—

0,03 кг на тонну.

Данный способ выплавки стали позволяет повысить стойкость, надежность и долговечность чзделий и улучшить обрабатываемость стали за счет содержания 0,03 — 0,1% серы в готовом металле. Вышеприведенное содержание серы было проверено при статической обработке, влияния различных металлургических и технологических факторов на стойкость валHaik холодной прокатки.

Благотворное влияние сульфидо в объясняется тем, что оксидные включения в металле «охватываются» сульфидами. Так как оксидные включения имеют малый коэффициент расширения, то растягивающие напряжения образуются по соседству с такими выключениями при сжатии стали при закалке. Коэффици ент расширения сульфида марганца является больше той величины, которая соответствует общей величине сжатия стали при закалке. Это противодействует образованию трещин и, следовательно, создает тенденцию к ,повышению износостойкости.

В связи с тем, что в данном случае нет необходимости удалять серу, а наоборот, необходимо,производить легирозание стали серой, а также обеспечить наименьшее значение содержания:кислорода в металле, так как толью,в этом случае качество изделий из готового металла наилучшее, восстановительный

60 период плавки имеет существенные отличия.

Отпадает необходимость иметь известковые шлаки, которые хорошо удаляют серу, но газолроницаемы и поэтому за период десульфурации металл насыщается .водородом и азотом.

Необходигмость иметь минимальное количсство кислорода;в,готовом;металле предусматривает глубинное раокисление алюминием в количестве 0,2 — 0,5 кг .на тонну сразу после скачизания шлака окислительного периода.

Таюе большое количество вводимого алюминия связано с тем, что,B процессе окислительного перчода металл насыщается кислородом.

Проведение восстановительного периода под глиноземистым шлаком, диффузионное раскисление которого:проводят углеводородом и крсмнийсодержащими раскислителямп, спосооствует уменьшению газонасыщенности металла. После на ведения глиноземистого шлака проводят легирование стали хромом и серой с получением серы в готовом металле

0,03 — 0,1%.

Лимитирующим звеном восстановительного периода данного способа выплавки стали является растворение хрома, которое, протекает значительно быстрее, чем в обычном способе вь|пла зки стали. Металл, полученный данным способом, более чист по неметаллическпм включениям.

Окончательное раскисление проводят алюминием, вводимым в количестве 0,015 — 0,03 кг на тонну. Такое количество,взодимо.-о алюминия объясняется тем, что большое KoëH÷åñòço алюми IHH было введено в период глубинного раскисления.

П:р и м е р. Выплавка стали марки 9Х2МФ для,валкоз "îëîäíîé прокатки с серой 0,05 » в 30-тонной электропечи.

Шихтопку составляли из 10% чистовой стальной стружки, 25% отходов цеха, металлоконструкций, 15% электропечного лома и

50% крупного лома (отходы кузнечно-прессового цеха и стального литья) из расчета получения углерода,в ванне,по расплавлении не ниже 1%. Электропечной лом ка к и вся шихта не должен содержать вредных, примесей, цветных металлов, чугунного боя и не должен быть п роржавленным.

С целью лучшево проведения периода дефосфорации |в завалку давали 1,5% извести и 1% железной руды от веса;плавки. Расплавление металла вели на максимальном электрорежиме, Для ускорения процесса плавления производилось трехкратное поворачивание ванны.

В окислительный период, плавки подводимая мощность регулируется в соответствии с темпе|ратурой металла. Руду и известь давали равномерными пор|циями в течение всего окислительного,периода в количестве, обеспечивающем интенсивное кипение ванны. Затем вводили ферромолибден. В период кипения

535351

Формула изобретения

Составитель Л. Веревкина

Техред М. Семенов

Редактор Т. Ириикова

Корректор В. Гутман

Заказ 1024/1556 Изд. № 1777 Ти р а к 654 Подппсно"

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» шлак был основным, пенистым, жидкоподвижным и самотеком сходил через поры раоочего окна. С1корость,выгорания углерода составляла 0,4% в час. Е концу окислительного периода содержание фосфора в готовом метал. ле составляло 0,015%. Общая продолжительность периода 75 мин.

После скачивания окислительного шлака начисто 1в жидкий металл подавали, кусковой алюминий 0,35% и расчетное количество феррованадия, затем шамотный порошок 2% от веса металлической садки. Для быстрого расплавления шлаковой смеси печь включали на максимальную мощность, а Hосле расплавления шлака переключали на режим, обеспечивающий достаточную жидкотекучесть шлака.

На шлак подавали рас кислители: смесь потрошков ферросилиция и гкокса. После паве. дения глиноземистого шлака в печь вводили прокаленный феррохром и сернистое железо из расчета получения в готовом ьметалле необходимого количества хрома и серы 0,05%.

После растворения хрома (40 мин) производили слив металла в ковш, на дно которого помещали алюминий 0,03 кг на тонну. Из ков- 25 ша металл разливали по изложницам.

iB ранее известных спосооах рафинировочный период составляет 1 ч 20 мин — 1 ч 45 мин.

Предлагаемый способ позволяет со1кратить период рафинирования, уменьшить газо насыщенность металла и количество неметаллических включений, сократить затраты электроэнергии и повысить производительность сталеплавильных печей.

Способ выплавки стали для прокатных валков и подшипни ков, включающий расплавление шихты, окислительный и восстановительный периоды плавки, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стойкости изделий, улучшения их механической обрабатываемости и по выше ния производительности сталеплавильных агрегатов, после окислительного периода скачивают шлак, затем металл раскисляют глубинно-кусковым алюминием

0,2 — 0,5 кг на тонну металла, восстановительный;период,проводят под глиноземистым шлаком, раокисление,которого,прово дят углеродом и кремнийсодержащими раскислителями, причем легирование стали хромом и серой проводят сразу после наведения восстановительного шлака с,получением серы в готовом металле 0,03 — 0,1 % и окончательно раскисляют алюминием 0,015 — 0,03 кг za тонну металла.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. А. И. Карманов «Производство валков холодной,про|катки», Металлургиздат, 1962 г, стр. 24.

2. Б. Н. Ладыженский и др. «Выплавка стали в машиностроении», изд. «Металлургия», 1968 r. стр. 80.

3. В. Н. Новикова «Валки листовых станов холод ной прокатчики», пзд. «Металлургия», 1970 -,. стр. 24.