Способ раскисления подшипниковых сталей

д 499325 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 06.1.74 2072677/22-2 соединением заявкиГосударственныи комитеСонета Министраа СССРпо делам изобретенийи аткропий(72) Авторыизобрете М. И. Гасик и евязко Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт1) Заявитель 4) СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ ПОДШИПНИКОВЫХ СТА 1Изобретение относится к металлургии.Известны способы раскисления стали комплексными раскислителями на основе бинарных и многокомпонентныхсистем: Мп - Я; Мп - Я - А 1; Мп - А 1; Я - Са - А 1; Мп - Я -- А 1; Мд - Мп - Я - А 1; Ре - А 1; Са - Ге - А 1;Са - Мп - А 1; Са - А 1; РЗМ - Я - А 1.С целью снижения в металле содержания кислорода и неметаллических включений раскисление и модифицирование ведут в ковше ро или других агрегатах гранулированныц магнием и флюсом на фторидно ХаР+А 1 Г,=хлоридной (МдС 1 г+КС 10 з+ХаС 1) основе, а затем металл, легируется (раскисляется) марганцем, кремнием и другими элементами. цОписываемый способ раскисления стали основывается,на результатах физико-химических исследований процесса раскисления. Анализ природы химической связи между элементами в многокомпонентной металличе п ской системе, например подшипниковой стали типа ШХ 15, 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, ЭО 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 фактический уровень концентрации кальция в стали типа ШХ 15 перед выпуском металла из печи и в ковше достигает величины 0,004 - 0,005 оо, что в 2 - 3 раза выше содержания магния в этих же пробах (0,0015 - 0,0020%).Присутствие в стали кремния, марганца, алюминия и других элементов снижает активность кальция, а следовательно, уменьшает его раскислительную способность.В процессе кристаллизации стали вследствие понижения растворимости кислорода в металле и повышения активности раскислителей зарождаются жидкие объемы окисного расплава многокомпонентной системы МдО -- А 1 гОЗ - СаО - ЯОг В зависимости от остаточного содержания каждого элемента в стали (Мд, А 1, Са и Я) возможны многие варианты абсолютного содержания окислов в этих сложных системах, что может приводить к образованию чистого корунда, алюминатов кальция, сложных включений на основе499325 25 Форм ул а изобретения Составитель Р. Зельцер Техред Т. Курилко Редактор Г. Мозжечкова Корректор Л. Денискииа Изд. 1 Че 1056 Тираж 654 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5.Заказ 3592 МОТ, Загорский филиал 3СаО - А 10 з - 510 ь содержащих окись магния.Повышая содержание магния до уроаня 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 актианость 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 состояния позволяет заключить, что с учетом доступности сырьевых материалов наиболее эффективными являются смеси хлоридов (МдС 1 а, КС 10 з, МаС 1) и фторидов (А 1 Гз и ХаР). 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% Я и разливают в 4слитки. Параллельно провели две сравнитель.ные плавки по обычной технологии с раскис.лением металла ферросилицием и алюминием.5 Анализы показали, что опы"рный металлсодержит 1 Мд, = 0,005 - 0,006/о, 101 (0,002%, Я (0,005, величина баллов понеметалличвским выключениям (глобулям, оксидам и сульфидам) не превышает 1,0 в то 10 время как на сравнительных планках 10 =0,0046%, Я = 0,016%, баллов по оксидам глобулям и сульфидам, как правило - 3 - 4, встречается также балл 5 и выше, т. е. ме.талл сильно загрязнен неметаллическими 15 Включениями.Кроме того, макроструктура опытныхслитков 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 кристаллизации. Способ раскисления подшипниковых сталей, заключающийся в введении раскислите ля и рафинировочной смеси, отличающийсятем, что с целью снижения в металле содержания кислорода и неметаллических включений, перед вводом раскислителей металл обрабатывают смесью гранулированного маг ния и рафинировочного флюса, состоящегоиз хлористых и фтористых соединений, взятых соответственно в количестве 0,05 - 0,15% и 0,5 - 1,0/, от веса жидкой стали.