Способ получения шарикоподшипниковой стали

(19 1 С 5/52 АНИЕ ИЗ Е ЕТЕЛЬСТВУ 23 металлурплавки тропечах повышение кание расхода иний- и кремний лговеч СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМИ ГКНТ СССР М АВТОРСКОМУ(71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов и Челябинский металлургический комбинат (72) В.П.Денисенко, Е.Я.Чернышов, Р.Ф.МаКсутов, А,В.Черный В.Г,Гаврилов, В,Г.Ефремов и 10.Я,Мельников (53) 669.187.25(0888)(56) Морозов А,Н., Стрекаловский М.М Чернов Г.Н. Внепечное вакуумирование стали. М.: Металлургия, 1975, с,288.Самсонов А,Н., Петров А.К., Лы-сенко В.П. Пути снижения загрязненности подшипниковой стали глобулярными включениями. В сб.: Инструментальные и подшипниковые стали, Р 4, М.: Металлургия, 1979 (МЧМ СССР), с. 44-48.ТИ 134-ЭС 2-05-85. Челябинский металлургический комбинат. зобретение относится гии, а именно к способам подшипниковой стали в эл Цель изобретения -чества металла, снижехрома, марганца, алюмсодержащих материалов.Критерием качества подшипниковой стали является долговечность из нее изготовленных подшипников. До ность подшипников во многом определяется количеством и качеством неметаллических включений, присутствую 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШАРИКОПОДШИПНИОВО 1 СТАЛИ(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к способам выплавки и внепечной обработки подшипниковой стали. Цель изобретенияповышение качества металла и снижение расхода хрома, марганца, порошкообразных алюминий- и кремнийсодержащих материалов, Способ включает доводку металла по химическому составукусковыми материалами в печи, обработку в ковше основным восстановительным шлаком с массовой долей акислов железа менее 1,07, раскислениеалюминием и через 30-60 с обработкуосновным окислительным шлаком с массовой долей окислов железа 1-37 втечение 180-600 с. 1 табл. щих в металле, Установлено, что наиболее вредными включениями являютсяглобулярные и нитридные. Количествои размер неметаллических включений,в свою очередь, определяются массовыми долями элементов, входящих в ихсостав: серой, кислородом, кальцием,титаном и др. Чем меньше этих элементов содержится в рафинированномметалле, тем чище сталь по сульфидным, окисным (оксиды и глобули) инитридным включениям, тем выше ееэксплуатационные свойства.1497230Вакуумирование подшипниковойстали, ее обработка кислыми илиокислительными шлаками позволяетснизить загрязненность металла глобулярными, нитридными включениями.При вакуумировании стали это происходит за счет снижения массовой доли кислорода, при обработке кислымиили окислительными шлаками - за счет 10ограниченного поступления кальция вметалл. Вместе с тем вопросы десульфурации в этих процессах практическине решаются, что приводит к повышенной загрязненности металла сульфидными включениями.Прежде всего по предлагаемому способу организовывается обработка металла, раскисленного кремнием, основным восстановительным шлаком (жидким 20или из твердых шлакообразующих), чтоповышает эффективность удаления серы и кислорода из металла в шлак.Однако в этом случае повышается восстановление кальция из шлака кремнием, растворенным в металле. Поскольку последующей операцией является обработка металла окислительным шлаком,избыток кальция связывается с кислородом, поступающим из шлака в металл, 30и в дальнейшем ассимютируется шлакомв виде неметаллических включений.Присадка кремния. происходит в,лечь на нераскисленный металл, т,е.в этом случае создаются благоприятные условия для удаления кальция, растворенного в ферросилиции,В связи с тем, что хром и марганец присаживаются в раскисленныйкремнием металл, их расход снижается. 40Не происходит в этом случае и вспенивания шлака в результате контактаосновного восстановительного шлакас окислительным, поскольку окислительный шпак в предлагаемом способе содержит не более З,ОХ окислов железа.Следовательно, отпадает необходимостьв использовании порошкообразных кремний- и алюминийсодержащих материалов.Оптимальные и граничные значения 50заявляемых параметров и их влияниена цель изобретения были определеныэкспериментально при выплавке подшипниковой стали в 100-тонных дуговыхпечах Челябинского металлургического 55комбината. Была установлена нецелесообразность доводки металла по химическомуанализу порошкообразнымн материалами, В этом случае повышается себестоимость стали без заметного улучшениякачества,Обработка подшипниковой стали вковше основным восстановительным шлаком с массовой долей РеО1,0 Е приводит к снижению удаления серы и кислорода из металла в шлак. В результате повышается загрязненность сталиоксидами и сульфидами. Заметно увеличивается в этом случае и расходлегирующих,Обработка подшипниковой стали основным окислительным шлаком с массовой долей РеО с 1,0 Х и ГеОЗ,ОЖнецелесообразна. В первом случае изза недостатка окислительного потенциала шлака для удаления избытка кальция, во втором из-за избытка кислорода, переходящего из шлака в металл.В первом случае повышается загрязненность стали глобулярными включениями,во втором увеличивается расход легирующих элементов, повышается загрязненность оксидами.Обработка металла окислительнымшлаком через промежуток времени менее 30 и более 60 с (после раскисления металла алюминием) приводит кухудшению показателей процесса. Впервом случае из-за недостатка времени для формирования гомогенного окислительного шлака, во втором - необоснованного увеличения тепловых потерь.Длительность обработки металла основным окислительным шлаком в тече-.ние времени менее 180 и более 600 сне выгодна. В первом случае вследствие недостатка времени для формирования и ассимиляции шлаком неметаллических включений, во втором из-зазаметного увеличения тепловых потерьи влияния Футеровки ковша на загрязненность стали. П р и м е р. В ЭСПЦЧелябинского металлургического комбината в 100- тонной электродуговой печи на свежей шихте выплавляли подшипниковую сталь марки ШХ 15 СГ. После окончания окислительного периода подкачивали шлак таким образом, чтобы после присадки в печь кусковых кремнийсодержащих материалов в ней находилось около 4,0 т шлака с массовой долей ГеО 3,0-4,07 При отклонении этих параметров производили корректировку путем присадки7230 Расход порошкообраэных материаловкг/т Количество обраэцов баллом тг с Расход кусковых материаловкг/т Технология Длителностьобрабо ассовая оля Гео ауэа перед обраассовая доляРео кис- ельМп обуян Сг ульфи" кои ки оки отко восстанови теном нлке Х ель м ила Х окнсли тельныивлекомс ом, с 2,0 390 2,0 390 Прототип14 5 18 5 16 12 г о 8 б 13 В 17 1 О,2 О О,О0,35 0,25О О0 00 0 100 7 180 6 2,0 390 6600 6 700 6 12,5Увелич ых и 5 149 шлаковой смеси, состоящей из извести, плавикового шпата и шамота.Одновременно с кремнием в печь вводили хром (125 кг/т) и перед выпуском иэ печи - марганец (112 кг/т).После доводки металла по химическому составу и температуре металл обрабатывали в ковше жидким известковоглиноземистым шлаком в количестве 4,0 т или твердыми шлакообразующими. Массовая доля ГеО в таком шлаке составляла около 052. Причем печь наклоняли таким образом, чтобы металл без шлака поступал в ковш и обрабатывался основным восстановительным шлаком. Затем в ковш сливали печной шлак, который, перемешавшись с восстановительным, образовывал основной окислительный шлак (массовой долей РеО = 2 ОЕ), которым через 45 с после ввода алюминия обрабатывали металл в течение 390 с. Обработку металла окислительным шлаком осуществляли посредством продувки шлакометаллической эмульсии нейтральным газом,Влияние изменения значений предлагаемого способа на цель изобретения представлено в таблице.Таким образом, технология выплавки и внепечной обработки подшипниковой стали позволяет но сравнению с прототипом уменыиить размер 1 еметал -лических включений (к-во баллов 2,0уменьшилось по глобулям с 10 до 6,по оксидам с 21 до 8 и сульфипам с18 до 6), снизить расход кусковогохрома с 15, О до 12,5 кг /т марганцас 12,5 до 11,2 кг/т,порошкообразныхкремния с О, 40 до О, 0 кг/т, алюминия1 О с 0,35 до 0,0 кг/т,Формула изобретения Способ получения шарикоподшипни 15 ковой стали включающий плавление металла, окислительную продувку, легирование хромом и марганцем металла, обработку в ковше воссстановительным шлаком, легирование и раскисление ме талла алюминием и кремнием, продувкуинертным газом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества металла, снижения расхода хрома, марганца, порошкообразных 25 алюминий- и кремнийсодержащих материалой, кремний вводят в печь одновременно с хромом, а через 30-60 с после обработки в ковше восстановительным шлаком и раскисления алюминием 30 металл обрабатывают основным окислительным шлаком с массовой долей окислов железа 1-37. в течение 180-600 с.