Способ выплавки стали

(1 ц 535351 Сова Советских Социалистических Республик(б 1) Дополнительное к авт, свид-ву - (22) Заявлено 15.08.75 (21) 2165983/О М.Кл, С 21 С 5 рисоединением заявкиГосударственныи комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий риоритет -(45) Дата опубликования описания 25.11,76(54) СПОСОБ ВЪПЛАВ АЛИ 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, высооких давлений и переменных температур (подшипниковые и вал 1 ковые марки стали),Известен способ выплавки стали для валков в электропечи, при котором шихту расплавляют и начинают окислительный период плавки, в течение этого,периода ванна должна интенсивно кипеть. После окончания окислительного,периода и скачивания окислительного шлака 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 рафинировочного периода и необходимость использования высококачественных шихтовых материалов.Известен способ выплавки стали, который выключает расплавление шихты, окислительный и восстановительный периоды плавки 2, Этот способ 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 прокатчики, при котором шихтовыми материалами служат железный лом, стальные отходы собственного производства и высоыкачественный чугун. После расплавления шихты проводят окислительный период ,плавки, который заканчивается получением необходимого содержания фосфо.ра в металле и скачиванием шлака. Рафинирование начинается наводкой нового шлака пз извести и плавикового шпата, После образования такого шлака его .раакисляют алюми- Ониевым порошочком и,молотым коксом. После образования карбидного шлака металл легируют хромом. После выдержки карбидный шлак переводят в белый, присаживая молотый ферросилиций. Первд выпуском вводяталюминий 0,3 кг на тонну 3.Для получения та,ким способом качественной стали необходимо иметь высококачественные шихтовые и вспоиогательные материалы вследствие высоких требований,к низкому содержанию серы в готовом металле. Кроме то65 го, недостаток этого способа - длительность и строгое соблюдение технологии рафиниро. вочного лериода плав 1 ки металла, так как лимитирующим звеном данной технологии является процвсс десульфурации металла, который протекает диффузионно,и 1 поэтому очень медленно, В готозом металле имеется большое количество не 1 металлических включений и газов; азота и водорода, Наличие последнего вызывает образование флокенов, приводящих к браку отливок и поковок.Цель изобретения - по 1 зышение стойкости, надежности и долгозе 1 ности особо ответственных деталей машиностроения, какими являются лрокатные валки и подшипники, а также улучшение сбрабатызаемости стали, что позышает 1 произзодитель;1 ость труда. Для этого по предлагаемому способу, выплавки ста. лей, соде 1 ржащих углерода 0,5 - 1,5 зес, % и хрома 1 - 10,вес. % 1 Легированных марганцемм, кремнием, ванадием и молибденом, включающему расплавление шихты, окислительный и зосста 110 вительныи периоды плавки, осле скачивания окислительного шлака 1 металл раскисляют глубинно-кусковым алюминием 0,2 - 0,5 кг на тонну, восстановительный период проводят,под глиноземистым шла 1 ком, диффузионное раскисление которого проводят углеродом и кремпийсодержащими раскислителямп, причем легирозание стали хромом и се. рой проводят сразу:после наведе 11 ия 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 позыспть стой 1 кость, надежность и долговечность изделий 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 валков холодной прокатки.Благотворное влияние сульфидов объясняется тем, что оксидные включения в металле охватываются сульфидами. Так как оксидные включения имеют малый коэффицие 1 нт расширения, то 1 растягивающие на 1 пряжения образуются по соседству с такими аключениями 1 при сжатии стали при закалке, Коэффициент расширения сульфида марганца является больше той величины, которая соответствует общей величине сжатия стали при за. калке. Это противодействует образованию трещин и, следовательно, создает тенденцию к ,по 1 зышению износостойкости.В связи с тем, что в данином 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 15 20 25 30 35 40 45 5 О 55 60 период плавки имеет существенные отличия. Отладает необходимость иметь известковые шлаки, которые хорошо удаляют серу, но газодроницаемы и поэтому за,период десульфурации металл насыщается водородом и азотом.Необходи 1 мость иметь минимальное количество кислорода;в,готовом;металле предусматривает глубинное раекисление алюминием в количестве 0,2 - 0,5 кг на тонну сразу после скачизания шлака окислительного периода. Такое большое количество вводимого алюминия связано с тем, что,в процессе окислитель- ного перчода металл насыщается кислородом.1 Проведение восстановительного периода под глиноземистым шлаком, диффузионное раскисление которого, проводят углеводородом и крс 1 мнийсодержащими раскислителям 11, способствует уменьшению газонасыщенности ме. талла. После наведения глиноземистого шлака 1 прозодят легирование стали хромом и серой с получением серы в готовом металле О,О 3 - О,1%.Лимитирующим звеном восстановительного периода данного способа выплавки стали является растворение хрома, которое, протекает значительно быстрее, чем в обычном способе вь 1 пла 1 зки стали. Металл, полученный данным способом, более чист по неметаллическпм включениям.Окончательное раскисление проводят ал 1 О- минием, вводимым в количестве 0,015 - 0,03 кг на то 11 ну. Такое количество,вводимого алюминия объясняется тем, что большое количество алюминия было введено в период глубинного раскисления,П р и м е р, Выплавка стали марки 9 Х 2 МФ для,валков холодной прокатки с серой 0,05% в 30-тонной электропечи.Шихтовку составляли из 10% чистовой стальной струыки, 25% отходов цеха,металлоконструкций, 15% электропечного лома и 50% кру 1 пного лома (отходы кузнечно-прессового цеха и стального литья) из 1 расчета получения углерода,в ванне,по расплавлении не ниже 1%. Электропечной лом ка 1 к и вся шихта не должен содержать вредных, примесей, цветных металлов, чугунного боя и не должен быть п 1 роржавленным.С целью лучшево проведения 1 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 температурой 1 металла. Руду и известь давали равномерными пор 1 циями в течение всего окислительного,периода в количестве, Обеспечи. вающем интенсивное кипение ванны. Затем вводили ферромолибден. В период кипения535351 Формула изобретения Составитель Л. Веревкина Техред М. СеменовРедактор Т. Вриикова Корректор В. Гутман Заказ 1024/15 бб Изд1777 Тирак 554 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк, фил. пред. Патент шлак был основным, пенистым, жидкоподвижным и самотеком сходил через поры раоочего окна. С 1 корость,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 1 в 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 после расплавления шлака переключали на режим, обеспечи вающии достаточную жидкотекучесть шлака.На шлак подавали равкислители; смесь потрошков ферросилиция и гкокса. После паве дения глиноземистото шлака в печь вводили прокаленный феррохром и сернистое железо 2 О 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 ша металл разливали по изложницам.В ранее известных спосооах рафинировоч. ный период составляет 1 ч 20 мин - 1 ч 45 мин. Предлагаемый способ позволяет сократить период рафинирования, уменьшить газонасыщен- ЗО ность металла и количество неметаллических включений, сократить затраты электроэнергии и повысить производительность сталеплавильных печей. Способ выплавки стали для прокатных валков и подшипников, включающий расплавление шихты, окислительный и восстановительный периоды плавки, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости изде. лий, улучшения их механической обрабатываемости и повышения производительности сталеплавильных агрегатов, после окислитель- ного 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,проводят углеродом и кремнийсодержащими раскислителями, причем легирование стали хромом и серой проводят сразу после наведения восстановительнопо шлака с,получением серы в готовом металле 0,03 - 0,1% и окончательно раскисляют алюминием 0,015 - 0,03 кг на тонну металла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. А. И. Карманов Производство валков холодной,прокатки, Металлургиздат, 1962 г, стр. 24.2. Б. Н, Ладыженский и др. Выплавка стали в машиностроении, изд. Металлургия, 1968 г. стр. 80.3. В, Н. Новикова Валки листовых станов холодной прокапки, пзд. Металлургия, 1970 г. стр. 24.