SU865925A1 - Способ выплавки подшипниковой стали - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ПОДШИПНИКОВОЙ СТАЛИ

1

Изобретение относитс  к черной мёталлурги 1 , а именно к выплавке в электродуговых печах стали дл  последующих рафинирующих переплавов.

Известен способ получени  подшипниковой стали, по которому металл выплавл ют в сталеплавильном агрегате с основной футеровкой с предварительным раскислением и рафинированием в ковше синтетическим шлаком.

Дл  получени  в стали неметаллических включений сульфидного и силикатного типа сталь перед выпуском раскисл ют в печи до содержани ; кислорода не более О,О06% и рафинируют в ковше синтетическим шлаком на основе кремнезема J.

Недостатком указанного способа выплавки стали  вл етс  необходимость обеспечени  в алектрюсталеплавильном цехе специальной электрюдуговой печи дл  получени  синтетического шлака на основе кремнезема.

Известен также способ получени  стали , включающий выплавку стали с проведением доводки по температуре и химическому составу под шлаком с основностью 2,5-3,5 и последующую обработку кислыми шлаками. Отличие указанного способа заключаетс  в проведении доводки плавки под шлаком, составл ющим 0,7-1,2% от веса садки, а за 5-10 мин до выпуска плавки основность шлака снижают до 0,3-0.7 присадкой кремнеземсодержащих материалов, при этом вводимую

10 мощность повышают на 2О-ЗО% от оптимальной f2j.

Недостатком этого способа выплавки  вл етс  наведение в конце периода доIS водки в печи с основной магнезитовой футеровкой кислого шлака, т.е. шлака с основностью меньше 0,7. Это приводит к сильному разъеданию магнезитовой футеровки по шлаковому по су к может

х вызвать аварийное проедание печи, в осо бенности в случае задержки плавки с вьнпуском из печи, что бывает доЬтаточнр часто в производственных услови х. Вторым недостатком известного способа  вл етс  необходимость проплавлени  выпуском плавки значительного количества кремнеземсодержащего материала дл  снижени  основности печного шлака с 2,5-3,5 до О,3-О.7. Это требует дополнительного расхода электроэнергии и повышени  вводимой в печь мощности на 20-30% от оптимальной. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению  вл етс  способ выплавки шарикоподшипниковой icTanH, включающий расплавление шихты, наведение восстановительного известкового шлака, введение в печь кварцитсодержащего материала и выпуск стали з. Недостатками известного способа  вл ютс : 1. Нанэдение в основной электродуговой печи кислого шлака с основностью 0,7-О,9, Это приводит к дополнительноNfy износу магнезитовой футеровки, повышению содержани  окиси магни  в печном шлаке, увеличению удельного расхода магнезитового порошка на заправку футеровки .ванны электродуговой печи,. 2.Пониженна  жидкснгодвижность шлаков с основностью 1,0-1,3 в системе СаОSi 02-МЛ)-АЕ2О  вл ющейс  основой электропечных шлаков. В особенности рез ко возрастает в -экость таких шлаков при снижении температуры до 15ОСГС и ниже , что затрудн ет слив шлака из печи в ковш, перемещение стопора во разливки , слив шлака из ковша после конца разливки и вызывает загр знение стали экзогенными включени ми алюминатов кальци  и магнезиальной шпинели, образуюпшхс  в металле на основе запутавшихс  в стали капель в зкого печного шлака Очень низка  десульфур1фующа  способ ность шлаков ос свносгыо 6,7-0,9. Цель изобретени  - получение в стали окисных неметаллических уЬкгаочений преимущественно в вщ1е корунда, повышение десульфурааки стали и увелнчение выхода годного проката. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в саюсобе ш гшхавкв тюдштагаиковой гал включеиощем расплавление шихты, наведекие восстановительного известкового пошка , введение в печь кварцитсодержашего материала в юьшуск стали, в печь ввод т фпюорвтсодержаший матервал в количеств 0,3-О,5% от веса стали рагаымв порпн ми , П1шчем первую порцию ввоо т за 46 мв  до присадки к рпитсодержащего . MsrepiKai, а осташлое количество через -8 мни после присадки кварцитсодержаего материала и выпускают из печи перую четверть плавки со скоростью равной /2-1/3 СКОРОСТИ выпуска остальной плаки , а после /выпуска раскисл ют сталь в овше алюминием в количестве О,03 ,О6% от веса стали. В качестве кварцитсодержащего матеиала может быть использован дробленный варцит, кварцевый песок и др., в качесте фгаооритсодержащегб материала - дробенный плавиковый шпат, окатыши флюориового концентрата и др. При основности печного шлака 1,О1 ,3 и количестве его около 4% от веса стали введение фпюоритсодерй ашего материала в количестве менее 0,3% от веса стали обеспечит увеличение в шлаке содержани  фтористого кальци  менее чем на 7,5%, что недостаточно дл  получени  оптимальной жидкоподвижности такого шлака. Введение флюоритсодержашего материала в количестве более 0,5% от веса стали вызывает увеличение в шлаке содержани  фтористого кальци  более, чем на 12,5%. Такой шлак обладает уже излишней жидкоподвижностью и будет не экономичным . Введение флюоритсодержащего материала в печь за 4-6 мин перед присадкой кварцитсодержащего материала и через 5-8 мин после присадки кварцитсодержащего материала, т.е. за 2-10 мин до выпуска плавки, обусловлено кратковременностью разжижающего действи  на шлак ионов фтора, образующихс  при диссоциации фтористого кальци  в шлаке. Такой способ введени  фпкюритсодержащего материала с еспечивает, во-первых, достаточную жидкоподвижность шлака перед присадкой в него кварашсоаержащего материала ,что существенно ухжор ет растворение последнего в шлаке и, во-вторых, необходимую жидкотекучесть печного шлака непосредственно перед и во врем  выпуска плавки. Введение передприсадкой кварцитсодержащего материала менее половины всего количества фгаооритсодержащего материала обеспечивает достаточное разжижение шлака дл  быстрого растворени  в нем кварцитсодержашего материала. С другой стороны, введение в Лечь более половины всего количества флюоритсодержащего материала перед присадкой Еварцитсодержащего материала уменьшает степень жидкоподвижности 1Ш1а1са перед выпуском плавки , что вызывает загр знение стали во врем  слива в ковш шлаковыми включени  ми. Введение флюорит содержащего матери ала менее, чем за 4 мин до присадки кварцитсодержашего материала не достато но дл  получени  гомогенного жидкоподвижного шлака, С другой стороны, введе ние фпюоритсодержащего материала более чем за 6 мин до присадки кварцитсодержашего материала приведет , к снижению разжижающего воздействи  фтора на шла Введение остального количества фпюо- ритсодержащего материал менее, чем че рез 5 мин после присадки кварцитсодержашего материала нецелесообразно., так как при присадке кварцитсодержашего ма териала за 15 мин до выпуска плавки флюоритсодержащий материал будет приса жен более, чем за 1О мин до выпуска плавки. За это врем  произойдет снижение разжижаюшего воздействи  ионов фтора на I шлак, С другой стороны, введение остального количества фпюоритсодержащего материала более, чем через 8 мин после присадки кварцитсодержащего материала не обеспечит оптимальной жидкоподвижности шлака перед выпуском плавки, так как при присадке кварцитсодержащего материала за Ю мин до выпуска на усвоение шлаком фпюоритсодержащего материала остаетс  менее 2 мин что недостаточно дл  получени  однородного жидкоподвижного шлака. Дл  десульфурации стали шлаком необ ходимо обеспечить активную обработку металла в ковше печным шлаком. Длй этого шлак должен быть спит в ковш в на- чале выпуска плавки. Слив шлака из печи происходит наиболее полно, когда первую четверть плавки выпускают со скоростью равной 1/2-2/3 скорости выпуска остальной плавки, так как при этом во врем  медленного наклона печи в сторону сливного желоба не прюизводит перекрыти  метешлом всего сечени  выпускного отверсти  и металл не преп тствуе сливу шлака. TlpH сливе первой четверти плавки со сксфостью менее 1/2 скорости слива остальной плавки произойдет излишнее увеличение времени выпуска плавки, что вызовет дополнительное окисление струи ме талла и снизит-интенсивность перемешивани  шлака с металлом в ковше. При сливе первой четверти плавки со скоро стью более 2/3 скорости слива остальной плавки произойдет перекрытие всего сечени  выпускного отверсти  металла и СЛИВ шлака вместе со сталью станет невозможен . Раскисление стали ггосле выпуска ;в ковш алюминием в количестве О,03-О,06% от веса стали обеспечивает присутствие в металле окисных неметаллических вюпочений преимущественно в виде корунда, как это было установлено на опытных плавках. Расхода алюмини  менее 0,ОЗ% от веса стали недостаточно дл  полного раскислени  металла. При расходе алюмини  более 0,06% ш веса стали остаточное содержание алюмини  в металле превышает оптимальное значение, что отрицательно сказываетс  на качестве стали. Преимущество данного способа определ етс  важностью повышени  выхода годных слитков подшипников стали после рафинирующих переплавов. В насто щее врем , например, методом электрошлакового переплава получают слитки весом до 5,5т, использу  литые расходуемые электроды. Это обсто тельство налагает высокие требовани  к природе окисных неметаллических включений в исходном металле дл  рафкнирующа переплавов и к содержанию в нем серы.. Наиболее полно снижение загр знени  окисными включени ми в процессе рафинирующих переплавов проискоциг , когда в исходном металле окисна  неметаллическа  фаза представлена, oбpaзo /t, корундом. Выплавка подшипниковой стали по предложенному изобретению обеспечивает присутствие в ней окисных неметаллических включений преимущественно в виде корунда и содержание серы не более О,О15%. Это объ сн етс  тем, что получают к выпуску плавки рафинировочный шлак высокой жидкоподвижности. Последнее гарантирует от попадани  в металл экзогенных шлаковых включений на основе окиси кальци  и магни . Во-вторых, обработку стапи шлаком с основностью не выше 1,3 прегг тствует развитию процесса восстановлени  из шлака кальци  и магни  из-за низкой активности окиси кальци  и магни , в таком Ш1лаке. Это предохран ет металл от последукицего загр знени  окисиыми включени ми на основе кальци  и магни . аким образом, в рюзультате конечного раскислени  стали в ковше алюминием основным типом окисных включений в ней вл етс  корунд. Изобретение за счет нормировани  корости слива плавки обеспечивает акивную обработку металла в ковше печым шлаком Это особенно важно дл олучени  в стали содержани  серы не более 0,015%, име  ввиду, что основность печного шлака не более 1,3. Нормирование скорости слива плавки создает возможность выплавки подшипниковой стали на свежей шихте, после расплавлени  которой металл может содержать до 0,О40% серы. Выплавка подшипниковой стали по изобретению позвол ет увеличить быход годного проката электрошлаковых слитков на 12-18%. Выплавка подшипниковой стали со снижением основности рафинировочного шлака перед выпуском плавки минимум до 1,0 не уменьшит стойкости магнезитовой футеровки современных сверхмощных элеV ктродуговых печей с удельной мошностыс печных трансформаторов 500-600 вВА/т,. Дл  таких печей стойкость футеровки  вл етс  важным вопросом из-за работы их на ьысоких рабочих напр жени х, т.е. на длинных электрических дугах. 1 Пример. В25т электродуговой печи выплавл ют подшипниковую сталь марки IUX15 на свежей шихте с полным окислением. После расплавлени  шихты, проведени  окислительного периода и скачивани  окислительного шлака навод т восстановительный известковый шлак из извести в количестве 14 кг/т, кварцита 4 кг/т и плавикового шпата 4 кг/т. Шлак по ходу восстановительного периода раскисл ют порошком кокса. За 15 мин до выпуска плавки в печь присаживают прокаленный кварцевый песок в количестве 11 кг/г, т.е. 275 кг на плавку. За 4 мин до присадки кварцевого песка в печь ввод т плавиковый шпат в количестве 0,15% от веса стали, т.е. 38 кг на плавку. Через 8 мин после присадки кварцевого п&ска ввод т в печь плавиковый шпат в количестве 0,15% от веса стали, т.е. 38кг на плавку. Перед сливом в ковш шлак со держит, вес.%: СаО 37,8| iO 37,8; 13,8;CaFi 7,5; FeO 3,0. Основность шлака 1 О. Выпуск первой четверти плавки производ т со скоростью равной 1/2 скорости выпуска остальной плавки, а именно первую четверть плавки выпускают со скоростью 4 т/мин, остальную плавку со ско ростью 8 т/мин. После выпуска сталь раскисл ют в ковше алюминием в количестве О,О6% от веса стали, т.е. 15 кг на плавку. Содержание серы в готовой стали О,О15%, содержание алюмини  О,ОЗ%. Металл разлит на установке полунепрерывной разливки стали в две заготовки 8 5 из которых приготовлены 4 расходуемые электроды дл  ЭШП. После проката слитков ЭШП на трубную заготовку 0 180мм при контроле на загр зненность неметаллическими включени ми в Q 120 мм выход готовой стали с первого испытани  увеличилс  на 18%. Пример 2. В 25 т электродуговой печи выплавл ют подшипниковую сталь марки ШХ15 на свежей шихте с полным окислением. После расплавлени  шихты, проведени  окислительного периода и скачивани  окислительного шлака ввод1йт в металл 45%-ный ферросилиций на 0,250 ,27% кремни , углеродистый феррохром на нижний предел содержани  хрома и навод т восстановительный известковый шлак из извести в количестве 15 кг/т, кварцита 4 кг/т и плавикового шпата 4 кг/т. Шлак по ходу восстановительного периода раскисл ют порошком кокса 2-3 порци ми обшим количеством 3-4 кг/т. За 12 мин до выпуска плавки в печь присаживают прокаленны и кварцевый песок в количестве 10 кг/т, т.е. 250 кг на плавку. За 5 мин до присадки кварцевого песка в печь ввод т окатыши флюоритового концентрата в количестве 0,2% от веса стали , т.е. 5О кг на плавку. Через 6 мин после присадки кварцевого песка ввод т в печь окатыши флюоритового концентрата в количестве 0,2% от веса стали, т.е. 50 кг на плавку. Корректировку содержани  кремни  в стали производ т присадкой 65%-ного ферросилиди  в ковш. Перед сливом в ковш печной шлак содержит, вес.%: СаО 41,0; SlO 35,6; /v 11,2; CaPl 10,0; FeO 2,8. Основность шлака СаО 1.17. 5-1 О 2 Выпуск первой четверти плавки производ т со скоростью равной 3/5 скорости выпуска остальной плавки, а именно первую четверть плавки выпускают со скоростью 5 т/мин, остальную плавку со скоростью 8 т/мин. После выпуска сталь раскисл ют в ковше алюминием в количестве 0,О4% от аеса стали, т.е. 10 кг на плав1су. Содержание серы в готовой стали 0,О12%, содержание алюмини  О,О2%. Металл разлит на установке полунепрерывной разливки стали в заготовки сечением квадрат 370 мм. Литые заготовки разрезаны пополам на расходуемые электроды , которые переплавлены в печах электрошлакового переплава в слитки весом 5,5 т. После проката слитков получен готовый прокат cpifHHp 1О5-13О мм. Вы

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ выплавки подшипниковой стали, включающий расплавление шихты, наведение восстановительного известкового шлака, введение в печь кварцетитсодержащего материала и выпуск стали, отличающийся тем, что, с целью получения в стали оксидных неметаллических включений, преш гушественно в виде корунда, повышения десульфурации стали и увеличения выхода годного проката, в печь вводят флюоритсодержаший материал в количестве 0,3-0,5% от веса стали равными порциями, причем первую порцию вводят за 4-6 мин . до присадки кварцитсодержащего материала, а остальное количество через 5-8 мин после присадки кварцитсодержашего материала и выпускают из печи первую четверть плавки со скоростью равной 1/2-1/3 скорости выпуска остальной плавки, после чего раскисляют сталь в ковше алюминием в количестве 0,03— 0,06% от веса стали.