1.2 Способи отримання свердел

Необхідність розливання швидкорізальних сталей на дрібні злитки обмежує можливість виплавки їх у великих дугових сталеплавильних печах. Як правило, швидкорізальні стали виплавляють у печах ємністю до 10 т. Високий вміст у швидкорізальних сталях вольфраму, молібдену, а іноді і кобальту та їх велика щільність сприяють насиченню цими елементами футерування печі. Тому швидкорізальні сталі потрібно виплавляти в спеціалізованій печі. Це стабілізує засвоєння елементів, дозволяє точніше витримувати заданий склад сталі і виплавляти метал з вмістом дорогих елементів ближче до нижнього допустимого рівня. Швидкорізальні сталі містять велику кількість легуючих елементів (3,8-4,4% Сr, 4,5-19,0% W, 1,0-5,0% V), які можуть бути окислені і втрачені з шлаком. У зв'язку з цим проведення окисного періоду на плавках з використанням у насип відходів цих сталей недоцільно. Виробництво швидкорізальних сталей на свіжій шихті також скрутна, так як при цьому в відновлювальної період необхідно присаджувати феровольфрам, ферохром, ферованадій в кількості, що становить майже половину маси рідкого металу в печі. З цієї причини і позицій економіки і технології швидкорізальні стали доцільно виплавляти методом переплавки. Відходи швидкорізальних сталей переплавляють без окислення або з продувкою ванни киснем. Обидва методи дозволяють використовувати в насипі велика кількість відходів і забезпечують високе засвоєння легуючих елементів. При виплавці швидкорізальної сталі без окислення шихта складається з відходів виплавленої сталі або сталі, близькою їй за складом (до 80%), феровольфраму і ферохрому. Так як на плавках методом переплавки фосфор окислюється, то до складу шихти необхідно включати відходи сталей з низьким вмістом фосфору або м'яке залізо. При завантаженні в кошик феровольфрам дається поверх всієї шихти в центр корзини, ферохром - до стінок, м'яке залізо - в центральну частину. Таке розташування шихти в кошику забезпечує в печі потрапляння м'якого заліза під електроди, ферохрому - до откосов дугової печі, а феровольфраму - в центр печі між електродами. При такому розподілі шихти досягається максимальна швидкість плавлення, малий чад і незначне вуглецюваня (науглероживание) феровольфраму від електродів. Бажано, щоб вміст вольфраму і хрому в шихті було трохи нижче нижнього допустимого рівня в готовій сталі. Це гарантує від необхідності розведення металу в печі м'яким залізом, якщо шихта була виважена недостатньо точно і зміст цих елементів після розплавлення виявиться трохи вище очікуваного. Перед завалкою в кількості 1,5-2,0% на подину дають шлакову суміш з вапна або вапняку, шамоту і плавикового шпату. Плавлення ведеться на максимальній потужності. По ходу періоду плавлення в дугову піч додатково присажують вапно і плавиковий шпат. Після повного розплавлення шихти ванну дугового печі ретельно перемішують, відбирають пробу металу і починають розкислення шлаку в процесі плавлення частина ванадію, хрому і вольфраму окислюється і переходить в шлак. Для їх відновлення шлак обробляють порошками коксу і 75% феросиліцію. Момент присадки першої розкислювальної суміші вважається початком рафінування. При отриманні аналізу першої проби присажують необхідну, кількість ферохрому. Підбором відповідної марки ферохрому одночасно коригують вміст вуглецю. Рекомендується так розраховувати вміст вуглецю в шихті, щоб коригування за змістом хрому можна було проводити більш дешевим вуглецевого ферохрому. Якщо відкоригувати вміст вуглецю присадками ферохрому неможливо, то шлак після часткового розкислення дозволяється скачувати. Скачування розкисленого шлаку допускається також при отриманні магнезіального шлаку або при незадовільній основності. Після вуглецювання наводять основний шлак з суміші вапна і плавикового шпату; шлак періодично розкислюють сумішшю порошків коксу і феросиліцію. Рафінування проводять під білим або слабо карбідним шлаком, але перед випуском карбідний шлак переводять у білий. Легування швидкорізальної сталі ванадієм і коригування складу по вольфраму проводять не пізніше ніж за 20-40 хв. до випуску (залежно від кількості що вводяться феросплавів). За 2-3 хв. до випуску на штанзі вводять приблизно 0,3 кг алюмінію на одну тонну плавки. Тривалість рафінування 1,0-1,5 ч. При виробництві швидкорізальних сталей обов'язково часто і ретельно перемішувати ванну печі. Це пов'язано з тим, що феровольфрам повільно розчиняється в металі і частина його може залишитися на подині. Перемішування сприяє більш рівномірному розподілу його в обсязі ванни. Останнім часом для інтенсифікації процесів при виробництві швидкорізальних сталей все частіше використовують газоподібний кисень. Продування ванни киснем зменшує тривалість розплавлення, сприяє збільшенню температури металу і прискорює процес розчинення феровольфраму, сприяє підвищенню однорідності швидкорізальної сталі і видаленню з неї газів. Але введення у ванну газоподібного кисню збільшує ступінь окислення цінних легуючих елементів. Для зменшення втрат вольфраму, хрому і ванадію до складу шихти доцільно вводити відходи стали кременистих марок або феросиліцій з розрахунку вмісту в насип 0,5-0,7% Si. Окислення кремнію і заліза супроводжується швидким нагріванням металу, завдяки чому витяг вольфраму з шихти на плавках з продувкою киснем може виявитися навіть вище, ніж на плавках без окислення. При виробництві швидкорізальних сталей методом переплавки з використанням газоподібного кисню ферохром в насип не дають, а присажують його на початку рафінування. У іншому технологія плавки не відрізняється від описаної вище.