Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Строганов, А. И. Производство стали и ферросплавов учебник для металлургических техникумов

.pdf
Скачиваний:
104
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
18.42 Mб
Скачать

марганец и в 2—3 приема металл легируют хромом путем присадки феррохрома. В остальном технология выплавЙ! аналогична варианту выплавки на легированных отходах с окислением кислородом.

 

Г Л А В А X XI V

 

ВЫПЛАВКА СТАЛИ

В КИСЛЫХ

ДУГОВЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧАХ

Кислые электропечи обладают рядом преимуществ перед основ­

ными:

теплопроводны, чем основные.

1. Кислые огнеупоры менее

К тому же кислые шлаки по сравнению с основными менее электропроводны. Поэтому электрические дуги в кислых печах короче и часть мощности выделяется непосредственно в шлаке. Сказанное обеспечивает более легкий и быстрый нагрев металла до нужной тем­ пературы.

2. Кислая футеровка отличается более высокой стойкостью особенно при выплавке с большими перерывами. Литейные цехи в большинстве случаев работают с одним или двумя циклами в сутки. При частых нагревах и охлаждении магнезитовая футеровка быстро растрескивается, динасовый же кирпич в этом отношении более стоек.

3. Технико-экономические показатели у кислых печей выше из-за меньшей продолжительности плавки, меньшего расхода шла­ кообразующих и электроэнергии, а также вследствии упрощения шлакоуборки.

Главный недостаток кислых электропечей заключается в том, что в них нельзя удалять серу и фосфор из металла, и содержание этих элементов определяется полностью их содержанием в исходных материалах. Поэтому для выплавки стали в кислых электропечах необходимо использовать низкофосфористую и иизкосернистую шихту, возможности обеспечения которой весьма ограничены.

В кислых электропечах, особенно при выплавке высокомарган­ цовистой стали, из футеровки восстанавливается много кремния и его содержание может превысить допустимое. Поэтому в некото­ рых случаях предпочитают и для фасонного литья применять основ­ ные электропечи.

1. ЗАГРУЗКА ШИХТЫ И ПЛАВЛЕНИЕ

При использовании в шихте собственных отходов содержание серы и фосфора в стали будет непрерывно повышаться. Поэтому наряду с отходами собственного производства в шихту используют низкофосфористые и низкосернистые отходы углеродистой стали, выплавленной в основных мартеновских или электродуговых печах. Обычно количество собственных отходов и в шихте не превышает половины. Содержание серы и фосфора в шихте должно быть хотя бы на 0,01% меньше, чем в готовом металле.

311

Основные окислы (железа, кальция и т. д.) энергично взаимодей­ ствуют с футеровкой кислой электропечи. Поэтому использование ржавой стружки и лома должно быть исключено.

Шихту рассчитывают так, чтобы содержание углерода в металле по расплавлении было бы на 0,1—0,2% выше заданного. При необхо­ димости в качестве науглероживателя в шихту используют кокс, электродный бой или чугун.

Для предохранения железа в процессе плавления от чрезмерного окисления и для образования достаточного количества шлака в шихте должно содержаться не менее 0,5—0,4% Мп и Si (каждого по отдель­ ности). Иногда для повышения содержания указанных элементов в шихте в печь загружают некоторое количество отходов кремнистой или кремнемарганцовистой стали или кремнистый чугун и ферромар­ ганец.

В кислой электропечи не проводят процессы дефосфорации и де­ сульфурации металла. Поэтому длительность плавки в решающей степени зависит от продолжительности загрузки и плавления. Желательна загрузка сверху с помощью корзин и правильный под­ бор и распределение в печи шихты по габариту. Крупный лом необ­ ходимо загружать в зону непосредственного действия электрических дуг, т. е. в центре печи сверху. Мелкий лом загружают на подину. Масса отдельных кусков шихты, например в 10-т печи, не должна превышать 200 кг.

Расплавление ведут при максимальной подводимой мощности. Характер плавления шихты примерно такой же, как и в основной печи. Шихта плавится в первую очередь под электродами с образо­ ванием колодцев. При малом количестве образующего жидкого ме­ талла и низком расположении электродов электрическая дуга может воздействовать непосредственно на футеровку печи. Кремнезем футе­ ровки при этом испаряется и восстанавливается, из печи выделяется белый дым и хлопья SiO и SiO2При появлении белого дыма необхо­ димо поднять электроды и столкнуть шихту в образовавшиеся ко­ лодцы или завалить в них мелкий лом.

В процессе плавления куски шихты иногда свариваются с образо­ ванием мостов. Такие мосты следует разрушать и сталкивать обломки под электроды. Для ускорения расплавления целесообразно прово­ дить подрезку шихты кислородом.

В процессе плавления частично окисляются примеси шихты (Si, Мп и т. д.) и железо с образованием шлака. Образующиеся основные окислы шлака МпО, FeO и т. д. взаимодействуют с футе­ ровкой подины и откосов, что приводит к обогащению шлака крем­ неземом. Однако количество такого самородного шлака относительно небольшое, часто он не покрывает поверхность металла в ванне. Поэтому в печь в завалку или во время плавления присаживают оборотный шлак или бой шамотного кирпича в количестве 1—3% от массы шихты. Образующийся к концу плавления шлак содержит

40—50% S i0 2, 15—30% FeO, 10—30% МпО, 2—6% А120 3, 5—15%

прочие окислы.

3 1 2

2 . О К И С Л И Т Е Л Ь Н Ы Й П Е Р И О Д

Основные задачи окислительного периода в кислой электропечи сводятся к нагреву металла до необходимой температуры, окислению избыточного содержания углерода и частичной дегазации ме­ талла.

Углерод окисляется преимущественно за счет окислов железа шлака. В случае вялого кипения ванны в печь присаживают желез­ ную руду небольшими порциями (0,2% от массы металла). Излишне большие присадки железной руды приведут к значительному повы­ шению содержания FeO в шлаке и разрушению футеровки печи.

Шлак начала восстановительного периода содержит 45— 60% S i0 2, 30—40% FeO и 15—25% МпО. Закись железа и марганца кислого шлака соединяется с кремнеземом с образованием силика­ тов железа и марганца, которые не реагируют с углеродом металла. Поэтому несмотря на высокое содержание закиси железа в кислом шлаке, скорость окисления углерода в кислой электропечи меньше, чем в основной, примерно в два раза (в основной она не ниже 0,3%/ч,

а в кислой 0,15—0,20%/ч).

Окислительную способность кислого шлака иногда увеличивают небольшими присадками извести. Окись кальция связывает часть кремнезема в силикаты кальция, что приводит к освобождению закиси железа из силикатов, поскольку окись кальция характери­ зуется более основными свойствами.

Железистый шлак взаимодействует с футеровкой печи, что при­ водит к постепенному повышению в шлаке содержания S i0 2 и к концу окислительного периода содержание его в шлаке возрастает до 56— 60%. Это уменьшает жидкоподвижность шлака, увеличивает коли­ чество связанной закиси железа и снижает окислительную способ­ ность шлака. Скорость окисления углерода уменьшается.

При наличии шлака, насыщенного кремнеземом, получают раз­ витие реакции восстановления кремния как из шлака, так и из

футеровки:

 

(Si08) + 2 [Cl = [Si] + 2СО|.

(XXIV-1)

Содержание кремния в металле обычно возрастает на 0,10—0,15%. При очень горячем ходе печи и повышенной вязкости шлака проис­ ходит интенсивное восстановление кремния и его содержание в ме­ талле может достичь 0,5%.

Жидкоподвижность, а следовательно, и в какой-то мере окисли­ тельную способность шлака по ходу плавки в кислой электропечи регулируют присадками извести и песка. Известь применяют для повышения жидкоподвижности, песок — для ее снижения.

При достижении содержания углерода в металле, близкого к за­ данному, присадку железной руды прекращают; при необходимости на шлак задают известь или известняк. Начинается период чистого кипения продолжительностью не менее 7—10 мин, после которого содержание углерода в металле (с учетом вносимого последующими порциями раскислителей углерода) должно обеспечить средний пре­

313

дел в заданной марке стали. Длительность окислительного периода при выплавке углеродистой стали составляет 20—40 мин, при вы­ плавке легированной стали 40—60 мин.

3. РАСКИСЛЕНИЕ СТАЛИ

В кислой электропечи углеродистую сталь обычно выплавляют без диффузионного раскисления в печи. Диффузионное раскисление применяется лишь иногда при выплавке легированной стали.

Раскисление углеродистой стали. В окислительный период металл частично раскисляется восстановившимся кремнием. В конце оки­ слительного периода в ванну присаживают ферромарганец. Повы­ шение содержания марганца в металле способствует восстановлению кремния до 0,2—0,3% по реакции

2 [Mn] + (Si02) = [Si] + 2 (MnO). (XXIV-2)

За 7—10 мин до выпуска в ванну присаживают ферросилиций для получения заданного содержания кремния; за 3—5 мин до вы­ пуска вводят ферромарганец для окончательной корректировки содержания марганца в металле.

При расчете необходимого количества ферросилиция и ферро­ марганца необходимо учитывать угар кремния (5—10%) и марганца (15—20%). Иногда ферромарганец при выплавке углеродистой стали присаживают в ковш. Угар марганца в этом случае не превышает 10%. Окончательно металл раскисляют алюминием в количестве 160—200 г/т при отливке слитков и 1—1,5 кг/т при использовании жидкой стали для фасонного литья. Причем 0,5—0,6 кг/т присажи­ вают во время выпуска, остальное — при разливке.

Раскисление легированной стали. При выплавке легированной стали в кислой электропечи содержание серы и фосфора в шихте не должно превышать 0,040%. При выплавке стали, содержащей никель и молибден, в завалку используют содержащие указанные элементы отходы, что уменьшает расход легирующих присадок. Расплавление ведут, как и при выплавке углеродистой стали. После расплавления отбирают пробу металла на полный химический ана­ лиз (С, Cr, Ni, Mo, Си, S, Р) и, если содержание серы и фосфора не превышает заданного, в ванну загружают при необходимости никель и ферровольфрам.

После проведения чистого кипения иногда проводят операцию «перекипа», для чего в ванну присаживают чугун или углеродистый ферромарганец (5—7 кг/т). После этих присадок ванна бурно вски­ пает, что способствует удалению газов.

Легированную сталь выплавляют иногда с удалением 60—80% окислительного шлака, что уменьшает угар легирующих элементов. Новый шлак наводят путем загрузки в печь смеси из 1—2% квар­ цевого песка и 0,5—1,0% извести или известняка.

Раскисление легированной стали в кислой электропечи может осуществляться либо диффузионным, либо глубинным методом. Если плавку проводят без диффузионного раскисления металла, то после окончания чистого кипения в ванну присаживают для пред­

314

верительного раскисления силикомарганец (2—4 кг/т) или ферро­ марганец и ферросилиций. После тщательного перемешивания ванны присаживают феррохром на нижний предел. Не позже чем за 10 мин до выпуска присаживают ферросилиций для легирования стали. Ферромарганец для легирования присаживают непосредственно

перед выпуском.

При

выпуске

 

 

 

 

из

печи

металл

окончательно

Т А Б Л И Ц А

51

раскисляют

силикокальцием

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПЛАВКИ

(1,5—2,5 кг/т),

алюминием

и

В 7-т КИСЛОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ,

ч-мин

ферротитаном.

 

 

 

 

 

Углеродистаясталь

Легированнаясталь

 

 

В случае диффузионного рас­

 

диффузионнымс раскислением

талла и иногда молотый

ферро­

 

кисления металла после прове­

 

 

 

 

дения чистого кипения и пере-

Периоды

 

 

 

кипа на шлак задают коксик в

 

 

 

 

количестве 0,2%

от

массы ме­

 

 

 

 

силиций.

Консистенцию шлака

 

 

 

 

регулируют

присадками

изве­

Очистка футеровки и за-

 

 

 

сти или известняка. После при­

правка ............................

0—15

0—15

садки кокса

ванну

выдержи­

Загрузка ........................

0—10

0—10

Плавление ....................

1—10

1—10

вают в течение 5—10 мин. После

Окислительный . . . .

0—25

0—30

получения

анализа

произво­

Перекип ........................

0—10

дят

предварительное

раскис­

Раскисление и выпуск

0—20

0—25

ление металла силикомарганцем

 

 

 

 

(4 кг/т)

или

ферросилицием

и

В с е г о . . •

2—20

2—40

ферромарганцем.

Легирование

 

 

 

 

металла производят после пред­

 

 

 

 

варительного раскисления. Фер­

 

 

 

 

росилиций присаживают за

10 мин до выпуска, а ферромарганец —

непосредственно перед выпуском. Окончательно металл раскисляют при выпуске алюминием (до 1 кг/т) и силикокальцием (до 2—3 кг/т).

Для примера в табл. 51 приведена длительность плавок сталей различных марок в кислых электропечах емкостью 7 т по данным одного из уральских машиностроительных заводов. Производитель­ ность кислой электропечи на 15—30% выше производительности основной печи.

4. ПРОДУВКА ВАННЫ КИСЛОРОДОМ

Для интенсификации процесса плавки в кислых электропечах применяют газообразный кислород. Его удельный расход колеблется в пределах 3—6 м3/т жидкой стали. Скорость окисления углерода при продувке ванны кислородом обычно составляет 0,05—0,08%/мин. После расплавления необходимо окислить около 0,2% С. Такое количество углерода может быть окислено за 2—3 мин. После окон­ чания продувки отбирают пробу металла, и при удовлетворительных результатах анализа ванну раскисляют и выпускают плавку. Произ­ водительность печи при продувке ванны кислородом возрастает на 15—20%, расход электроэнергии снижается на 20%.

315

Кислород широко используется при выплавке в кислых электро­ печах нержавеющей стали. Шихта состоит из отходов нержавеющей

и малоуглеродистой стали, а также коксика. Содержание углерода

вметалле по расплавлении иногда составляет 0,5%. После распла­ вления и нагрева металла до 1600—1650° С ванну начинают продувать кислородом. Окисление хрома начинается после того, как содержание

углерода понизится до 0,2—-0,3%. В дальнейшем одновременно

сокислением углерода окисляется хром. Чем ниже конечное содержа­ ние углерода в металле, тем больше окисляется хрома. Например, при окислении углерода с 0,3 до 0,05% содержание хрома снижается

с15 до 8%.

В конце продувки в шлаке содержится 25—35% Сг20 3, около 40% S i0 2 и 10% FeO. Шлак можно раскислить молотым ферросили­ цием, что обеспечивает восстановление значительного количества хрома. Однако в этом случае заметно возрастает содержание крем­ ния в металле, иногда выше заданного. Поэтому чаще всего шлак не раскисляют. После достижения необходимого содержания угле­ рода металл раскисляют и легируют присадками феррохрома, и после его расплавления металл выпускают.

Г Л А В А XXV

ВЫПЛАВКА СТАЛИ В ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧАХ1

1. ВЫПЛАВКА СТАЛИ В ОТКРЫТЫХ ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧАХ

При выплавке стали в кислой индукционной печи шихту необ­ ходимо составлять из чистых неокисленных материалов с минималь­ ным содержанием серы и фосфора. При выплавке стали в основных индукционных печах требования по содержанию в шихте серы и фосфора менее жесткие, так как в этих печах, хотя и ограничено, все же можно провести процессы дефосфорации и десульфурации.

Продолжительность плавки в индукционных печах небольшая, и времени на проведение химического анализа металла практически нет. Поэтому шихту можно составлять только при точном знании химического состава компонентов с условием их точного взвешивания. Продолжительность расплавления шихты в решающей степени зависит от компактности укладки шихты. Необходимо иметь в виду, что ток индуцируется преимущественно у стенок тигля. Для предо­ хранения тигля от ударов крупными кусками на дно целесообразно укладывать часть мелкой шихты, лучше стружку в количестве около 4%, поверх нее ферросплавы и затем крупную шихту. Крупные куски загружают по периферии тигля. Достаточно компактная загрузка обеспечивается при содержании мелочи в шихте около 15%.

При проведении плавки в основных тиглях на мелкую шихту, загружаемую на дно тигля, засыпают около 5% извести. Особенно

3 1 6

рациональная система загрузки в большие печи может быть достиг­ нута при использовании бадьи.

После включения печи первые 6—8 мин до момента прекращения толчков тока подводят пониженную мощность. Затем подводимую мощность постепенно увеличивают и остальное время расплавления печь работает на максимальной мощности. По мере оседания шихты производят догрузку печи. Целесообразно загружаемые куски шихты предварительно несколько нагреть над тиглем. Загрузка холодных кусков шихты в жидкую ванну может привести к выпле­ скам и выбросам металла и образованию мостов.

При появлении видимых участков жидкого металла в тигель вводят шлаковую смесь. Наводимый в печи шлак уменьшает оки­ сление элементов и поглощение жидким металлом газов из атмосферы. Для образования шлака в кислой печи шлаковую смесь составляют из 10% молотого стекла, 65% шамота и 25% извести или из формо­ вочной земли, извести и плавикового шпата. При выплавке в основ­ ном тигле шлаковую смесь составляют из 60—65% извести, 15—20% магнезита и 20—25% плавикового шпата.

После расплавления основной массы шихты (80—95%) отбирают пробу металла на химический анализ. В процессе плавления шихты в основном тигле происходит частичная дефосфорация металла. Для предотвращения восстановления фосфора из шлака по расплавле­ нии его необходимо удалить из тигля и навести новый.

После полного расплавления шихты подводимую мощность сни­ жают до 30—40% от максимальной мощности генератора, стараясь не допустить перегрева. После получения анализа металла присту­ пают к раскислению и легированию. Окислительные процессы, как правило, в индукционной печи не проводят. Однако при необходи­ мости, особенно в основной печи, можно окислить примеси металла путем присадок железной руды или окалины. В связи с сильным развитием конвективных потоков, вызываемых наведенными индук­ ционными токами, окисление примесей идет интенсивно. Однако при присадке большой порции окислителя металл может вспениться и залить «воротник» печи. Поэтому окислители необходимо приса­ живать небольшими порциями.

В отдельных случаях при выплавке высококачественных сталей применяют диффузионное раскисление шлака смесью, состоящей из извести и молотого ферросилиция или порошкообразного алюминия. Применяют также боркальк, который готовят следующим образом. В гашеную известь добавляют порошкообразный алюминий, смесь тщательно перемешивают и затем прокаливают при температуре около 600° С.

Ферросплавы при выплавке стали в индукционных печах приса­ живают обычно в следующем порядке. Основное количество ферро­ вольфрама, феррохрома и ферромолибдена вносят в завалку. Для корректировки эти сплавы загружают в тигель не позднее, чем за 20 мин до выпуска, что обеспечивает их расплавление и равномерное распределение легирующего элемента по объему металла. Феррова­ надий, ферромарганец и ферросилиций присаживают за 7—10 мин

317

до выпуска. Причем феррованадий с целью уменьшения угара при­ саживают в последнюю очередь. Алюминий вводят в металл обычно непосредственно перед выпуском. Угар легирующих элементов зависит от состава стали и метода их введения. При описанной выше технологии легирования и раскисления металла угар вольфрама составляет около 2%, марганца, хрома и ванадия 5—10%, крем­ ния 10—15%.

В связи с возможностью использования в шихте большого коли­ чества отходов стали выплавляемой марки или близких по составу к ней, незначительным угаром легирующих элементов, небольшими потерями со шлаком и малой длительностью плавки индукционные печи являются экономичными сталеплавильными агрегатами.

Скорость плавления шихты в индукционной печи зависит от ее емкости и мощности установленного генератора. В 1-т печи, обору­ дованной генератором мощностью 600 кВт, она составляет около 1 т/ч. Расход электроэнергии при выплавке стали в промышленных

индукционных печах емкостью более 500 кг

составляет

500—

700 кВт-ч/т.

 

 

2.

ВЫПЛАВКА

СТАЛИ

В ВАКУУМНЫХ ИНДУКЦИОННЫХ

ПЕЧАХ

Вакуумные индукционные печи могут быть периодического и

.полунепрерывного действия. Наиболее удобен последний тип печи. Полный цикл плавки в вакуумной индукционной печи складывается из следующих периодов: 1) загрузка шихты; 2) откачка печи до рабочего давления (если печь периодического действия или прово­ дится первая плавка в печи полунепрерывного действия); 3) распла­ вление; 4) доводка и рафинирование металла; 5) выпуск; 6) чистка тигля. Продолжительность плавки в 0,5-т вакуумной печи соста­ вляет 3 ч 25 мин при следующей продолжительности отдельных периодов: загрузка 5 мин, откачке 8 мин, расплавление 2 ч 30 мин, рафинирование и доводка 35 мин, выпуск 4 мин, чистка тигля 3 мин.

Загрузка шихты. При выплавке стали в вакуумных индукцион­ ных печах особо высокие требования предъявляют к чистоте поверх­ ности кусков шихты. Для удаления окалины с поверхности кусков их подвергают дробеструйной очистке или очистке во вращающихся барабанах (процесс «светления» шихты). Шихта должна быть строго известного состава. Поэтому для переплава в вакуумных печах применяют специально приготовленную заготовку или крупногаба­ ритные отходы прокатных цехов и собственные отходы. Загрузка печи осуществляется с помощью корзины. Ферросплавы, загружае­ мые вместе с шихтой, необходимо прокаливать для уменьшения ко­ личества адсорбированных на их поверхности газов и влаги. Шихту загружают так, чтобы избежать зависания. Контейнер с шихтой в печи полунепрерывного действия помещается в камеру, отсекае­ мую от основной камеры, где находится тигель, заслонкой (рис. 41). Контейнер изготавливают из мягкого железа, и его массу принимают во внимание при расчете шихты.

• 3 1 8

Расплавление. Печи периодического действия после загрузки шихты закрывают и включают систему откачивания. При достиже­ нии разрежения в несколько миллиметров ртутного столба включают ток. В печах полунепрерывного действия ток включают сразу после загрузки шихты. Необходимо иметь в виду, что при быстром плавле­ нии углеродистого металла в вакууме в связи с бурным характером газовыделения возможны выбросы металла и образование вокруг тигля труднорасплавляемого воротника.

При бурном закипании металла необходимо снизить подводимую мощность, а в печах небольшой емкости в момент бурного закипания в систему вводят аргон до давления (6,7- 103ч-1,3• 104 И/м2) (50—• 100 мм рт. ст.). После успокоения ванны и расплавления всей садки давление в печи снижают до рабочего. Период плавления занимает до 75% всего времени плавки в вакуумной индуционной печи. Для сокращения этого периода иногда в тигель заливают жидкий полу­ продукт, полученный в другом сталеплавильном агрегате, например открытой дуговой электропечи. Таким способом, например, работают вакуумные индукционные печи емкостью 10—13 т на заводе фирмы «Латроб стил» в США. Перед заливкой полупродукта тигель нагре­ вают газовыми горелками до температуры примерно 700° С, затем печь закрывают и откачивают до давления 200—270 Н/'м2 (1,5— 2 мм рт. ст.). Металл к печи подается в 20-т ковше и заливается через воронку, снабженную затвором. Во время слива жидкий металл в воронке создает своеобразный ферростатический затвор. Гермитизация печи не нарушается. После слива металла закрывают за­ твор, и на воронке устанавливают дозатор. Продолжительность плавки на жидком полупродукте составляет 1,5—3 ч вместо б—8 ч на твердой шихте.

Доводка металла. В вакуумной индукционной печи можно про­ вести десульфурацию металла. С этой целью во время завалки на дно тигля необходимо загрузить шлакообразующую смесь, напри­ мер, из 90% извести и 10% плавикового шпата. Десульфурация происходит во время расплавления, и уже через 2—5 мин после расплавления шихты степень десульфурации может достигнуть

70—80%.

Конечное содержание серы в металле в этом случае со­

ставляет

0,002—0,003%.

Одно

из преимуществ вакуумных печей заключается в том,

что глубокое раскисление металла осуществляется за счет углерода. Образующаяся окись углерода легко удаляется из металла. По­ этому металл не загрязняется продуктами раскисления. При вы­ плавке безуглеродистых сплавов, например на никелевой основе, безуглеродистой нержавеющей стали и т. д. для раскисления ме­ талла углеродом присаживают графит, чугун, углеродистый ферро­ хром и пр. Раскисление металла углеродом в вакуумных печах начинается в период плавления. Особенно интенсивно этот процесс идет в первой половине плавления, когда пузыри окиси углерода зарождаются на кусках нерасплавившейся шихты.

Длительность выдержки металла в вакууме зависит от состава выплавляемого металла, глубины вакуума и принятой технологии

319

Выплавки. Удлинение выдержки, с одной стороны, способствует глубокой дегазации и раскислению металла, а также удалению летучих компонентов (Pb, Sn, As и т. д.), с другой стороны, взаимо­ действие металла с футеровкой тигля приводит к загрязнению его неметаллическими включениями и восстанавливаемыми из футеровки элементами, как например бором, алюминием, кремнием и т. д. Оптимальная длительность выдержки в вакуумных печах малой емкости составляет 20—30 мин. Процессу дегазации металла способ­ ствует продувка его аргоном.

Важным моментом получения качественного металла является правильный выбор порядка присадок легирующих элементов. Фер­ ровольфрам, ферросилиций и молибден загружают обычно с шихтой

вконтейнер. После расплавления и раскисления металла углеродом

вванну присаживают феррохром и феррованадий. Затем вводят алю­ миний, титан. В условиях вакуума марганец энергично испаряется.

Поэтому его необходимо

вводить в ванну в конце плавки вместе

с алюминием и титаном.

В конце плавки присаживают редкоземель­

ные металлы, силикокальций, ферробор. Слишком ранняя присадка указанных элементов приводит к загрязнению металла неметалли­ ческими, оксидными и нитридными включениями. Поздняя присадка легирующих и раскислителей не позволяет обеспечить рафинирова­ ние ванны от вредных примесей, содержащихся в добавках.

Выплавленный в вакуумной индукционной печи металл разли­ вают, как правило, в вакууме. Металл в вакууме из-за отсутствия окисленных пленок на поверхности отличается повышенной жидкотекучестью по сравнению с металлом из открытых печей. Слитки, отлитые в вакууме, получаются более плотными и меньше поражены усадочными порошками.

Выплавка нержавеющей стали в вакуумных индукционных печах.

Основной целью выплавки этой стали в вакуумных печах является получение низкого содержания углерода в металле «0,02% ) и низкого содержания азота, водорода, кислорода и неметаллических включений. При выплавке стали типа Х18Н9 на отходах той же стали содержание углерода по ходу плавки уменьшается лишь на 0,01—0,03%. Для получения меньшего содержания углерода плавку проводят на свежей шихте, состоящей из низкоуглеродистого железа, электролитического никеля, металлического хрома; для снижения себестоимости используют также безуглеродистый феррохром. Для уменьшения содержания углерода при использовании феррохрома марки ФХ003 применяют обдувку поверхности жидкого металла в тигле кислородом или смесью кислорода с аргоном. При высоких температурах в процессе продувки содержание углерода в металле снижается до 0,003—0,004%. Однако содержание кислорода при этом возрастает до 0,03—0,05%. Поэтому после кислородной обра­ ботки в металл вносят металлические раскислители для снижения содержания кислорода до 0,005—0,003%.

Для ускорения обезуглероживания в завалку дают окалину или железную руду. Обезуглероживание металла тем или другим мето­ дом: простой выдержкой жидкого металла в вакууме, использова-

3 2 0

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ