
книги из ГПНТБ / Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие
..pdfшает ее прочность на изгиб. Это в свою очередь увеличивает чувстви тельность подшипников к динамическим нагрузкам и склонность изделии к образованию закалочных трещин. В связи с этим содержа ние фосфора в металле строго ограничивают.
Вопрос о влиянии серы на свойства шарикоподшипниковой стали нельзя считать решенным. Мнение о том, что сера оказывает отри цательное влияние, снижая устойчивость стали против истирания п способствуя ее усталостному разрушению при выходе на рабочую поверхность сульфидов, вызывает сомнения. Результаты некоторых исследований показывают, что с повышением содержания серы в стали до 0,05—0,10% и при соответствующем увеличении количества суль фидов продолжительность службы подшипников повышается.
Вместе с тем известно, что сера улучшает обрабатываемость стали. При очень низком содержании серы получить высококачественную поверхность рабочих тел затруднительно. Поэтому не исключена целесообразность повышенного содержания в стали серы с тем, чтобы получить более совершенную рабочую поверхность и увеличить тем самым срок службы подшипника. Однако в настоящее время содер жание серы в шарикоподшипниковой стали строго ограничено ГОСТ.
Медь, хотя и увеличивает твердость, предел прочности и прокаливаемость стали, в целом является нежелательной примесью, так как при горячей механической обработке с повышением ее содержания увеличивается образование поверхностных трещин и надрывов.
Содержание никеля ограничивается в связи с тем, что его присут ствие отрицательно влияет на твердость стали.
Сопротивляемость шарикоподшипниковой стали выкрашиванию уменьшают примеси таких цветных металлов, как олово, свинец, мышьяк. Отрицательное влияние на свойства стали оказывают также газы: кислород, водород, азот. Влияние кислорода проявляется глав ным образом через образуемые им окислы — неметаллические вклю чения. Наличие водорода увеличивает поражение шарикоподшипни ковой стали флокенами, а наличие азота снижает сопротивляемость стали выкрашиванию.
К шарикоподшипниковой стали предъявляют очень жесткие тре бования в отношении макроструктуры, отсутствия шлаковых и га зовых включений, а также карбидной ликвации и полосчатости.
Высокое содержание углерода обусловливает значительное раз витие в слитках шарикоподшипниковой стали дефектов усадочного характера — усадочных раковин, общей и осевой пористости. Уста новлена следующая зависимость усадки при затвердевании от содер жания в стали углерода:
Содержание углерода, % |
. . |
0,10 |
0,35 |
0,45 |
0,70 |
Усадка при затвердевании, |
% |
2,0 |
3,0 |
4,3 |
5,3 |
Жесткие требования, предъявляемые к однородности металла, ограничивают допустимую величину общей и осевой пористости. Для уменьшения этого дефекта шарикоподшипниковую сталь целе сообразно разливать на сравнительно мелкие (до 3 т) слитки с уве-
251
Лишенной (до 5% и более) конусностью или с утеплением Верхней
части слитков.
Широкий интервал кристаллизации шарикоподшипниковой стали способствует значительному развитию ликвации примесей, в первую очередь углерода и хрома. В результате ликвации междеидритные участки обогащаются углеродом и хромом, образующими карбиды. При прокатке обогащенные углеродом и хромом участки металла вытягиваются вдоль направления прокатки, образуя полосчатую неоднородность. На травленых микрошлифах этот дефект выявляется в виде полос повышенной и пониженной травнмостн.
Полосчатость является причиной структурной неоднородности стали после закалки, обусловливающей неоднородность свойств готовых изделий. Устранение этого дефекта достигается длительной выдержкой металла при высоких температурах (гомогенизацией).
Наряду со скоплениями мелких карбидов (полосчатостью) встре чаются выделения карбидов больших размеров, также ориентирован ных вдоль направления прокатки. Этот дефект носит название кар бидной ликвации.
Скопления грубых карбидов возникают в результате сильно выраженной дендритной ликвации в слитке углерода и хрома. На отдельных участках концентрация ликвирующих элементов может достигнуть значений, достаточных для выделения ледебуритнон эвтектики. В процессе деформации ледебуритные участки принимают вид грубых строчек карбидов.
Сталь с выраженной карбидной ликвацией является дефектной, так как карбиды обладают высокой твердостью и хрупкостью и при выходе на рабочую поверхность деталей подшипника легко выкра шиваются. Влияние карбидов в этом отношении более вредно, чем влияние окисных и сульфидных неметаллических включений. Устра нить карбидную ликвацию можно длительной выдержкой металла при температуре 1150—1160° С, когда происходит интенсивное рас сасывание хромистых эвтектических карбидов. Такую выдержку можно осуществлять, например, при нагреве под прокатку.
Карбидная неоднородность может проявиться также в виде карбидной сетки, выпадающей по границам зерен при охлаждении прокатанного металла. Карбидная сетка получает максимальное развитие в местах скопления мелких карбидов и в прокате, полу ченном после прокатки от верхней части слитка. Ее образование связано с дендритной ликвацией и величиной скорости охлаждения металла после прокатки.
Подавить процесс выделения заэвтектоидиых карбидов, образую щих карбидную сетку, можно ускоренным охлаждением металла после прокатки. Однако при этом ухудшаются условия выделения водорода, и сталь может быть сильно поражена флокенами. Поэтому^ прокат быстро охлаждают в интервале температур выделения кар бидов (до 700° С) и медленно — при более низких температурах.
Долговечность работы подшипника в значительной мере опреде ляется количеством и типом присутствующих в металле окисных включений, так как эти включения уменьшают стойкость металла
252
против усталостного разрушения. В закаленной стали неметалличе ские включения являются концентраторами напряжения, поэтому даже при сравнительно небольшой внешней нагрузке величина на
пряжении в отдельных точках может превысить предел прочности металла и вызвать его разрушение.
Особенно нежелательными среди включений являются частицы глинозема и алюмосиликатов, которые в катаном металле образуют строчки включений неправильной, часто остроугольной формы. Такие включения играют роль концентраторов напряжения и резко сни жают стойкость подшипников. Поэтому одна из важных задач метал лургов заключается в том, чтобы получать шарикоподшипниковую сталь с минимальным содержанием неметаллических включений.
ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАВКИ
Шарикоподшипниковую сталь можно выплавлять методом пол ного окисления из углеродистой шихты или переплавом собственных отходов завода без окисления.
Высокие требования, предъявляемые к стали по содержанию вред ных примесей, и сравнительно небольшое количество вводимых леги рующих добавок определяют целесообразность выплавки шарико подшипниковой стали на свежей шихте; отходы этой стали исполь зуют на плавках более легированных сталей, выплавляемых методом переплава. При достаточном же количестве отходов шарикопод шипниковую сталь можно выплавлять и методом переплава.
ВСССР шарикоподшипниковые стали выплавляют в электропе чах емкостью 10—200 т. Эту сталь целесообразно выплавлять на специализированных печах при хорошем состоянии футеровки. После ремонта стен выплавка шарикоподшипниковой стали разрешается после двух плавок. Если на печи выплавляли сталь, содержащую вредные для шарикоподшипниковой стали элементы, например ни кель, то до ее выплавки необходимо провести предварительно не сколько промывных плавок, а если раньше печь использовали спе циально для выплавки нержавеющей хромоникелевой стали, то не обходимо сменить футеровку стен печи и частично обновить футеровку подины и откосов.
Внастоящее время практически на всех заводах страны приме
няют варианты |
технологии, основы которой были разработаны |
в 1955—1957 гг. |
ЦНИИЧМ и КМКГлавные положения этой |
технологии сводятся к следующему. |
Шихту составляют из отходов углеродистой стали без чугуна. Недостающее количество углерода вводят с коксом или электродным боем. Содержание углерода в шихте должно составлять 1,2—1,3%, содержание хрома не превышать 0,4%, меди и никеля — ниже допу стимых содержаний в стали.
Для ускоренного окисления фосфора еще в период плавления на водят окислительный шлак. Это достигается присадкой в завалку извести (примерно 2% от массы завалки), шамотного боя и плави кового шпата и введением во второй половине периода плавления
253
железной руды или окалины (0,7—1,0%). В результате период окис ления металла частично совмещается с периодом плавления. Для ускорения плавления шихты в конце периода рекомендуется про дувка кислородом.
Для окисления примесей можно пользоваться железной рудой или газообразным кислородом. За период кипения должно быть окис лено около 0,3/6 С. Вследствие высокой флокеночувствительностм шарикоподшипниковой стали необходимо обеспечить минимальное содержание в ней водорода, для чего кипение должно быть энергич ным, а все присадки должны быть хорошо прокалены.
Перед скачиванием окислительного шлака, спустя примерно 5 мин после окончания ввода окислителей, проводят предваритель ное раскисление ванны чугуном (5 кг/т). Содержание углерода к концу окислительного периода должно быть таким, чтобы после скачивания окислительного шлака можно было выполнить раскисление ванны углеродистыми материалами — коксом пли электродным боем с уче том науглероживания металла па 0,05—0,1%.
После скачивания окислительного шлака и науглероживания металла ванну раскисляют металлическими раскислителямн — кус ковым 75%-ным ферросилицием (1,3—1,4 кг/т), ферромарганцем (на расчетное содержание Мп) и кусковым алюминием (0,4 кг/т). Вместо ферромарганца, ферросилиция и алюминия можно . присаживать сплав АМС. Затем наводят увеличенное количество (3,5—4,0% от массы металла) рафинировочного шлака.
В состав шлаковой смеси рафинировочного периода входит из весть, плавиковый шпат, кварцит и шамот (10 : 2 : 2 : 1). Для более быстрого проплавления шлаковой смеси известь целесообразнее присаживать в последнюю очередь. Использование в шлаковой смеси рафинировочного периода в качестве флюсующих добавок кварцита и шамота позволяет без корректировки в течение длительного вре мени поддерживать консистенцию и основность па необходимом уровне. Плавиковый шпат, сильно разжижающий шлак, действует кратковременно и не обеспечивает получение нормальной однород ности и жидкоподвижностп шлака на протяжении всего периода рафинировки.
На шлаковую смесь дают молотый кокс и для образования слабо карбидного шлака (1,0—1,5% СаС.2) печь уплотняют. В дальнейшем шлак обрабатывают коксом таким образом, чтобы к концу периода содержание карбида кальция понизилось до 0,5%.
Спустя 20—25 мин, считая от начала рафинировки, в ванну вводят необходимое количество феррохрома. После этого в зависимости от содержания карбида кальция шлак раскисляют порошком 75%-'иого ферросилиция с добавками кокса или без них. При выплавке стали
ШХ15СГ за 15—20 мин до |
выпуска металл легируют кремнием. |
За 10—15 мин до выпуска |
раскисление молотым ферросилицием |
прекращают. Последнюю раскислительную смесь, состоящую из алюминиевого порошка и мелкораздробленпой извести (1 : 1), при саживают в печь при выключенном токе за 5—10 мим до выпуска. Печь до самого выпуска больше не включают. За 2—3 мин до выпуска
254
на штанге в печь вводят кусковой алюминий (0,5 кг/т), перемешивают металл и шлак и приступают к выпуску.
Изучение показало, что при выплавке, проводимой по этой тех нологии, значительное удаление кислорода и серы из металла про исходит лишь в первые 20—40 мин восстановительного периода и изменение содержания кислорода определяется присадками раскислителей, главным образом алюминия. Это позволило сократить вос становительный период при интенсивном раскислении стали алюми нием.
Так, на Челябинском металлургическом заводе была разработана следующая измененная технология плавки. После скачивания окис лительного шлака в печь присаживают феррохром и ферромарганец, затем металл раскисляют кусковым ферросилицием и алюминием (1 кг/т). Далее присаживают шлаковую смесь и шлак раскисляют порошками кокса и 75%-пого ферросилиция (2 кг/т). Основное вни мание уделяют получению жидкоподвижного шлака с низким содер жанием окислов железа и магния перед выпуском плавки. Для окон чательного раскисления вводят алюминий (0,4 кг/т). Продолжитель ность восстановительного периода — 50—60 мин.
Металл сливают мощной! струей вместе со шлаком. Шлак защищает металлическую струю от окисления и он, эмульгируясь в ковше с металлом, оказывает рафинирующее воздействие. Перемешивание восстановительного высокоосновиого шлака с металлом в ковше приводит к понижению содержания серы и кислорода и умень шению загрязненности стали сульфидными и окисными включе ниями.
Тепловой режим плавки шарикоподшипниковой стали характе ризуется тем, что перед скачиванием окислительного шлака металл нагревают до температуры 1580—1610° С с последующим понижением ее к концу плавки до 1550—1570° С для того, чтобы температура ме талла в ковше составляла 1520—1540° С.
При плавке шарикоподшипниковой стали методом переплава в шихту вводят до 90% собственных отходов и до 20% отходов угле родистых сталей с содержанием фосфора не более 0,020% или мягкого железа. Недостающ,ее количество углерода вводят в виде кокса или электродного боя. Отходы шарикоподшипниковой стали могут быть заменены отходами стали других хромистых марок.
В процессе плавления присаживают известь (1%) и известняк (1%). Иногда известняк заменяют известью. При получении в ме талле после расплавления повышенного содержания углерода, мар ганца, кремния или фосфора допускается частичное окисление ванны рудой или газообразным кислородом. Применять кислород целесооб разно также для ускорения плавления шихты, быстрого повышения и выравнивания температуры. Но в этом случае необходимо обеспе чивать содержание углерода в завалке на 0,10—0,15% выше верх
него предела в стали.
За 5 мин до скачивания окислительного шлака присаживают чугун (5 кг/т) и в дальнейшем ведут процесс аналогично варианту плавки на свежей шихте,
255
На некоторых заводах шарикоподшипниковую сталь обрабаты вают в ковше синтетическими шлаками (40—45% А120 3, 48—55% СаО, 2—3% S i0 2, 0,5% FeO), выплавляемыми в специальной электро печи. При обработке стали синтетическими шлаками происходит рафинирование ее от серы и кислорода, что позволяет повысить чи стоту стали по включениям при одновременном уменьшении длитель ности восстановительного периода.
Флокеночувствительную шарикоподшипниковую сталь целесооб разно подвергать также обработке вакуумом. Поэтому заслуживает внимания разработанная на Челябинском металлургическом заводе технология так называемой вакуум-шлаковой обработки, когда ковш с синтетическим шлаком устанавливают в вакуумной камере и при переливе из ковша в ковш металл одновременно обрабатывается вакуумом и синтетическим шлаком.
При необходимости получения шарикоподшипниковой стали высокой степени чистоты ее целесообразно подвергать рафинирую щему переплаву — электрошлаковому, вакуумно-дуговому или элек троннолучевому.
Глава 17
ВЫПЛАВКА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ
СВОЙСТВА II ДЕФЕКТЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ
Электротехнические стали предназначены для изготовления сер дечников трансформаторов, дросселей, статоров и роторов динамомашин, различных деталей электромагнитных приборов и аппаратов. Эти изделия работают в переменных магнитных полях, поэтому в них индуцируются вихревые токи. Кроме того, они подвергаются быстрому перемагничиванию. Потери мощности на возбуждение вихревых токов и на перемагнпчпванпе снижают к. п. д. машин и поэтому должны быть сведены к минимуму. Одним из основных требований, предъ являемых к электротехническим сталям, является минимальная величина суммы этих потерь, отнесенная к единице массы стали. Эти потери измеряют в Вт/кг и их называют удельными или ваттными потерями.
Величина ваттных потерь определяется как качеством стали, так и конструкцией и технологией изготовления изделий из нее. Например, сила вихревых токов в сердечниках трансформаторов и, следовательно, мощность потерь определяются электрическим со противлением материала и площадью поперечного сечения листов, из которых набран сердечник, и чем больше электросопротивление и меньше толщина листов, тем меньше ваттные потери. Потери на перемагничивание определяются шириной петли гистерезиса: чем уже петля гистерезиса и меньше коэрцитивная сила, тем меньше удельные потери мощности, теряемой на перемагничивание. Ширина петли гистерезиса и коэрцитивная сила зависят от состава стали,
256
К электротехническим сталям предъявляют и ряд других требо ваний, вытекающих из особенностей службы изделий. Если, напри мер, сталь для изготовления магнитопроводов трансформаторов должна обладать высокими электротехническими свойствами в од ном направлении, что означает, что для этой стали допускается большая анизотропия магнитных свойств, то для изготовления сердеч ников динамомашин и других аппаратов с разветвленным магнитным потоком необходимо, чтобы анизотропия свойств была минимальной.
Одно из важных свойств электротехнических сталей заключается в их склонности к старению, которое приводит к заметному изменению свойств и ухудшает работу аппаратов.
Большинство изделий из электротехнических сталей изготав ливают методом штамповки из листа. Поэтому ко всем электротехни ческим сталям предъявляют высо кие требования в отношении их пластичности при прокатке и штам повке.
Комплекс необходимых свойств электротехнических сталей зави сит от химического состава ме талла и определенных физико-кри сталлографических параметров ли ста, обеспечиваемых в результате сложной механической и терми ческой обработки при переделе слитка в лист.
Электротехнический лист получают горячей и холодной прокаткой. В настоящее время в СССР производят только трансформаторной стали 30 марок горячекатаной и 39 марок холоднокатаной. Холодная прокатка электротехнического металла предпочтительнее, так как позволяет получать текстурованный лист (текстура — это преимуще ственная ориентация кристаллов в поликристаллическом агрегате, в данном случае в листе). В таком листе ваттные потери и коэрцитив ная сила меньше, чем в нетекстурованном.
Высокие электромагнитные свойства, низкие ваттные потери и высокая магнитная индукция обеспечиваются совершенной ребровой (110) и [001 ] или кубической (100) [001 ] текстурой (рис. 102). В листе с ребровой текстурой ваттные потери вдоль направления прокатки
вдва раза ниже, чем в горячекатаных листах. Но ребровой тексту ре свойственна ярко выраженная анизотропия электромагнитных свойств: в поперечном направлении удельные потери почти в 4 раза, а коэрцитивная сила в 3 раза больше, чем в направлении прокатки.
Сталь с кубической текстурой отличается еще более высокими электротехническими свойствами как в продольном, так и особенно
впоперечном направлении относительно прокатки. Поэтому в на
стоящее время расширяют производство холоднокатаного листа с ребровой текстурой и осваивают выпуск листа с кубической текс турой, а производство горячекатаного листа постепенно сокращают и в ближайшие годы будет полностью прекращено.
17 Зак. 824 |
2$7 |
Совершенная ребровая структура образуется при двукратной холодной прокатке с промежуточным и окончательным отжигом. Для ее образования в процессе вторичной рекристаллизации необ ходимо наличие дисперсных включений. Их роль проявляется в том, что при вторичной рекристаллизации они препятствуют нормальному росту зерен исходной структуры, в результате чего преимуществен ный рост получают отдельные зерна с ориентацией (100) [0011, об разовавшиеся при первичной рекристаллизации.
Для получения высоких свойств трансформаторной стали необ ходимо, чтобы примеси, образующие включения, были удалены после того, как будет получена совершенная ребровая структура. Это происходит на заключительной стадии термической обработки путем растворения включений, диффузии примесей к поверхности и удале ния их в газовую фазу.
Получению ребровой текстуры способствуют включения двух типов: сульфиды марганца и нитриды алюминия или кремния. Соот ветственно применяют и два варианта технологии производства транс форматорной стали — серный и азотный. При применении серного варианта в металле должно быть около 0,1 % Мп и примерно 0,02% S. При применении азотного варианта металл должен содержать
0,010—0,015% А1 и 0,006—0,010% N2, чтобы произведение [%А1] х X [%NJ было равно примерно 1,0х Ю '4. В СССР получил распро странение в основном азотный вариант технологии производства электротехнической стали в дуговых печах.
Электротехнические свойства листа в значительной степени опре деляются размерами зерна, с увеличением которого удельные потери снижаются. Объясняется это искаженной кристаллической решеткой границ зерен, являющихся поэтому препятствием для прохождения магнитного поля. Увеличение размеров зерна сокращает протяжен ность границ и тем самым способствует улучшению свойств листа.
Поскольку свойства электротехнической стали определяются не только химическим составом металла, но и физико-кристаллографи ческими параметрами листа, зависящими в свою очередь от состава металла и способа производства листа, стандартная маркировка листовой электротехнической стали отражает ее назначение, химиче ский состав, технологию изготовления листа и его магнитные свой ства. Например, в маркировке Э43А, Э3200, ЭЗЗОА цифры и буквы расшифровываются следующим образом: Э — электротехническая сталь; первая цифра — содержание кремния, %; вторая цифра — гарантированные магнитные свойства стали (1 — с нормальными, 2 — с пониженными, 3 — с низкими ваттными потерями); 00 — сталь холоднокатаная малотекстурованная, 0 — холоднокатаная тексту
рованная; А — сталь повышенного качества с особо низкими поте рями.
Кремний является единственным элементом, вводимым в электро техническую сталь с целью улучшения электротехнических свойств железа, поэтому в маркировке отражается его содержание. Наличие кремния увеличивает магнитную проницаемость и электросопротив ление стали, понижает коэрцитивную силу, уменьшая тем самым
258
потери и на перемагничивание и на вихревые токи. Все другие эле менты, за исключением фосфора, отрицательно влияют на электро технические свойства железа (рис. 103). Поэтому технология вы плавки и передела электротехнических сталей строится таким обра зом, чтобы в готовом листе при значительном количестве кремния содержалось как можно меньше других примесей.
Содержание кремния в электротехнических сталях обычно со ставляет 0,8—4,5%. Более высокие концентрации кремния не при меняют, так как, уменьшая потери и увеличивая магнитную про ницаемость, кремний одновременно отрицательно влияет на величину
магнитного |
|
насыщения |
и технологическую пластичность |
стали. |
|||||||
В связи с этим для |
изготовления |
|
|
|
|
|
|||||
изделий, которые должны обладать |
|
|
|
|
|
||||||
высоким магнитным |
насыщением, |
|
|
|
|
|
|||||
используют |
|
стали, |
содержащие |
|
|
|
|
|
|||
пониженное |
количество |
кремния. |
|
|
|
|
|
||||
Поэтому в так называемых динам- |
|
|
|
|
|
||||||
ных сталях |
содержание |
кремния |
|
|
|
|
|
||||
составляет 2—3%. В трансформа |
|
|
|
|
|
||||||
торных сталях, которые должны |
|
|
|
|
|
||||||
иметь минимальные |
потери |
при |
|
|
|
|
|
||||
перемагничивании, |
содержание |
|
|
|
|
|
|||||
кремния составляет 3—4,5%. |
|
|
0,0^ 0,0 |
|
|
|
|||||
Кроме |
кремния, |
увеличению |
|
0,!2 |
0,16 |
0,20 |
|||||
размеров зерна и улучшению элек |
|
СодержаниепримесиSжелезе, % |
|||||||||
тротехнических свойств стали спо |
|
||||||||||
Рис. |
103. Влияние примесей на гистерезис |
||||||||||
собствуют |
добавки |
фосфора. |
Од |
||||||||
ные потери стали, содержащей 4% |
крем |
||||||||||
нако, поскольку фосфор одновре |
|
ния, при магнитной |
индукции 1 |
Т |
|||||||
менно увеличивает хрупкость ста |
в |
небольших (до 0,2%) коли |
|||||||||
ли, его можно использовать лишь |
|||||||||||
чествах для |
легирования более пластичных динамных сталей. |
|
Высокое содержание кремния вызывает появление в электротех нических сталях ряда специфических металлургических дефектов. Наиболее распространенным дефектом этих сталей являются газовые пузыри и рослость слитков. Установлена зависимость степени по ражения слитков от содержания водорода: слитки получаются плот ными с глубокой усадкой при содержании водорода менее 4 мл на 100 т металла, а при содержании водорода 8 мл на 100 г металла все слитки не дают усадки. Эти концентрации не превышают обычного уровня для легированных конструкционных, шарикоподшипниковых и нержавеющих сталей, но дефект проявляется только на электро технических сталях. Объясняется это уменьшением в присутствии кремния растворимости водорода, что в процессе кристаллизации вызывает его сильную ликвацию и образование пузырей. Поэтому при выплавке электротехнических сталей должно уделяться особое внимание мерам по снижению содержания водорода.
Некоторое влияние на рослость слитков оказывает и присутствую щий в металле азот. В силу этого его содержание в металле не должно превышать 0,006—0,010%. Сильно влияет на поражение металла
17 |
259 |
пузырями температура: чем она выше, тем больше растворяется в ме талле газов и, кроме того, тем в большей степени замедляется кри сталлизация, вызывая усиление ликвации и увеличение поражения слитков пузырями. Поэтому температура металла при разливке
должна быть не выше 1590° С.
Другими дефектами электротехнических сталей являются заво роты корочки при разливке, вызывающие образование плен и сни жающие качество поверхности металла, а также образование в слит ках внутренних трещин — «скворечников», возникающих при боль шой скорости охлаждения при температуре ниже 120° С.
ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАВКИ
Трансформаторную сталь выплавляют в электропечах емкостью 25—100 т исключительно методом полного окисления. В качестве шихты используют отходы углеродистых сталей, при этом особое внимание обращают на содержание в шихте меди и-никеля. Шихту составляют из расчета содержания углерода в завалке 0,5—0,7%. Для науглероживания в шихту дают 10—15% чугуна, недостающее до расчетного количество углерода вводят в виде электродного боя. На подину перед завалкой загружают 2—3% извести (от массы за валки) и железную руду (1—2%), что способствует удалению большей части фосфора еще в период плавления. В период плавления для уменьшения основности шлака и более глубокого окисления мар ганца иногда присаживают шамотный бой.
Для интенсификации плавки ванну в течение 10—15 мин про дувают кислородом. Совмещение окисления с периодом плавления позволяет уменьшить содержание в металле примесей — марганца, фосфора и хрома, сократить продолжительность плавки и улучшить условия службы футеровки.
По расплавлении металл содержит примерно 0,10—0,15% С, 0,06—0,15% Мп, 0,003—0,015% Р.
Шлак периода плавления скачивает на 70—80% и наводят новый из извести и шпата. Под этим шлаком проводят окислительный пе риод. Окисление лучше проводить газообразным кислородом, так как это позволяет быстро окислить углерод до 0,03%. Более низкие концентрации углерода получать не рекомендуется, так как это при водит к переокислению металла и повышению его температуры, что ухудшает свойства стали (в связи с насыщением металла газами)
ивызывает интенсивное разрушение футеровки.
Вокислительный период шлаки содержат 50% и более закиси железа. Такие шлаки очень жидкоподвижны и интенсивно разрушают футеровку; поэтому чем быстрее проводят окисление, тем менее раз рушается футеровка.
Высокая основность сильно окислительного шлака и его постоян ное обновление позволяют к концу продувки получать металл,
содержащий 0,03—0,06% Мп; 0,003—0,006% Р; 0,02—0,03% Сг.
Температура металла в конце продувки достигает 1620—1650° С. После окончания окислительного периода шлак по возможности полностью скачивают. На зеркало металла присаживают кусковый
260