книги из ГПНТБ / Производство шарикоподшипниковой стали М. И. Колосов, А. И. Строганов, И. Я. Айзеншток. 1960- 21 Мб

погружали в ванну в железных банках, прикрепленных к пру­ тьям. Металл опытных плавок не был принят не ответственные изделия в связи с большой загрязненностью крупными глобу­

лярными включениями. Несколько меньше глобулярных вклю­

чений было при присадке этого сплава на поверхность обна­ женного от шлака металла.

Влитературе имеются данные некоторых исследований,

подтверждающие целесообразность использования сплава AMS. В частности, А. А. Яцкевич приводит результаты плавок шарикоподшипниковой стали, проведенных в 5-т дуговой печи

раскисленного кусковым ферросилицием и алюминием метал­ ла. Количество включений, определенное металлографическим

методом, составляло 0,0362% для стали, выплавленной по обычной технологии,, и 0,0123 и 0,0107% —для стали опытных

плавок. Таким образом, раскисление сплавом AMS несколько уменьшило содержание включений в стали. Однако вызывает сомнение столь большая загрязненность обычного металла.

Из приведенных данных можно сделать вывод о нецелесо­

образности использования комплексных раскислителей при производстве шарикоподшипниковой стали по существующей технологии. Комплексные раскислители образуют в некоторых случаях жидкоподвижные, легко коалисцинирующие продукты раскисления, которые полностью удалиться из металла не мо­ гут и, оставаясь в стали, загрязняют ее глобулярными включе­

ниями.

Возможно, что причиной неудовлетворительного качества шарикоподшипниковой стали, раскисленной подобными спла­

вами, является недостаточно отработанная технология приса­ док сплава (порядок, количество и т. д.), а главное—отсутст­

вие сплава необходимого состава.

В тех случаях, когда несколько повышенное количество глобулярных включений не отражается на рабочих свойствах стали, без сомнения раскисление комплексными сплавами весь­ ма целесообразно.

Влияние технологических факторов на загрязненность стали включениями

Метод выплавки. Выплавка стали методом переплава позволяет весьма эффективно использовать содержащиеся в отходах легирующие элементы. Баланс отходов, получаемых на металлургических и машиностроительных заводах, показы­ вает что количество их обеспечивает возможность выплавки 50%' всей шарикоподшипниковой стали методом переплава.

96 Основные положения выплавки стали в основных электропечах

В практике отечественных заводов при производстве шари­ коподшипниковой стали применяются оба метода выплавки.

На заводах США методом переплава шарикоподшипнико­ вую сталь не выплавляют. В шихте обычно содержится от 10 до 55% отходов шарикоподшипниковой стали, и плавки прово­ дят с окислением. Свою технологию американские специалисты обосновывают необходимостью дегазации металла. При нали­ чии мощных трансформаторов период кипения проводят горя­

коподшипниковую высокоуглеродистую сталь методом переплава с использованием в шихте 90—100% отходов; продолжительность продувки в этом случае составляет ~ 20 мин.

Необходимо отметить, что выплавка шарикоподшипниковой стали методом переплава, нашедшая широкое распростране­ ние в СССР, экономически весьма рациональна, так как при переплаве сокращается продолжительность плавки примерно на 1 час, экономия электроэнергии составляет 20%, снижается также расход феррохрома.

Содержание марганца в металле по ходу плавки. На одном из заводов сравнивали качество стали, вы­ плавленной в 30-т электропечи с различным содержанием мар­ ганца по ходу плавки [135]. Из данных, приведенных в табл. 44, видно, что при содержании марганца к концу расплавления более

0,50% число плавок с баллом по оксидам 1,0—1,5 возросло в

1,65 раза, а число плавок с баллом более 3,0 уменьшилось в 1,75 раза по сравнению с группой плавок, содержащей к концу расплавления менее 0,20% Мп.

Таблица 44

Загрязненность стали Ш15 оксидными включениями в зависимости от содержания марганца в металле к концу расплавления

98Основные положения выплавки стали в основных электропечах

Влитературе имеются данное (см. табл. 46), указывающие

на некоторое улучшение качественных показателей шарико­

подшипниковой стали три относительно меньшем отношении содержания марганца к кремнию в потовом металле [42].

Таблица 46

Влияние отношения содержаний марганца и кремния в стали ШХ15 на загрязненность ее оксидными включениями

Количество образцов с баллом выше 2,5 возрастает с по­

вышением отношения содержания марганца к кремнию. Одна­ ко средний балл практически одинаковый.

Влияние температуры металла. Содержание неметаллических включений в стали во многом зависит от тем­ пературного режима плавки.

Раньше при выплавке шарикоподшипниковой стали стара­ лись повысить температуру металла на выпуске для того, что­

бы наиболее полно раскислить сталь углеродом, снизить вяз­ кость стали и этим улучшить условия для всплывания неме­ таллических включений в ванне печи, ковше и изложнице.

Повышением температуры также стремились создать луч­ шие условия для коалесценции и офлюсовывания включений и выделения их в шлак.

На отечественных заводах при выплавке шарикоподшипни­ ковой стали температура металла на выпуске составляла 1500—

1515°, на разливке 1460—1475° (по Пиропто без поправки). По данным Златоустовского металлургического завода, плав­

ки, выпущенные при температуре металла на желобе 1500— 1510° (по Пиропто), имели средний балл по оксидам 2,2; вы­

зависимость, наблюдалась и для сульфидных включений [185]. На заводах США. при выплавке шарикоподшипниковой ста­

ли типа ШХ15 металл на выпуске имел температуру 1600— 1610°, а в начале разливки 1550—1560° (по Пиропто с поправ­

кой) [137].

ненность стали оксидными включениями получается, когда ме; талл на выпуске имеет температуру 1570—1600°, а в ковш? 1540—1570° (платина-платинородиевая термопара).

Рис. 34. Влияние температуры металла перед вы­ пуском на содержание водорода

Понижение температуры шарикоподшипниковой : стали на выпуске и разливке получило в последнее время распростране­ ние на всех заводах Союза, производящих этот металл. Повы­ шенная температура металла на выпуске увеличивает размер включений и, кроме того, в этом случае повышается содержа­ ние водорода в металле (рис. 34). На рис. 34 приведены дан­ ные по плавкам, проведенным в 40-т электропечи. Пробы метал­ ла отбирали перед выпуском, содержание водорода в металле

определяли методом вакуум — нагрева. Температуру металла за­

меряли платина-платинородиевой термопарой погружения.

Присадка феррохрома. При выплавке шарикопод­ шипниковой стали феррохром присаживают в печь двумя спо­ собами. Один из способов предусматривает присадку ферро­ хрома в начале рафинирования перед наводкой восстановитель­ ного шлака, при другом способе феррохром вводят в ванну в

102 Основные положения выплавки стали в основных электропечах

середине периода рафинировки. На Челябинском металлурги­ ческом заводе сравнивали качество стали ШХ15, выплавленной

с присадкой феррохрома по тому и другому способу. По каж­

дому варианту было выплавлено по 65 плавок. Каких-либо суще­ ственных отличий в содержании неметаллических включений, определенных в квадрате 90 мм (табл. 49), в зависимости от метода присадки феррохрома, обнаружено не было.

Таблица 49

Средний балл

Содержание включений, определенное электролитическим способом, оказалось даже несколько большим в плавках, в кото­

71—93% А12О3; 18% MgO; 0,8—5,5% FeO; до 2,8% СпОз-

Как видно из приведенных данных, способ присадки ферро­

хрома особого влияния на качественные показатели стали не оказывает, так как в обоих случаях вполне достаточно време­

ни для удаления включений, вносимых феррохромом. Однако присадка феррохрома в ванну непосредственно после окачива­ ния окислительного шлака позволяет сократить продолжитель­

ность периода рафинировки и иметь более рациональный теп­ ловой режим ванны, исключающий скачкообразное подстуживание ванны, как это имеет место при присадке феррохрома в середине рафинировки.