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

Таблица 81

Хронометраж плавки (после расплавления)

алюминий

процессе, и составляла 0,28% С/час за первые два часа кипения

и 0,16% С/час в последний час.

Сталь разливали в 2,86-т слитки.

Конечный состав стали: 1,06% С; 0,35% Мп; 0,32% Si; 1,44%

Сг; 0,014% S и 0,020% Р.

Многолетняя дискуссия о преимуществах того или другого

способа передела стали в кислых мартеновских печах фактиче­

ски не закончилась. Очевидным преимуществом активного про­ цесса является большая производительность печи, а кремневос­ становительного процесса — меньший расход раскислителей. Однако при выплавке качественной стали в кислых печах от­ меченные преимущества не играли значительной роли, так как на первом месте в данном случае стоит вопрос качества стали.

По качественным показателям стали в литературе нет едино­ го мнения. Ряд авторов говорит о вреде большого восстановле­

ния кремния из-за возможности насыщения металла газами [141]. В то же время практика и данные других исследователей

[143] не подтверждают подобного заключения.

По-видимому, в такой общей постановке вопрос выбора того или иного процесса не может быть разрешен.

Необходимо учитывать специфические требования, предъяв­ ляемые к стали тех или других марок, а также конкретные усло­ вия работы цеха.

К подшипниковой стали предъявляются специфические тре­ бования по неметаллическим включениям. С этой точки зрения кремневосстановительный процесс должен быть как будто луч­

ше, так как уменьшается количество включений, вносимых фер­ росплавами. Кроме того, кремневосстановительный процесс бо­ лее стабилен, что обеспечивает постоянство качества металла от плавки к плавке. Возможно, этими причинами объясняется рас­ пространение кремневосстановительного процесса на шведских и отечественных заводах («Красный Октябрь» и др.).

Глава 10

ВЫПЛАВКА СТАЛИ В ОСНОВНОЙ МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ

Освоение выплавки стали

на металлургическом заводе «Красный Октябрь»

Заводом «Красный Октябрь» при участии научно-исследова­ тельского института качественных сталей и ферросплавов была проведена большая работа по освоению производства шарико­ подшипниковой стали марки ШХ15 в основных мартеновских печах. В задачу исследования, кроме освоения выплавки ста­ ли этой марки, входила также сравнительная оценка качества

контроль металла.

Было проведено 10 плавок в основных мартеновских печах и 5 плавок в кислой печи. Печи с садкой 50-т отапливались мазу­ том. Часть плавок, проведенных в основной печи, раскисляли обычным способом с помощью 12%-ного ферросилиция, другую часть плавок провели с диффузионным раскислением металла в печи.

Кроме этого, на другом заводе были выплавлены 5 плавок в 30-т и 4 плавки (дуплекс-процессом мартеновская печь — элек­ тропечь) в 20-т электропечах.

Все опытные плавки разливали в слитки развесом 3700 кг.

Во время плавки отбирали пробы металла и шлака на химиче­

ский анализ, в том числе и для определения содержания кисло­ рода алюминиевым методом. В пробах металла, вырезанных из заготовок всех плавок, определяли:

а) микроструктуру из разных мест по высоте слитка;

б) содержание неметаллических включений по высоте слит­

ка в баллах по шкале типа SKF;

в) количество и состав неметаллических включений из раз­ личных мест слитка электролитическим методом.

Для контроля содержания неметаллических включений про­ бы отбирали из проката квадрат 140 мм, а затем перековывали на квадрат 90 мм. Металлографическим методом неметалличе­ ские включения определяли на продольных шлифах из !/4 части темплета толщиной 20 мм из квадрата 90 мм.

Освоение выплавки стали на металлургическом заводе «Красный Октябрь» 167

От раската слитка отбирали по высоте 5 проб на расстояние

16, 35, 50, 75 и 97% от прибыльной части скитка (16% соответ­ ствует обрези прибыльной части слитка).

Рассмотрим подробнее технологию выплавки стали с раз­ личными способами раскисления.

Выплавка стали в основной печи с предвари­ тельным раскислением 12%-ным ферросилицием. Шихта состояла из передельного мартеновского чугуна (60%) и стального лома (40%).

Для лучшего удаления фосфора из металла, а также получе­ ния высокоосновных шлаков в завалку давали 3% железной ру­

ды, 5% извести и 1% боксита.

Фактический состав металла по расплавлении был следую­ щим: 2,0—2,3% С; 0,40—0,70% Мп, до 0,045% Р; до 0,040% S и от 0,0024% до 0,018% О2.

Основность шлаков по расплавлении составляла 1,5—2,0. За 40—50 мин. до полного расплавления ванны скачивали 20—30% шлака.

Металл после расплавления хорошо подогревали, затем в печь вводили боксит для получения жидкоподвижного шлака, и

только после этого присаживали железную руду в количестве

15—16 кг на тонну садки; подачу топлива в печь прекращали и шлак хорошо сходил самотеком.

Взависимости от содержания углерода в металле по расплав­ лении руду присаживали в два-три приема и каждый раз при этом скачивали шлак.

Продолжительность полировки или так называемого рудного кипения составляла от 52 мин. до 2 час. 20 мин. Продолжитель­ ность чистого кипения составляла 1 час. 26 мин. — 2 час. 41 мин. Скорость выгорания углерода в последний час кипения составля­

ла 0,20—0,36% С/час.

Впериод рудения и первый час периода чистого кипения под­ держивали активные жидкотекучие шлаки. При высокой темпе­ ратуре металла жидкоподвижность шлаков обеспечивалась вве­ дением в печь после скачивания шлака шлакообразующей смеси,

состоящей из извести (80%) и шамота (20%); при необходимо­ сти в период чистого кипения для разжижения шлака вводили боксит и шамот.

Кконцу периода чистого кипения, когда содержание углерода

вванне приближалось к требуемому, основность шлака несколько

повышалась, и шлаки густели. Основность шлака составляла 3,0—5,0; содержание СаО 48—52%; FeO 10—14%; Ре20з 3—5%; МпО 5—8%.

Металл предварительно раскисляли в печи 12%-ным ферро­ силицием (20 кг)т). Феррохром присаживали в печь через 5— 10 мин. после введения 12 %-ного ферросилиция. Выдержка ван-

168 Выплавка стали в основной мартеновской печи

ны после присадки феррохрома 20—35 мин. Содержание кисло­ рода в металле перед выпуском не превышало 0,0055%. При вы­ пуске металла из печи в ковш вводили 45%-ный ферросилиций из расчета 4,0—4,5 кг, и алюминий— 120—160 г на одну тонну жидкого металла.

Температура металла на выпуске составляла 1480—1500° (по Пиропто без поправки).

Продолжительность плавки была— 10—12 час. Хронометраж одной из плавок, проведенный по этому мето­

ду, приводится ниже.

Температура металла 1455°, ванна кипит хорошо, под нормальным шлаком

0,035% и серы — 0,015%) и 40% прокатной обрези углеродистых

и хромистых сталей. В завалку вводили железную руду (3%) и

известь (5%).

До полного расплавления ванны скачивали гребками 20% шлака, что обеспечивало пониженное содержание фосфора по

расплавлении.

Металл после расплавления хорошо подогревали, подготав­ ливали жидкоподвижный шлак и только после этого начинали период рудения.

Продолжительность рудения составляла 1 час. 10 мин.— 1 час. 50 мин. В этот период шлак удаляли полностью и при со­

держании углерода в ванне 1,35—1,45% в печь вводили шлако­

образующую смесь, состоящую из формовочной земли (200 кг),

извести (900 кг), железной руды (200 кг).

После того как образовывался шлак и ванна закипала, а со­ держание углерода в ванне понижалось до 1,15—1,25%, начи­ нали вводить порциями вторую смесь, состоящую из 120 кг мо­ лотого кокса, 140 кг шамота и 400 кг извести.

Эту смесь вводили лопатами в три приема по 20 лопат с ин­ тервалами примерно 10 мин.

После введения последней порции второй раскисляющей сме­ си через 10 мин. ванна хорошо закипала пузырем. Содержание

углерода в металле при этом обычно составляло 1,05—1,10%. После кипения ванны в течение 30—40 мин. при содержании

углерода 0,93—0,95% в печь вводили в два приема (по 50 ло­ пат) третью раскисляющую смесь, состоящую из 360 кг 75%-но­

го ферросилиция и 12 кг кокса.

170 Выплавка стали в основной мартеновской печи

Продолжительность раскисления шлака и металла третьей смесью составляла 40 мин. — 1 час. 10 мин. Перед присадкой фер­ рохрома получалась совершенно спокойная проба металла, даю­

щая при застывании усадку. Содержание FeO в шлаке составля­

ло 0,75—2,50%, МпО 0,57—1,08%. Через 10—15 мин. после при­

садки феррохрома в печь вводили дополнительно для раскисле­

ния шлака 15 лопат третьей смеси.

Содержание кислорода в металле по ходу плавки было сле­ дующим, %.

Вковш вводили 45%-ный ферросилиций из расчета 1—2 кг1т

и120 г!т алюминия. Хронометраж плавки № 3670, выплавленной по этому методу,-приводится ниже.

•9—04 Дано 50 кг изести. Сильно вырабатывает отверстие 9 -05 1,67% С; 0,2о% Мп; 0,011% Р 9—07 Дано 400 кг руды. Скачали немного шлака гребками 9-10 1,46% С; 0,19% Мп; 0,011 % Р

9—30 Дали 35 кг боксита. По ванне редкий кип

9—46 1,33% С; 0,20% Мп; 0,009% Р; 0,15% Сг

9—47 Брели 2 мульды. Смеси извести (5<j%) и боксита (50%)

Перед вводом смеси в печи шлака мало 10—00 Ввели первую шлакообразующую смесь, две мульды 10—21 1,26% С; 0,17% Мп; 0,009% Р

Освоение выплавки стали на металлургическом заводе «Красный Октябрь» 171

При проведении опытных плавок в кислой мартеновской печи в печь загружали чистый по сере и фосфору чугун класса А с со­ держанием фосфора 0,025% и серы 0,010%. Скрап также был чистый по фосфору и сере.

Все плавки проведены с восстановлением кремния до 0,15— 0,18% и последующим раскислением 45%-ным ферросилицием и сплавом AMS.

Плавки в дуговых электропечах на заводе «Электросталь» по

действующей в то время технологии проводились с рафиниров-

кой под карбидным шлаком (см. главу 8).

Результаты контроля металла опытных пла­ вок. Неметаллические включения оценивали по шкале SKF в пяти пробах от каждой плавки.

При выплавке в основной мартеновской печи с предваритель­ ным раскислением 12%-ным ферросилицием только в 2 -плавках из 10 оксидные включения оценивались баллом 3,5 и 4 на одной проОе от плавки, т. е. из 50 проб 2 пробы (4%) имели балл 3,5—