3 Анализ технологии выплавки стали

Выплавка подшипниковой стали должна производиться:

а) на углеродистых отходах с окислениями окатышами (рудой), с обработкой металла в ковше шлаком пониженной основности и продувкой аргоном или азотом;

б) переплавом легированных отходов с окислением кислородом, с обработкой с обработкой металла в ковше шлаком пониженной основности и продувкой ароном;

в) на углеродистых отходах с окислением окатышами (рудой) или переплавом легированных отходов с кислородом с обработкой металла в ковше твердыми шлакообразующими смесями;

Выплавку исходного металла для последующего переплава методом ЭШП или ЭШП+ВДП производить:

а) на углеродистых отходах с окислением окатышами (рудой) и обработка металла в ковше печным основным шлаком;

б) с обработкой металла металла в ковше твердыми шлакообразующими.

В настоящее время большинство выплавляемых шарикоподшипниковых сталей подвергается вакуумированию на агрегатах VDилиRH.

Применение данной обработки направлено на удаление из стали в первую очередь не металлических включений.

Удаление включений. Ин­тенсивное перемешивание металла пузырями выделяющихся при вакуумировании газов обеспечивает также удаление в результате флотации части неметаллических включений, «при­липших» к пузырям газа и уносимых вверх, в шлак. Для того чтобы прили­пание неметаллических включений к поднимающимся пузырям газа совер­шилось, необходимо, чтобы смачивае­мость газового пузыря неметалли­ческим включением была лучше, чем сма­чиваемость этим же неметаллическим включением металла.

В результате выделения большого количества газовых пузырей в процессе обработки вакуумом ме­талл перемешивается, становится бо­лее однородным, выравниваются его состав и температура. В тех случаях, когда металл содержит повышенные концентрации примесей цветных ме­таллов (свинец, сурьма, олово, цинк и др.), определенная часть их при обра­ботке вакуумом испаряется.

4 Разработка технологии эшп стали марки шх15сг

4.1 Требования к исходным материалам для ЭШП

Выплавка исходного металла для ЭШП производится по действующим на заводе технологическим инструкциям.

Выплавка исходной стали для ЭШП производится в ДСП–100 на углеродистой шихте с полным окислением.

Выплавка исходного металла должна производится по суженым внутризаводским пределам химического состава стали. Максимальное содержание фосфора должно быть ниже верхнего предела на 0,004 %.

Запрещается назначать на ЭШП металл с предельным содержанием элементов химического состава, кроме случаев, предусмотренных таблицей суженных пределов.

Назначение плавок для изготовления расходуемых электродов производится ОТК, производственным отделом и подтверждается начальником химической лаборатории при выпуске анализной карточки.

Плавки, имеющие отклонения от установленной технологии могут быть назначены на ЭШП с разрешения главного инженера завода.

4.2 Требования к расходуемым электродам

Для изготовления расходуемых электродов применяем заготовки, отлитые на МНЛЗ.

Кривизна расходуемого электрода не должна превышать 5 мм на метр длины, и не более 25 мм на всю длину электрода.

Не допускается наличие на поверхности электродов свищей и шлаковых включений размером более 10 мм, рванин, поперечных трещин, плен, продольных трещин и других признаков отслаивания шириной более 10 мм.

С целью удаления остатков жидкого стекла после торцовки на пилах анодно–механической резки электроды с МНЛЗ должны прокаливаться при температуре 300…400º С с выдержкой при этой температуре не менее 3 часов.

При наличие поверхностных пузырей глубиной более 10 мм электроды подвергаются термообработке по установленной технологии.

Электроды с МНЛЗ стали ШХ15СГ допускается переплавлять без сплошной предварительной зачистки или обдирки после удаления недопустимых дефектов поверхности.

После удаления дефектов глубина выточек на электродах не должна превышать 20 % размера стороны квадрата.

Электроды, отлитые на МНЛЗ с использованием “холодильников”, допускается переплавлять донной частью вниз без удаления “ласточкиного хвоста”, при этом торцы электродов должны быть очищены от асбеста.

Электроды с МНЛЗ, имеющие закрытую усадочную раковину, при отсутствии шлака на торце головной части допускаются к ЭШП без торцовки головной части. При наличии на торце головной части электрода шлака производится обрезь этой части, с расчётом оставления усадочных пустот общей площадью не более 10 % от площади сечения электрода.

Литые заготовки для расходуемых электродов принимаются при наличии карточки химического состава и горячего клейма на каждом электроде (марка стали и номер исходной плавки), накладной цеха поставщика.

Характеристики электродов (марка стали, номер плавки, масса, диаметр, количество), заносятся в специальный журнал приёмки металла и потверждаются подписями фабрикатора или бригадира шихтового пролета.

4.3 Требования предъявляемые к флюсу

Одним из основных материалов, необходимых для ведения процесса электрошлакового переплава является флюс.

В целом требования, предъявляемые к флюсам, можно разделить на две основные группы: технологические и металлургические.

К технологическим требованиям можно отнести следующие:

1. легкое возбуждение и высокую стабильность электрошлакового процесса;

2. возможность обеспечения умеренных скоростей наплавления слитка с целью получения осевой направленности кристаллизации;

3. минимальный удельный расход электроэнергии;

4. хорошее формирование поверхности слитка и легкую отделимость от нее шлаковой корочки;

5. неизменность состава шлака при длительном его хранении и в процессе электрошлакового переплава.

6. минимальные трудности при изготовлении шлака, в том числе при выплавке, дроблении и т. п.

К основным металлургическим требованиям относятся:

1. минимальная окислительная способность;

2. высокая обессеривающая способность;

3. высокая способность очищать металл от неметаллических включений и газов;

4. хорошая защита расплавленного металла от влияния атмосферы воздуха.

К перечисленным требованиям следует добавить, что шлаки для электрошлакового переплава по возможности не должны содержать дорогих и дефицитных компонентов.

Все эти требования на практике зачастую вступают в противоречие и создать шлаки, полностью им отвечающие, практически невозможно. Тем не менее, в каждом конкретном случае можно подобрать такой шлак, который будет отвечать наиболее важным требованиям.

Для выплавки подшипниковой марки стали ШХ15СГ используем флюс АНФ–1П.

Химический состав флюса АНФ – 1П представлен в таблице 2.

Таблица 2 – Химический состав флюса АНФ – 1П (по ТУ 14-1-1948-77)

Соединения	CaF2	Al2O3	CaO	SiO2	C	FeO	S	P
%	92,78	1,5	3,0	2,0	0,1	0,5	0,05	0,02

Высокое содержание CaF₂, предаёт ему следующие положительные свойства:

- Высокая рафинирующая способность данного флюса позволяет эффективно удалять газы, различные неметаллические включения, серу и другие вредные примеси за счёт высокой поверхностной активности CaF₂;

- Защиту легирующих примесей металлической ванны от окисления.

- Флюс АНФ-1П обеспечивает равномерное распределение элементов по всему объему слитка, так как не содержит легковосстановимых оксидов.

Расплавление флюса производится в специальной электрической печи, имеющей угольную футеровку с последующей заливкой его в кристаллизатор.

После расплавления флюс сливают в ковш и транспортируют к электрошлаковой печи.

Заливку флюса производят через специальное нижнее заливное устройство, это исключает разбрызгивание.