Файл: Шведов Л.И. Хромоникельалюминиевая жаростойкая сталь.pdf

ппп являются ют добавки в количество 0,15—0,30%. Модифицирование ферроцерием выше этого предела не может быть рекомендовано, потому что при этом ухуд­

значительно ниже, чем ферроцерня. Поэтому изучалось также влияние добавок сплпкомпшметалла на различ­ ные характеристики стали. При исследовании последний вводился в количестве 0,1; 0,2; 0,3; 0,5% от веса загру­ жаемой шихты. Результаты опытов показали, что моди­ фицирование стали ЗХ15Н13ЮЗЛ силикомишметаллом значительно повышает технологические свойства. Жидкотекучесть (по длине спирали) при температуре заливки 1580 °С повышается с 475 до 850 мм в результате добав­ ки 0,3% модификатора. При большем его количестве отмечено снижение жидкотекучести. Заметное повыше­ ние трещшгоустойчивости имеет место при добавке 0,2; 0,3; 0,5%f силикомишметалла. В этом случае образуется трещина только на самом длинном двутавре (4). Оптимальной добавкой силикомишметалла, существенно повышающей литейные свойства стали, является 0,3%.

6. Плавка стали

Производственные плавки жаростойкой стали на МТЗ производятся в дуговой электропечи ДСН-1,5 с кис­ лой футеровкой. Для выплавки стали ЗХ15ГПЗЮЗЛ ис­ пользуются следующие материалы:

покупной стальной лом и возврат сталей ст. 30 и ст. 45; возврат собственного производства и амортизацион­ ный лом деталей термических печей (стали Х25Н19С2Л,

Х18Н11СЛ и Х15Н13ЮЗЛ); феррохром марок ХРОО и ХРО (ГОСТ 4757—49);

никель марок HI, Н2, НЗ (ГОСТ 849—55); алюминии первичный марки А 1, А2, АЗ (ГОСТ 3349—

Г>5);

ферромарганец 1, 2 (I ОСТ 5165—49); силикокальций КаСи1, К.аСи2 (ГОСТ 4762—49); ферросилиций Сн45 и Си75 (ГОСТ 1415—61); криолит, известняк, кварцевый песок; ферроцерпй или енлпкомпшметалл.

79

Примерная шихта па выплавку стали ЗХ151ИЗЮЗЛ имеет следующий состав, %:

кисления в минимальной дозе, так как значительное ко­ личество кремния может восстанавливаться алюминием из футеровки печи и ковша.

Технологический процесс введения плавки следую­ щий. В печь загружаются расчетное количество аморти­ зационного лома, возврат собственного производства хромоникелевых сталей, стальной лом (ст. 30 или ст. 45), никель и феррохром. Процесс расплавления проводится интенсивно, на высоком напряжении. После расплавле­ ния берется проба на экспресс-анализ по углероду и на­ водится шлак присадками известняка и сухого кварцево­ го песка. Перед выпуском металл раскисляется присад­ кой ферросилиция и марганца и доводится до требуемой температуры. Выпуск металла осуществляется при тем­ пературе 1720—1680 °С в один прием в стопорный ковш с подогретым алюминием и криолитом. (Температура металла во время выпуска и заливки замерялась оптиче­ ским пирометром ОППИР-45). Понижение температуры выпуска стали ЗХ15Н13ЮЗ до 1650—1670 °С способству­ ет уменьшению дефектности литья по горячим трещинам. При этом жидкотекучесть ее остается на достаточно вы­ соком уровне.

Чушковой алюминий, порезанный на куски не более 2—3 кг, загружается вместе с криолитом в ковш и подо­ гревается пламенем газовой горелки до температуры 400—500 °С. Горелка отключается перед самым выпус­ ком металла из печи. Такой метод введения с подогре­ вом до указанной температуры позволяет достичь самого высокого усвоения алюминия — до 85%. Если невоз­ можно порезать алюминий, чушки загружаются в ковш целиком и нагреваются до начала плавления. Затем на­

80

грев отключается. Жидкий алюминий при затвердевании схватывается с футеровкой ковша и не всплывает в шлак при его заполнении. После этого в ковш засыпается кри­ олит и он подается под заполнение. Баланс металлозавалки, химический анализ и угар алюминия при вве­ дении его указанными методами приведены в табл. 8. Из таблицы видно, что при введении алюминия без порезки на мелкие куски (плавки 1—5) угар получается значи­ тельно больший и составляет 34—40%, В порезанном виде усвояемость алюминия значительно выше (плавки

240—288). Угар 15—21%.

Сталь модифицируется в ковше при выпуске расплав­ ленного металла из печи. После заполнения, приблизи­ тельно 1/5 ковша, под струю металла вводится ферроце­ рий вместе с силикокальцием или силикомишметалл.

Для того чтобы ферроцерий и алюминий не задержи­ вались в шлаке и лучше распределялись по всему объ­ ему металла, выпускное отверстие разделывается таким образом, чтобы при значительном наклоне печи шел сначала чистый металл без шлака. Ферроцерий, приме­ нявшийся для модифицирования, имеет следующий со­ став, %: церий—52, лантан—17, другие РЗМ и ж елезоостальное; силикомишметалл состоит из РЗМ (церий, лантан, ниодим) — 31—33, кремния — 48—50, кальция— 2—4, алюминия — 2—5, железа — остальное. Вес жидко­ го металла одной плавки в среднем —2 г.

Металл разливается из стопорного ковша в сырые формы, изготовленные машинной формовкой. Мини­ мальная толщина стенки отливок— 12 мм . Температура начала заливки— 1650—1550 °С. Выбивка литья произ­ водится на выбивной решетке, обрезка литниковых си­ стем — электросварочным аппаратом с помощью элект­ рода, зачистка литья — на подвесных и маятниковых наждаках. После контрольного осмотра годные детали отправляются в различные цехи завода, имеющие терми­ ческие агрегаты, на производственные испытания и для использования в качестве жароупорных деталей на дей­ ствующем производственном оборудовании. При прове­ дении производственных испытаний для сравнения пока­ зателей свойств одновременно отливались жароупорные детали из сталей ЗХ25Н19С2, ЗХ18Н11С2 и ЗХ18Н25С2.

Т а б л и ц а 9

ЗХ25Н19С2Л и ЗХ18Н11СЛ, из которых были отлиты экспериментальные партии деталей для сравнительных испытаний. Плавки 294 и 380 модифицировались ферро­ церием, остальные выплавлялись без модификаторов.

В табл. 9 включен ряд плавок стали ЗХ15Н13ЮЗ, выплавленных в литейном цехе МТЗ на дуговой печи ДСН-1,5, с различным содержанием кремния (от 0,20 до 1,66%). Из таблицы видно, что во многих плавках име­ ются отклонения химического состава по кремнию (содержание его превышает 1,0%). Несмотря на это, крупные партии различных деталей, отлитых из этих пла­ вок, прошли производственные испытания и показали