Файл: Сергеев, А. Б. Вакуумный дуговой переплав конструкционной стали.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 81

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

НЕКОТОРЫЕ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ

ПРИ ПЕРЕПЛАВЕ

Д ости гаем ая в результате вакуум ного п ер еп лава сте­ пень чистоты м еталла от газов и нем еталлических в к л ю ­ чений, как мы видели, в значительной мере определяется

загрязненностью этими примесями

исходного

м еталл а.

В связи с этим одно из

важ н ей ш и х направлений

соверш енствования

п ро ­

ц есса состоит в обесп ече ­

нии

м акси м альн о

возм о ­

ж ной

чистоты

стал и , п р е ­

дназн ачаем ой

для отли в ­

ки р асходуем ы х

электр о ­

дов.

П о

этом у

пути идут,

в частности,

при

произ­

водстве

ш ари коп одш и п ­

никовой

стали

методом

В Д П .

 

 

 

 

 

количество образцов

В

то

ж е

время иногда

 

(накопленная частота/,%

для

решения такой

з а д а ­

 

 

 

 

 

 

чи и не требуется каких-

пР лнасв. к и33. с тВаллиия н и е3 0 Хт еГхСнНоАл о ги(иа) в ын­

либо

специальны х

мер.

П ри чина

этого

за к л ю ч а ­

З О Х З С Н М В Ф4)

(б )

па

за гр я з н е н н о ст ь

ется

в том ,

что

больш ин ­

с у л ь ф и д н ы м и

(/,

3)

 

и о к п сн ы м п

ство

м арок

слож нолеги -

J, 2

(2,

в к л ю ч е н и я м и :

 

— п л а в к а

в

3,

4

 

рованпой

конструкцион ­

 

о тк р ы т о й д уго в о й

 

э л е к т р о п е ч и ;

 

 

— В Д П

ной

стали

вы плавляется

 

 

 

 

 

 

на соврем енны х

м етал ­

 

 

 

 

 

 

лургических заво д ах в д у ­

говы х электр оп ечах с основной ф утеровкой по техн оло ­ гии, обеспечи ваю щ ей относительно низкое содер ж ан и е в м еталле газов и вклю чений. П рим енение этой техноло ­ гии без сколько-нибудь сущ ественны х изменений при вы ­

плавке стали для

р асхо д уем ы х электродов,

как

п оказы ­

вает накопленны й

опыт,

позволяет

получать

методом

В Д П

м еталл , в основном

удовлетворяю щ ий

требован и ­

ям дей ствую щ и х

стандартов и технических

условий по

загрязненности нем еталлическим и вклю чениями.

 

1

про ­

Н а

рис. 33 приведены

статистические данны е

 

мы ш ленного контроля загрязненности

неметаллическими

1 Результаты оценки 150—200 образцов.

82


вклю чениями д в ух конструкционны х сталей

З О Х Г С Н А и

З О Х З С Н М Ф В

по ш калам

Г О С Т

1778— 62.

Обы чны й м е­

талл

вы плавлялся

в

40-т

электропечах,

вакуум ны й —

в дуговы х вакуум н ы х

печах

с кристаллизаторам и д и а ­

метром 400 м м . В

то время как м акси м альн ая загрязн ен ­

ность вы плавленного

на воздухе

м еталла

сульфидны ми

и окисны мн вклю чениями

достигает 3— 4

баллов , в в а ­

куум ной стали оценки этих

включений

не

превы ш аю т

1,5

б ал л ов . О т 80 до 95%

всех контролируем ы х образцов

вообщ е оцениваю тся

баллам и не

более

1,0.

Р а ссм а т р и ­

ваем ы е стали

не

легированы

активными

иитридообра-

зую щ нм и элем ентам и , и при

н аблю даем ы х

фактически

остаточны х концентрациях

азота

п титана

нитридные

вклю чения настолько дисперсны , что по м еталлограф и че­

ским

пр и зн акам , как правило ,

не могут быть

выделены

в особую группу. П о этом у их

относят

обычно

к группе

точечны х оксидов.

 

 

 

предъ яв­

В

отдельны х сл у ч ая х , когда к м еталлу В Д П

ляю т

повыш енны е требования

по загрязненности нитри­

д ам и ,

целесообразн о плавить

сталь

для

расходуем ы х

электродов в основны х м артеновских печах

(или конвер­

т е р а х ). Т аки м образом , м ож но понизить

содерж ан и е азо ­

та в электр о дах , а следовательно, и в

переплавленном

металле.

Известн о , что при вакуум ном переплаве почти не у д а ­

ляется сер а . В связи с этим иногда целесообразно о б р а ­ баты вать сталь для расходуем ы х электродов при вы пуске пз печи в ковш синтетическим десульф урирую щ им ш л а ­ ком . П ри такой обработке сни ж ается одновременно коли ­

чество

вклю чений всех остальны х

видов и, что особенно

в аж н о

для процесса В Д П , состав

окисны х вклю чений

меняется в сторону увеличения доли глиноземной со став ­

ляю щ ей .

 

 

 

 

м етал ­

Эф ф ективность сочетания вы плавки исходного

ла для

электродов

в

мартеновской печи

с обработкой

синтетическим ш лаком

мож но

иллю стрировать

р езул ь ­

татам и

исследования

загрязненности

сталей

20

и

1 2 Х 2 Н 4 А , вы плавлявш ихся по двум технологическим

в а ­

риантам .

проводили

в 100-т м артеновской

п е ­

Опы тны е плавки

чи с обработкой м еталла в ковш е вы сокоглинозем исты м синтетическим ш лаком , а контрольные — в 40-т дуговой электропечи . В сю сталь переплавляли затем в вакуум ной дуговой печи (кристаллизатор диам етром 400 м м ).

6*

83


Загрязненность как исходного, так п переплавлен н о ­

го м еталла

включениями

контролировали

по

ш кале

Г О С Т 1778— 62. П ри

этом

определялось

относительное

количество полей зрения с. вклю чениями данного

б а л л а .

П р и контроле каж дой плавки

просм атривали

в

общ ей

слож ности не менее

2

— 3 тыс. полей.

 

 

 

П олученны е результаты

(табл . 18) свидетельствую т

о том , что окисные вклю чения

в

м еталле,

подвергнутом

обработке

синтетическим ш лаком

с последую щ им

В Д П ,

настолько дисперсны , что часто не могут быть оценены

по стандартной ш кале.

П р е ж д е

всего это

п редопределя ­

ется

тем , что

у ж е

в исходном

состоянии

м еталл

 

со в ер ­

шенно не со д ер ж ал

силикатов.

И м енно

по

этом у

виду

включений электром еталл более всего

уступает

м ар те ­

новском у. О б р аб о тк а синтетическим

ш лаком

сп о со бство ­

вал а

т ак ж е и

глубокой десульф урации

м еталл а ,

в

р е­

зультате чего

в стали

12Х 2 Н 4 А

этого

варианта

 

после

В Д П

вообщ е

не было

обн аруж ен о

 

сульф идны х

вклю че­

ний, вероятно, из-за их дисперсности.

 

 

быть

обесп е ­

В ы со к ая степень раф инирования

м ож ет

чена

при двойном

В Д П . Очевидное

преим ущ ество

этого

м етода состоит в том ,

что м еталл

дваж ды

 

подвергается

вакуум ной обработке.

К ром е того,

м ож но

подбирать

у с ­

ловия первого переплава с таким расчетом , чтобы в сли т ­ ке, который долж ен послуж ить электродом для повтор­ ного п ер еп лава, были сф орм ированы легкоудаляем ы е крупны е нем еталлические вклю чения. Э то повы ш ает су м ­

м арн ую эф ф ективность рассм атриваем ого варианта

т е х ­

нологии

[6 5 ].

 

прош едш его двойной

в а ­

О вы сокой чистоте м еталл а,

куум ны й

дяговой переплав ,

свидетельствую т

данны е

т аб л . 19.

О собен н о зам етно освобож дается сталь от окпе-

ны х нем еталлических вклю чений.

Ч то касается

за гр я з ­

ненности

сул ьф и дам и , то по этом у показателю

металл

двойного

В Д П

не имеет особы х

преим ущ еств перед д р у ­

гими м етодам и ,

наприм ер перед

одноразовы м

пер еп ла ­

вом стали , обработанной при вы пуске из печи синтетиче­ ским ш лаком .

П овторны й

В Д П

обеспечивает

дополнительное сни ­

ж ение концентрации

азота в стали ,

что м ож ет оказаться

весьм а полезны м при изготовлении

м еталла, загрязнен ­

ность которого

нитридами д о л ж н а

быть минимальной.

Н а р я д у с указанны м и преим ущ ествам и двойной В Д П имеет и весьм а сущ ественны й недостаток — заметное удо-

84


00

rtJ

cj

О

Л

Н

технологии выплавки на загрязненность конструкционной

стали неметаллическими включениями

Влияние

 

2 X *г

V

о

н

ь»

(V

3

в* <и

о

н

ct

S

X

о

Ч

■э- J3

о ч

>,

С т а л ь В а р и а н т в ы п л ав к и

4,0 ИТОГО

О

те

о

с-Г

о

те

сГ

о

о

ь

те

о

сч

те

о

,91 7

 

3,6-3

,00 9

(30

 

 

 

 

 

сч

те те *т

1

| Ч

1

те

о

 

ч

і

і

і

О «

1

о -

2

1 -

г

р

О)

 

о"

 

о ‘

^

 

 

со

I

 

1

о -

' S

1

о

 

,02 3

о

 

 

1,ЗЭ

 

 

гг

 

Т

1

 

 

 

 

Ч

1 Ч

 

 

 

 

СЧ

 

 

 

1

, ,Ä

1

3

Ю +

1

1

1

о°-

 

 

 

о Ѵ с ч

те

со

1 3,11

іо

»о

п че +ь нс тн те -н

М а р т е н о в с к а я ч еск и й ш л а к

О

ГЧ с> с4! те

ю*ч*«о

0 6 0 ‘

0 2,9

-Г to с-1

оо сч са о те о

з ' З

Т о ж е + В Д П Д у г о в а я э л е к т р о п е ч ь Т о ж е + В Д П

0 ,7 6

-1,40

6 ,9 3

1

I I

I

 

0 ,7 0

 

0,76

3,70

1,37

 

 

5,56

е ч ь + с и н т е т н -

п е ч ь

п

о

лс каакя элДД ППе к т р

Мч еасрктиейн ошв ТТДооу гжжо вееа++яВВ

12Х 2Н 4А

 

 

а

а

£

ч .

+>

о

сі

fc;

 

сиÉ

ИТОГО

 

 

 

X

О

 

>.

гг

 

а

©

 

3

ч

«и

теП

ч

X

 

 

сг

 

со

Xга

о

н

и

и

 

О

с

 

О

ч

 

X

£

о .

СО

 

га

 

X

Ч

 

U

те

X

 

о

trX

 

ао

 

о

X

 

к

 

н

J*

 

 

tu

 

 

о.

 

о

СО

 

5=

о

“Г

с

с.

 

к

 

о

 

 

о

О

X

те

tu

to

 

о

 

 

a*

ja

о

ч

о

н

о

S

*

л

of

о

 

 

 

 

 

те

 

 

о '

 

вы плавки

 

 

В а р и а н т

 

 

С т а л ь

 

1

і

и

1

1

2 ,5

0 ,0 5

1

1

1

1 4

1

1

1

1

1

1

О

 

1 ®

1

I

1

1

1

1

1

1

о '

чэ

 

 

 

,

1 !

1

I - о

 

1

— о

I

1

1

1

! 1

1

1

1тесог--

1

1с-iтете

 

о

о

те сч

1

 

0 ,0 3

 

1

І Ч

1

1

 

0,0-1

 

1

0 ,3

 

1

 

0 ,0 9

 

1

0 ,9

0.05

1

 

0,52

0,02

1

3 ,5

0,81

еч ь + с н н т е т и -

 

о г е

еч ь + с н н т е т и -

 

1,79

 

п е ч ь

 

п е ч ь

 

п

 

р о

 

п

р о

 

лс каакя эДДлППе к т

лс ка акя эДДлППе к т

Мч еаскр тиепн ошв ТТДооу гжжо вееа++яВВ

Мческа р тнеПн ошв ТТДооу гжжо вееа++яВВ

 

 

 

 

1

 

 

20

 

 

 

2Н 4А

 

 

 

 

 

 

12Х

 

 

85


1 о к си д ы то ч еч н ы е и ст р о ч е ч н ы е

сул ь ф и д ы

В а р и а н т в ы п л авки

С т а л ь

іЛ

со о со о

ю

о

іО

^ о

г- о

О) о

СМ с о

и£во

« ,=

*

гак 4I- в 0) О £

О

о

ем

о ю

см ^

со см см о

^ E

з* Cf

g e o

о s-

ь 1

ч 5

СП «

к _ 1

га

СО

о g

>? о

CfH

<

Ѳ

S

I

О

со

X

о

со

со

о

а

00

со

о

о

о

С5,

со

СМ

о

см

о о

о о

о

о"

см

оо о

о о

I I

3- C f

gca

о

р

<и95

о

I I

 

 

з а г о т о в к и .

о

 

у ш и х т о в о й

о

 

ф о р

ю о

и ф о с

о"о

е

 

 

с е р

л3- ЕC f

по

ч и ст о й

*

£

елвалпн из

ëо

«

 

?

3

 

ч ®

 

сп

в

 

о:

I

в ы

га " Г

га

 

£ *

а л л

<

о

ындохс й м ет

 

Ѳ

 

 

X

 

 

СОО

 

И

со

X

о

86