» » Влияние процесса плавки под шлаком с высоким содержанием окиси кальция на газонасыщенность и механические свойства кислой углеродистой электростали
25.12.2014

Исследования более трех тысяч плавок стали 35Л в производственных условиях завода Ростсельмаш показали, что для получения металла с высокими прочностными и пластическими свойствами при оптимальных условиях термообработки процесс плавки следует вести так, чтобы готовый металл
имел низкое содержание кислорода, благоприятную форму и расположение неметаллических включений. Основными и определяющими параметрами процесса плавки при этом являются различные формы интенсификации окислительного периода и процесс раскисления в сочетании раскислительной способности применяемых ферросплавов с одновременным полным усвоением металлом алюминия.
В целях интенсификации короткого, но энергичного кипа окислительный период следует проводить при работе печного трансформатора на высокой стороне. Одновременно вести доводку шлака по содержанию закиси железа постепенным увеличением окиси кальция в нем до 18—30%, что, в соответствии с приведенной на рис. 1 зависимостью, Z от RO делает шлак жидкоподвижным, активным, а в металле значительно снижается содержание кислорода. Износостойкость футеровки (стены, откосы, свод) печи при этом не изменяется, и нет оснований считать, что она уменьшится, та как шлак остается кислым.
Влияние процесса плавки под шлаком с высоким содержанием окиси кальция на газонасыщенность и механические свойства кислой углеродистой электростали

Для снижения закиси железа в конечном шлаке до 2—3% первоначальной проводилась операция удаления окислительного шлака с последующей наводкой нового, состоящего из сухого песка, мелкого известняка, шамотного боя, древесного угля или мелкого коксика. Операция удаления шлака сама по себе простая и занимает не более 1—3 мин, однако требует должной подготовки, что в производственных условиях не всегда выполняется. Дальнейшие исследования показали, что изменение кислорода в металле при содержаний окиси кальция в шлаке до 18—30% и соответствующем температурном режиме колеблется незначительно как при удалении, так и без удаления окислительного шлака (рис. 2).
Влияние процесса плавки под шлаком с высоким содержанием окиси кальция на газонасыщенность и механические свойства кислой углеродистой электростали

Регулируя в дополнительной шлаковой смеси углесодержащие в сочетании с высоким содержанием окиси кальция в шлаке, проверена зависимость содержания кислорода от содержания кремния и марганца в металле (рис. 3 и 4). Низкое содержание кислорода при высоких температурах объясняется большой раскислительной способностью углерода. Однако значительная присадка коксика или электродного боя при высоком содержании окиси кальция и высоких температурах (1650—1680° С) способствует значительному восстановлению кремния углеродом. Сталь раскисляется ферросилицием, ферромарганцем и алюминием. Решающее значение при раскислении стали имеет не столько количество, как степень усвоения металлом алюминия. Несмотря на то, что для каждой плавки в ванну или в ковш под струю металла вводили от 1 до 3 кг/т алюминия, последний оказывал неодинаковые действия. Объясняется это тем, что алюминий, запутываясь в относительно вязком кислом шлаке, в большей части сгорает и не оказывает должного влияния на металл. Ввод алюминия (1—2 кг/т) в ванну на металлической штанге, покрытой огнеупорными кольцами, способствует полному его усвоению металлом.
Влияние процесса плавки под шлаком с высоким содержанием окиси кальция на газонасыщенность и механические свойства кислой углеродистой электростали
Влияние процесса плавки под шлаком с высоким содержанием окиси кальция на газонасыщенность и механические свойства кислой углеродистой электростали

В результате высокого содержания окиси кальция в шлаке и полного усвоения металлом алюминия резко снижается содержание кислорода в металле (до 0,002—0,005%), а неметаллические включения приобретают благоприятную форму. Экспериментальные данные табл. 1—3 позволяют утверждать, что данный метод ведения процесса плавки при оптимальных условиях термообработки обеспечивает значительно более высокие как прочностные, так, особенно, пластические свойства (табл. 4) углеродистой стали для отливок группы особого качества, чем предусматривается ГОСТ 977-58.
Влияние процесса плавки под шлаком с высоким содержанием окиси кальция на газонасыщенность и механические свойства кислой углеродистой электростали
Влияние процесса плавки под шлаком с высоким содержанием окиси кальция на газонасыщенность и механические свойства кислой углеродистой электростали