Экспериментальное раскисление стали. Целью настоящей экспериментальной работы является, проверка возможности выплавки стали более качественной, для получения отливок со стабильными механическими свойствами. Это достигается раскислением стали. присадкой силикокальция и алюминия. План работы. - Анализ существующего технологического процесса.
а) Состояние шихты. б) Плавка стали, температура. в) Раскисление стали по технологии. г) Раскисление стали - ферромарганец, ферросилиций, алюминий присаживается в ковш. - Опытные плавки с раскислением силикокальцием марки КаСu-2, алюминием марки.
- Анализы опытных плавок.
а) Химический анализ. б) Спектральный анализ. в) Металлографические исследования. - Сопоставление, обобщение материала, выводы по работе. Количество готовой стали во многом зависит от метода её раскисления и способа ввода раскислителей.
- Сопоставления, обобщения материала, выводы по работе. Количество готовой стали во многом зависит от метода её раскисления и способа ввода раскислителей.
Анализ существующего тех. процесса на заводе. Плавка стали проводится в электродуговых печах ДС-5МТ с кислой футеровкой. Шихта во всех плавках состоит из привозного стального лома и возврата. По весу и габаритам шихта разнообразная, привозной стальной лом - окислённый, с значительным содержанием чугуна. Состав шихты.
1. Привозной стальной лом 4000 кг. 2. Возврат собственного производства 3000 кг. Ферромарганец, ферросилиций, алюминий взвешивают. Плавки проводятся - переплавом и с наводкой шлаков. Шихтовые материалы, идущие на производство литья, должны соответствовать ГОСТам: Лом стальной 2787-63 Ферросилиций 1415-61 Ферромарганец 5165-49 Силикокальций 4762-49 Алюминий 295-60 Химический анализ расплавленной шихты. Углерод - 0,27 пл. 1825 Марганец - 0,12 Кремний - следы Раскисление в печи производили согласно технологической инструкции на плавку, за 10 мин. до выпуска в металл вводили: Ферросилиций марки Cu 45 кг/т ж.с. Ферромарганец Mn-5 Mn-6 вводили в ковш из расчёта 10 кг/т жидкой стали. Окончательное раскисление производили алюминием в ковш из расчёта 3,19 кг на тонну жидкой стали. Для лучшего усвоения алюминий размешивают кочерёжкой. Температура металла при выпуске из печи и заливке форм замерялась пирометром ОППИР-09. Результаты лабораторных анализов и температуры металла. №№ плавок | Химический состав | Механические показатели | Микроструктура | Температура на желобе | Углерод | Марганец | Кремний | Алюминий | Фосфор | Твёрдость | Относит. удлин. | Предел прочности | 966 | 0,29 | 0,47 | 0,31 | 0,012 | - | 137 | 26,0 | 49,1 | Перит+феррит отжиг недостаточн. | 1680 | 1164 | 0,44 | 0,66 | 0,42 | 0,012 | - | 197 | 13,0 | 72,3 | Перит+феррит отжиг недостаточн. | 1670 | 1165 | 0,26 | 0,66 | 0,45 | 0,012 | - | 149 | 22,0 | 55,3 | Перлит+феррит термообработка удовлетворит. | 1670 | 1199 | 0,33 | 0,66 | 0,44 | 0,012 | - | 170 | 13,0 | 58,7 | Феррит+перлит отжиг неудовл. | 1690 | 1208 | 0,27 | 0,51 | 0,40 | 0,013 | - | 149 | 17,2 | 52,9 | Феррит+перлит термообработка удовлетворит. | 1680 | Микроструктура. пл. 966. Перлит + феррит видманштет 3-го балла. Величина зерна 2 балла. Отжиг недостаточный. плавка 1164 Перлит + феррит по границам зерна в виде тонкой сетки с остатками видманштетовой структуры зерна 2 балла. плавка 1165 Перлит + феррит - Перлит окружен колониями феррита по границам зерна. Структура равновесная. Термообработка удовлетворительная. плавка 1199 Феррит + перлит видманштетовая структура; величина 2-ой балл. Отжиг неудовлетворительный. плавка 1208 Образцы в бракованных струк. ф+п колонии перлита изолирован. Средние величины, термообработка удовлетворительная. Выплавка стали с полным раскислением в ковше. В цехе за последнее время проводились плавки с полным раскислением в ковше. Плавка до раскисления идёт обычно, за 10 мин. до выпуска берут вторую пробу на экспресс-анализ и после корректировки углерода кипящую сталь выпускают в ковш, где находится алюминий, ферромарганец, ферросилиций. Из практики других заводов и литературных данных известны различные способы ввода раскислителей в ковш, но наиболее надёжна и удобна загрузка раскислителей в ковш до слива металла из печи. Лабораторные исследования и хим. анализ плавок не показал особых отклонений от ТУ завода, как по хим. составу, так и по механическим показателям. Результаты испытаний плавки с полным раскислением в ковше. Таблица №2. Дата | №№ плавок | Химический анализ | Мех. показ. | Количество раскислит. на плавку 7 тн. | С | | | | Р | | Твёрд. | Предел прочн. | Удлин. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | | 1422 | 0,33 | 0,34 | 0,32 | 0,060 | - | 0,013 | 143 | 54,1 | 24,3 | Ферромарганец - 45 кг Ферросилиций - 35 кг | | 1431 | 0,24 | 0,56 | 0,32 | ,056 | - | 0,013 | 137 | 51,3 | 20,0 | Ферросилиций 35 кг-45 кг | | 1492 | 0,30 | 0,34 | 0,33 | - | - | 0,014 | 137 | 51,7 | 22,5 | Ферросилиций 35 кг-45 кг | | 1493 | 0,34 | 0,56 | 0,33 | - | - | 0,014 | 156 | 56 | 26,0 | Ферросилиций 55 кг | Примечание: Алюминий вводили согласно норме расхода. Полное раскисление в ковше даёт: 1. Стабильное содержание кремния в стали, так как начало кремневостановительного периода при раскислении в печи трудно установить. 2. Время выдержки металла в ковше уменьшается, так как сталь выпускается кипящая, поэтому происходит бурное перемешивание металла с хорошей дегазацией и невысокой температурой выпуска металла. 3. Угар уменьшен, а, следовательно, экономия ферросплавов. 4. Лучшее усвоение раскислителей. Опытные плавки с раскислением силикокальцием и алюминием. В ноябре, декабре месяцах с.г. в цехе были проведены 28 опытных плавок, результаты химического анализа, спектрального анализа, механических испытаний, температуры плавок помещены в таблицу №3. Экспериментальные работы. Плавка. До раскисления плавка производится согласно технологической инструкции на плавку. К моменту раскисления шлак в печи должен быть жидким, густой шлак разбавить известняком или скачать и навести новый. 1. Порядок раскисления: За 7-10 мин. до выпуска ввести в печь FeSi марки Сu15 из расчёта 5 кг на тонну жидкого металла. 2. Прогреть металл до температуры выпуска - в течение 5-7 мин. 3. За 3-5 мин. до выпуска ввести в печь силикокальций из расчёта 2/3 общего количества на плавку. 4. Оставшуюся 1/3 силикокальция, алюминия и ферромарганца ввести в ковш. 5. Выдержать металл в ковше не менее 5 мин. и сталь готова к разливке. Количество раскислителей по этой технологии: Силикокльций марки КаCu - I - 0,9 кг/тонн КаCu - 2 - 1 кг/тонну Алюминий марки Ar-1, Ar-2, Ar-3... - 1 кг/т. Ферросилиций Cu - 45 - 5 кг/т. Ферромарганец Mn-5 - 9 кг/т. Mn-6 |