Высокомарганцевые аустенитные стали

4. Совершенстования технологии

Конструкционной стали марк 110Г13Л выплавляется двумя способами:

• на свежей шихте с окислением
• переплавка

4.1 Плавка состоит из периодов:

• заправка печи
• загрузка шихты
• плавление
• окислительный период
• восстановительный период
• выпуск стали

 

В качестве шихтовых материалов применять:

• Стальной нелегированный лом категории Al, А2 ГОСТ 2787 - 75
• Прокаленная железная руда или железнорудные окатыши
• Плавиковый шпат ГОСТ 29220 - 91
• Свежеобожженная известь или известняк
• Силикокальций марок СК10, СК15, СК25 ГОСТ 4762 - 71 Ферросилиций марок ФС45.ФС75 ГОСТ 1415 - 78
• Ферротитан марок Ти 0, Ти1 ГОСТ 4761 - 91
• Возврат литейного цеха (прибыли, литники, брак);
• Ферромарганец ФМп 88
• Вторичный алюминий
• Лом стальной легированный категории Б 221 класса ГОСТ 2787 - 75
• Все материалы, используемые в плавке, должны быть сухими и чистыми от формовочной смеси, песка и огнеупоров.
• Применение извести “пушенки” категорически ЗАПРЕЩАЕТСЯ.
• Ферросплавы должны прокаливаться при температуре 800 - 850°С.

 

 

 

4.2 Подготовка печи

- После выпуска предыдущей плавки немедленно подину и откосы очистить от оставшегося металла и шлака металлическими скребками.

- С особой тщательностью очистить от металла и шлака обнаруженные на подине и откосах ямы и неровности.

- После очистки печь заправить магнезитовым порошком. Откосы заправить смесью магнезитового порошка 94 - 95% на водном растворе жидгого стека 5- 6 %.

- При глубокой поднине, ее засыпают сухим магнезитовым порошком, затем задают известь и прикрывают листовым железом. Для закрепления подины необходимо провести 1-2 плавки с непродолжительным кипом.

- При местном обрушении футеровки стен, исправление произвести смесью (консистенди густой сметаны): жидкое стекло - 5 %, магнезитовый порошок - 65%, огнеупорная глина - 30%.

- Перед включением печи необходимо осмотреть охлаждающее устройство на отсутствие течи воды, очистить токоподводящие части электрододержателея, осмотреть электроды при неудовлетворительном состоянии нарастить или заменить.

4.3 Выплавки и плавление шихты

Завалка и плавление шихты: 

- Завалку шихты в печь начинать немедленно после заправки. На подину загрузить руду в количестве 2% от массы металлозавалки и 4 - 5% извести. Металлический лом укладывать так, чтобы на подине были мелкие куски, затем крупные и сверху снова мелкие куски лома.

- Плавление мести на полной мощности трансформатора до расплавления 70-80% завалки, после чего перейти на более низкую ступень напряжения. К концу периода плавления в печи должен сформироваться

 

4.4 Окислительный период

После полного расплавления шихты перемещать ванну железным скребком, убедиться, что на подине не осталь не расплавленных кусков. Дать железную руду в количестве 2% от массы завалки, известь 3%, при этом, температура металла должна быть низкой для лучшей дефосфорации металла. Через 10 - 15 мин., как только шлак вспенится (если не потечет через порог, произвести скачивание шлака на 60 - 70%, после чего шлак обновить). При необходимости для разжижения шлака применять плавикой шпат или бой шамотного кирпича ГОСТ 5341 - 98.

При необходимости повышения основности шлака, а также с целью проведения глубокой дефосфации, произвести полное удаление шлака. Новый шлак навести из извести, плавикового шпата. При этом продолжается окисление ванны железной рудой.

Руду давать порциями по 40 - 45 кг ( 4 - 5 лопат). Каждую по следующую порцию давать при затухании кипа ванны от предыдущей порции. Введением необходимого количества руды достигается энергичное и равномерное кипение ванны со скоростью выгорания углерода 0,6 – 0,5% в час, что способствует лучшей дегазации металла и удалению неметаллических включении. Вес последующей порции руды увязывается с лопат руды давать, примерно, 3 - 4 лопаты извести. Температуру металла в процессе к концу чистого кипа металл был горячим, чисто сливающимся с ложки. Правильный зацию ванны, более высокое содержание остаточного марганца, отсутствие перекисления, хорошую подготовку ванны к последующему восстановительному периоду.

Продолжительность кипа без руды (чистого кипа) должна быть 10 - 15 минут. Взять пробу на С и Р. До присадки марганцевого ферросплава ванну тщательно перемешать железными гребками и на шлак дать молотый кокс в расчете 1,5кг на тонну металла. Шлак должен быть жидкоподвижным.

После раславления ферросплава в печь присадь в три приема раскислительную смесь, состоящую из мелкокусковой извести, молотого ферросилиция и молотого кокса в количестве 1,5 - 2,0кг / тн за каждый прием. После остывания шлак должен рассыпаться в белый порошок. Выдержка металла под белым шлаком должна быть не менее 30 - тн минут.

Взять пробу на повторный хим.анализ. Перед выкуском взять пробу шлака для экспресс - анализа на закисьмарганца. Содержание закиси марганца в шлаке должно быть не более 2,0%, для отливок ответственного назначения и не более 3% для отливок обыкновенного качества. Чем ниже содержание этих окислов в шлаке перед выпуском стали, тем меньше склонность стали к возникновению горяуих трещин в отливках, тем выше ее пластические свойства и износоустойчивость.

Корректировку содержания углерода, марганца и кремния пронзврдить не позднее, чем за 15 минут до выпуска. После получения результатов экспресс - анализ (С, Si, Мn, Р) и проведения при необходимости корректировки состава стали, отбирается проба металла на раскисленность. Проба на загиб в виде бруска 10x10x200 мм заливается в сухую песчаную форму и после выбивки закаляется в холодной воде. Полученную пробу подвергают испытанию " на загиб " вокруг оправки диаметром не более 25мм, угол загиба должен составлять 180°. Если после гиба на бруске не обнаружены трещины, следует считать металл хорошо раскисленным если трещины обнаружены, необходимо приступить к дополнительной обработке ванны раскислительной смесью.

 

 

 

 

 

4.5 Выплавка стали методом переплавка

Завалка и плавление шихты:

При плавке методом переплава шихту составлять из: возврата собственного производства - 28,8%, стального легированного лома, Б22 - 60,4%, стального лома 1А, 2А - 10,8% и шлакообразующих материалов.

Завалку шихты начинать немедленно посла заправки печн. В завалку присаживать известь в количестве 2% от металлозаводки. При получении в процессе плавления основного шлака проводить раскисление его 45 - 75% ферросилицием из расчета 2,0 - 3,5 кг / т стали с целью восстановления марганца из шлака в металл и после этого скачать шлак с последующей наводкой нового из извести и плавикого шпата в количестве 1,5 - 2,0%. За 15 - 20 минут до полного расплавления шихты в печь дополнительно дать известь и плавиковый пшат в количество 1,0% от массы металлозавалки. Добившись получения белого или светлосерого рассыпающегося шлака, после расплавления и перемешивания взять пробу на углерод, марганец и фосфор.

 

4.6 Восстановительный период

Восстановительный период начинают после скачивания шлака окислительного периода, созданием известкового шлака. Вводят смесь извести, плавикового шпата и шамотного боя (5:1:1) до 3% от массы металла. Также на шлак вводят раскислительную смесь (кокс, FeSi, Al, SiCa) в виде порошка, после чего происходит восстановление железа, марганца и хрома в шлаке, создается восстановительная атмосфера.

Таким образом, происходит диффузионное раскисление в присутствии так называемого белого, или карбидного, шлака, образующегося за счет обработки коксом и ферросилицием. Данный шлак обладает высокой серопоглатительной способностью. К моменту выпуска целесообразно разжижение этого шлака добавками плавикового шпата и его дополнительное раскисление порошком алюминия.

Для окончательного раскисления металла при выпуске в ковш вводят алюминий в количестве до 1 кг/т стали. Однако в этом случае образуются неметаллические включения в неблагоприятной форме. В связи с этим для окончательного раскисления желательно применение также других раскислителей (SiCa, FeTi и др).Общая продолжительность восстановительного периода при выплавке разных марок сталей составляет 1час.

4.7 Выпуск металла

Выпуск металла и шлака из печи в ковш осуществляется через выпускное отверстие и желоб при наклоне печи. После выпуска ковш транспортируется на формовочный участок, где происходит разливка стали. Температура металла должена быть 1480 - 1460°С в ковше.

Перечень  отливок из марганцовистой стали 110Г13Л по ГОСТ 977-88:

 

• Била, катки и тяги
• Брони и плита футеровочная
• Траки и коронки экскаваторов
• Болты броневые, коронки, станины
• Истирающие плиты, дробящие плиты
• Пластины для оборудования износостойкие
• Щеки, конуса и молотки для горного оборудования
• Зубчатые колеса, мелющие шары и билодержатели
• Била для шаровых мельниц, била для дробильных машин

 

5. Зарубежные аналоги марки стали 110Г13Л

США	A128, J91109, J91119, J91129, J91139, J91149
Германия	1.3401, 1.3802, GX120Mn12, GX120Mn13, X120Mn12
Япония	SCMnH1, SCMnH11, SCMnH2, SCMnH3
Франция	Z120M12, Z120M12M
Англия	BW10
Италия	GX120Mn12
Испания	AM-X-120Mn12, F.240, F.8251, X120Mn12
Китай	ZGMn13-1, ZGMn13-1-4, ZGMn13-2, ZGMn13-3
Швеция	2183
Венгрия	X120Mn13
Польша	C120G13, L120G13
Румыния	T105Mn120, T130Mn135
Чехия	17618, 422920
Финляндия	G-X120Mn13
Австрия	BOHLERK700
Юж.Корея	SCMnH1
Норвегия	1699

 

 

 

6. Заключение

 

Я узнал, что с помощью молибдена можно легировать сталь Гадфильда. Так как молибден увеличивает устойчивость аустенита в перлитном области распада и способствовает глобуляризации, повышает дисперсность и равномерность выделения карбидной фазы. Можно легировать не только молибденом и другими легирующими элементами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

 

1. М.А. Филиппов, А.А. Филиппенков, Г.Н. Плотников

“Износостойкие стали для отливок” Екатеринбург 2009.

2. www.twirpx.com.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page