Конструктивные особенности агрегатов
Х18-Ш
Оценка потребности в производстве и сбыте стали марки 95Х18-Ш
Главное назначение данной стали – подшипники высокой прочности, твердости и износостойкости. Область их применения – авиация, космос, ракетостроение, танкостроение, системы навигации, оптико-механические устройства, комплексы наведения и управления военного и гражданского назначения. Также производятся на заказ для медицинского оборудования, включая кардиооборудование, анализаторы крови, диагностическое и лазерное оборудование, миниатюрные подшипники для высокоскоростных стоматологических наконечников.
Предприятия, специализирующиеся на изготовлении подшипников:
1) Завод приборных подшипников ( ООО «ЗПП» ) г. Самара
2) ОАО "ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД-2" г. Москва + (филиал в Тверской области).
3) ОАО "САРАТОВСКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД" г. Саратов
4) ЗАО "СПЗ-4" г. Самара
5) ОАО "РОЛТОМ" (ГПЗ-5) г. Томск
6) ООО "ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД №6" г. Екатеринбург
7) ОАО "ДЕСЯТЫЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД " г. Ростов-на-Дону
8) ОАО "ИЖЕВСКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД" г. Ижевск
9) ОАО "ПРОКОПЬЕВСКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД" г. Прокопьевск
10) ОАО "ВОЛЖСКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД" г. Волжский
11) ЗАО "КУРСКАЯ ПОДШИПНИКОВАЯ КОМПАНИЯ" г.Курск
12) ЗАО "ВОЛОГОДСКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД" г. Вологда
13) ООО "КУРСКИЙ ЗАВОД УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ" г.Курск
14) ОАО "ХАРЬКОВСКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД" Украина, г. Харьков
15) ОАО "ГНИВАНСКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД" Украина, г. Гнивань
16) ОАО "ВИННИЦКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД" Украина, г. Винница
17) ЛУЦКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД Украина, г. Луцк
18) "МИНСКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД" Республика Беларусь, г. Минск
19) ЗАО "СТЕПНОГОРСКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД" Казахстан, г. Степногорск
Использование нержавеющей высоколегируемой стали 95Х18-Ш стало возможным. Только сейчас эта высокотехнологичная сталь для клинков стала использоваться приоритетно изготовителями ножей. Всеобъемлющий поиск закончился овладением технологией, приносящей лучшее в материал и позволяющий выпускать продукцию высочайшего качества по приемлемой цене.
Используя специальную технологию закалки и последующей обработки, удается получить 95Х18-Ш с твердостью 58-60 ед. по Роквеллу (шкала твердости по Роклвеллу является стандартом для ножевых сталей). При такой твердости лезвие получается очень прочным и при этом не становится хрупким. Это также повышает износостойкость клинка и, естественно, он реже нуждается в заточке.
Цепочка
Схема выплавки ДСП → LF → разливка в специзложницу → ЭШП
Для открытой выплавки выбрана дуговая сталеплавильная печь переменного тока емкостью 12 т. В ДСП проводят расплавление шихты, продувку кислородом и рафинировку.
В дуговой печи прямого нагрева дуга горит между электродов и расплавленным металлом.
Преобразование электрической энергии в тепловую в дуговых печах происходит в электрической дуге, являющейся одной из форм дугового разряда в газах. При таком разряде в сравнительно небольшом объеме дуги можно сконцентрировать огромные мощности и получить очень высокие температуры. Высокая концентрация тепла в дуге позволяет с большой скоростью плавить и нагревать металл в дуговых печах до высокой температуры. Расход тепла и изменение температуры металла при электроплавке довольно легко поддаются контролю и регулированию. Значительно большая часть и лучистой энергии сразу попадает на поверхность металла, а свод печи защищен от воздействия дуг благодаря экранирующему действию электродов. Все это позволяет концентрировать в дуге большие мощности и успешно проводить процессы, требующие нагрева до высоких температур.
Преимущества электроплавки по сравнению с другими способами сталеплавильного производства связаны главным образом с использованием для нагрева металла электрической энергии. Выделение тепла в электропечах происходит либо в самом нагреваемом металле, либо в непосредственной близости от его поверхности. В отличие от мартеновского и конвертерного процессов выделение тепла в электропечах не связано с потреблением окислителя. Поэтому электроплавка может быть осуществлена в любой атмосфере – окислительной, восстановительной или нейтральной, и в широком диапазоне давлений.
Вертикально расположенные электроды в дуговых печах прямого действия работают в основном на растяжение. Это позволяет использовать длинные графитовые электроды большого сечения, допускающие работу на токе большой силы.
Имеются некоторые недостатки: высокий местный перегрев под электродами; значительное количество продуктов горения и шума во время работы.
Агрегат «ковш-печь» выбран для усреднения металлической ванны по химическому составу и температуре перед разливкой. Продувка аргоном способствует уменьшению загрязненности стали неметаллическими и оксидными включениями вследствие интенсивного перемешивания и доставки включений к поверхности металл – шлак.
Метод разливки в специзложницу принят не случайно. Сталь 95Х18-Ш считается высокоуглеродистой и в своей структуре содержит достаточно прочные карбиды хрома. Благодаря приобретенным свойствам, 95Х18-Ш практически не удается разлить на МНЛЗ, для получения электродов для дальнейшего электрошлакового передела. При непрерывной разливке сталь «трещит», поэтому она разливается в специальные сквозные разъемные изложницы в слитки массой 1,1 т. После чего получаются готовые электроды для ЭШП.
Электрошлаковый переплав необходим для получения качественного металла, с меньшим количеством неметаллических включений и их равномерным распределением, отсутствием усадочной раковины, пористости и рыхлости. А также позволит уменьшить количество серы. Обеспечит единство структуры и химического состава по всему телу слитка. Значительно улучшит свойства при повышенных температурах. Обеспечит такое качество поверхности, которое исключает необходимость в зачистке поверхности при горячей обработке. Улучшит коррозионную стойкость. Отсюда высокий выход годного из исходного жидкого металла до готовой продукции.
Технология
1) Выплавку стали производят в электродуговой печи с основной футеровкой переплавом легированных отходов с окислением газообразным кислородом с последующей внепечной обработкой (продувка аргоном в агрегате «печь-ковш»). Выбрана трехэлектродная дуговая сталеплавильная печь переменного тока емкостью 12 т.
2) Подготовка печи к завалке
Сначала производится заправка печи периклазовым порошком; хромитопериклазовой крупкой в смеси с периклазовым порошком; обожженным доломитом. При значительных повреждениях откосов - заправка смесью периклазового порошка и жидкого стекла. При значительных повреждениях подины слой заправки следует покрыть слоем извести. При назначении марки стали для выплавки принимается во внимание марка стали предыдущей плавки и при значительном расхождении в химсоставе назначают плавку промежуточного химического состава, после холодного ремонта производится выплавку стали менее ответственного назначения.
3) Подготовка шихтовых материалов и завалка шихты
Ферросплавы и шлакообразующие, предназначенные для присадки в жидкий металл, должны быть прокалены в нагревательной печи докрасна в течение не менее 20 минут. Известь должна иметь размер кусков 20 – 80 мм и поступать в контейнерах, закрытых крышками. Рекомендуется использовать FeCr с минимально возможным содержанием фосфора. Запрещается применять в шихту отходы, легированные Zr, B, N, Al, Ti. Не допускается к использованию шихта, загрязненная цветными металлами. Завалку производят в следующем порядке: на подину – часть мелкой шихты, затем, при необходимости, углеродосодержащие добавки (кусковой кокс, электродный бой), далее – крупную и среднюю шихту и сверху – оставшуюся часть мелкой шихты. При этом мягкое железо, низкоуглеродистые отходы следует заваливать в середину печи, а легированные отходы, хромсодержащие ферросплавы – ближе к откосам.
4) Период плавления – время от момента включения печи после завалки шихты до момента получения содержания углерода и других элементов, удовлетворяющих проведения следующего периода плавки – начала подачи кислорода в металл.
Перемешивание жидкого металла следует производить ошлакованными гребками после стаскивания кусков шихты и погружения их в металл. После расплавления шихты и перемешивания металла следует отобрать пробу на химанализ. Содержание углерода в первой пробе должно обеспечивать окисление за время продувки не менее 0,20%.
5) Окислительный период следует начинать при содержании хрома в шихте более 6,0%, продувку кислородом следует начинать при температуре расплава не ниже 1560оС и при содержании углерода по расплавлении шихты, обеспечивающем его окисление за время продувки не менее 0,20%. Отбор проб металла после продувки кислородом следует производить сразу по окончании продувки. Продувка прекращается по достижении содержания углерода, обеспечивающего нормальное поведение восстановительного периода, и получении заданного химического состава стали.
6) Восстановительный период
Его началом следует считать время начала присадки науглероживателей или шлаковой смеси на поверхность металла после снятия шлака. Восстановительный период проводят под основным шлаком путем диффузионного или осадочного (глубинного) раскисления шлака и металла. На шлак присаживается известь из расчета 10 – 20 кг/т и раскислительная смесь из расчета 5 –7 кг/т 65% FeSi. Одновременно со шлакообразующими материалами в печь присаживают FeMn из расчета получения в готовом металле не менее 0,50% Mn. Перед выпуском из печи в металл вводят Al. За 5 – 10 мин до выпуска следует измерить температуру металла.
7) Порядок введения раскислителей и легирующих
C присаживают на подину в первой половине плавления. Порошок FeSi используют для раскисления шлака после продувки металла кислородом. FeMn присаживают в первой половине восстановительного периода, одновременно со шлакообразующими материалами. Брикетированный FeCr следует присаживать в завалку. FeMo присаживается в жидкий металл в конце плавления также для получения заданного химсостава. Аl присаживают в металл трайб-аппаратом для предварительного и окончательного раскисления. В случае продувки металла в ковше аргоном Al должен быть введен в металл за 1 – 3 мин до конца продувки. SiCa вводится в металл трайб-аппаратом после присадки порошка Al перед выпуском в ковш.
8) Выпуск плавки
После разделки выпускного отверстия осуществляется выпуск металла и шлака из печи в сталеразливочный ковш. Выпуск металла в ковш должен производиться со шлаком короткой неразбрызгивающейся и непрерывной струей.
9) Внепечная обработка
Обработка стали осуществляется в агрегате «печь-ковш» (LF), где проводится продувка стали инертным газом. Максимальное время обработки металла не более 40 мин. Ковш с металлом после установки на сталевоз и подключения к аргонопроводу транспортируется под крышку стенда для подогрева. При установке ковша в рабочее положение под крышкой начинают продувку металла аргоном. Далее включается дуговой подогрев. Электрический режим выбирается исходя из результата замера температуры в ковше. Подогрев металла производится только при непрерывном перемешивании его аргоном.
10) Выбор метода разливки
Для разливки применяются специальные сквозные разъемные изложницы для электродов ЭШП, круг 310 мм. Разливка производится через разливочные воронки со стаканчиком. Продолжительность наполнения до прибыльных надставок 50 – 80 с. После окончания разливки прибыльные части электродов засыпаются безжелезистым термитом. Снятие прибыльных надставок с изложниц производится через 1 час. Выдержка в изложнице не менее 2 часов.
11) Электрошлаковый переплав
Приварка инвентарной головки к расходуемому электроду не производится, т.к. при разливке в специзложницу, в нижней части формируемого электрода был установлен хвостовик, который и является инвентарной головкой. Для выплавки коррозионностойкой марки стали 95Х18-Ш используется флюсАНФ-6. Плавка ведется на жидком старте. Заливка флюса производится через нижнее заливное устройство, это исключает разбрызгивание. Запрещается использовать флюс, загрязненный огнеупорами, металлической стружкой и т.д. Электроды после установки и центровки опускаются до предполагаемого после заливки уровня флюса в кристаллизаторе. Печь сразу включается на рабочий режим и заливается шлак. При переплаве выбирается дифференцированный электрический режим, предусматривающий изменение рабочей силы тока и напряжения по ходу плавки. После наплавления слитка заданной высоты и массы приступают к выведению усадочной раковины. Далее прекращается подача электрода, при этом питание установки не отключается. Электрод выдерживают до полного оплавления погруженной в шлак части. Затем электрододержатели поднимаются до вывода огарка электрода из кристаллизатора, напряжение отключается.
Конструктивные особенности агрегатов
Для выплавки стали марки 95Х18-Ш используется трехфазная дуговая сталеплавильная печь, емкостью 12 т.
Дуговая печь представляет собой футерованный кожух, закрытый сводом, сквозь отверстие в своде внутрь опущены электроды, которые зажаты в электрододержателях, которые соединены с направляющими. Плавление шихты и обработка металла ведется за счет тепла электрических дуг, горящих между шихтой и электродами. Конструкция дуговой печи предусматривает слив металла через сливной носок. Скачивание шлака осуществляется через рабочее окно. Установка дуговой печи включает в свой состав, кроме собственно печи и ее механизмов с электро- или гидроприводом, также комплектующее электрооборудование – так называемую короткую сеть. Печь питается трехфазным током. Подача шлакообразующих во время плавки осуществляется через специальное отверстие в своде конвеерной подачей. Углеродистые материалы для вспенивания шлака подаются в печь либо порционно через свод.
Для внепечной обработки стали применяется агрегат «ковш-печь» емкостью 12 т. оборудован стационарным сводом и пережвижным ковшом. LF снабжен устройствами для введения сыпучих материалов (бункерная эстакада с весодозирующими устройствами) и трайб-аппаратами для введения материалов в виде проволоки. Нагрев металла на АКП осуществляется также, как дуговых печах (ДСП), но мощность трансформаторов установок ковш-печь значительно меньше, чем используется на дуговых печах и составляет 100 – 160 кВт/А. Кроме этого, мощность подвода тепла ограничивается повышенным износом кладки ковша выше уровня металла ввиду малого (по сравнению с дуговой печью) диаметром ковша. Удельный расход электроэнергии на АКП составляет примерно 10 % от суммы всех энергозатрат на выплавку стали. Вдувание газа осуществляется через одну-три пористые пробки. Также возможно электромагнитное перемешивание металла.
Специальные изложницы применяются для формирования слитка – электрода для дальнейшего переплава. Форма круглая 310 мм, является сквозной и разъемной, торцевые поверхности обработаны, имеют внутреннюю фаску на торце.
Для электрошлакового переплава применяется однофазная установка с круглым кристаллизатором, диаметром 340 мм. Для питания печи используется мощный однофазный трансформатор с регулируемым напряжением. Подключение печи к трансформатору осуществляется по схеме электрод-поддон. На печи установлен водоохлаждаемый кристаллизатор-изложница, во время плавки неподвижен. Высота кристаллизатора-изложницы превышает высоту слитка на величину шлаковой ванны, затравки и запас для слива воды. Поддон сферического типа, является основанием. Верхняя часть выполнена водоохлаждаемой, форма круглая.
Шихтовка
| C | Cr | Si | Mn | S | P | Ni | Ti | Cu |
| 0,90 | 17,0 | н.б. | ||||||
| 1,00 | 19,0 | 0,80 | 0,80 | 0,025 | 0,030 | 0,60 | 0,20 | 0,30 |
Химический состав стали марки 95Х18-Ш по ГОСТ 5949-75
Химический состав легированных отходов
В процентах
| Материал | Содержание элементов | ||||||
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | |
| Б2 | 0,60 | 0,26 | 0,28 | 0,02 | 0,02 | 3,53 | 0,17 |
| Б12 | 0,10 | 0,84 | 0,40 | 0,02 | 0,02 | 25,00 | 0,25 |
| Б81 | 2,00 | 0,25 | 0,30 | 0,02 | 0,01 | 12,16 | 0,15 |
| 95Х18 | 1,00 | 0,73 | 0,70 | 0,03 | 0,02 | 18,25 | 0,30 |
| ФХ 800 | 8,00 | 2,00 | 0,00 | 0,03 | 0,06 | 65,00 | 0,00 |
Химический состав легированных отходов (продолжение)
| Материал | Содержание элементов | |||
| Al | Ti | Cu | Fe | |
| Б2 | 0,02 | 0,01 | 0,15 | 94,95 |
| Б12 | 0,03 | 0,30 | 0,15 | 72,90 |
| Б81 | 0,04 | 0,01 | 0,15 | 85,01 |
| 95Х18 | 0,03 | 0,10 | 0,30 | 79,60 |
| ФХ 800 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 24,91 |
Содержание компонентов в шихте
В процентах
| Материал | Масса | Содержание элементов | ||||||
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | ||
| Б2 | 12,00 | 5,20 | 5,60 | 0,40 | 0,40 | 70,60 | 3,40 | |
| Б12 | 4,00 | 33,60 | 16,00 | 0,80 | 0,80 | 1000,00 | 10,00 | |
| Б81 | 80,00 | 10,00 | 12,00 | 0,80 | 0,40 | 486,40 | 6,00 | |
| 95Х18 | 14,50 | 10,59 | 10,15 | 0,44 | 0,29 | 264,63 | 4,35 | |
| ФХ 800 | 44,00 | 11,00 | 0,17 | 0,33 | 357,50 | |||
| Всего | 154,50 | 70,39 | 43,75 | 2,60 | 2,22 | 2179,13 | 23,75 | |
| Всего, % | 1,29 | 0,59 | 0,36 | 0,02 | 0,02 | 18,16 | 0,20 |
Содержание компонентов в шихте (продолжение)
| Материал | Масса | Содержание элементов | |||
| Al | Ti | Cu | Fe | ||
| Б2 | 0,40 | 0,20 | 3,00 | 1899,00 | |
| Б12 | 1,20 | 12,00 | 6,00 | 2916,00 | |
| Б81 | 1,60 | 0,40 | 6,00 | 3400,40 | |
| 95Х18 | 0,44 | 1,45 | 4,35 | 1154,20 | |
| ФХ 800 | 137,01 | ||||
| Всего | 3,64 | 14,05 | 19,35 | 9506,61 | |
| Всего, % | 0,03 | 0,12 | 0,16 | 79,22 |