ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Внепечное рафинирование и разливка стали из "Технология металлов и других конструкционных материалов Изд8 " Выплавленная в печи сталь выпускается в ковш и разливается в изложницы или кристаллизатор, либо разливке предшествует рафинирование стали. Внепечное рафинирование является важнейшим направлением развития сталеплавильного производства, так как позволяет значительно сократить время выдержки стали в плавильных печах и увеличить их производительность. Кроме того, внепечное рафинирование обеспечивает значительное улучшение качества стали в сравнении с рафинированием ее в печи, так как при этом достигаются более полное раскисление стали и удаление вредных примесей, что определяет долговечность и надежность деталей, конструкций и сооружений. [c.68] Наиболее распространенным методом внепечного рафинирования стали является вакуумирование, при котором сталь раскисляется, очиш ается от водорода, азота, серы, фосфора кроме того, испаряются такие примеси, как свинец, олово и др. В результате повышается пластичность стали, уменьшается склонность к образованию трещин в горячем и холодном состояниях, повышается жидкотекучесть. [c.68] В качестве основной схемы принято порционное вакуумирование, при котором в ковш 2 (рис. 43) опускают заборную трубу вакуум-камеры 1. Вакуум в камере создается периодически и сталь засасывается в нее порциями. При этом происходит бурное выделение газов и неметаллических включений из стали. [c.68] Применяют также способ вакуумирования в ковше, помещенном в вакуумную камеру, вакуумирование струи при разливке и т. д. Помимо вакуумирования, существуют способы рафинирования стали синтетическими шлаками при продувке металла аргоном. [c.68] Разливка стали. Существуют два способа разливки в изложницы и в кристаллизатор на установках непрерывной разливки. [c.68] Изложницы представляют чугунные или реже стальные формы. Для облегчения выемки слитка их делают конусными. Поперечное сечение изложниц для слитков, идущих на прокатку,— квадратное (рис. 44, а) или прямоугольное, для слитков под ковку — многоугольное (рис. 44, б) или круглое. [c.68] По характеру раскисления различают спокойную, кипящую и полуспокойную сталь. [c.69] Спокойная сталь полностью раскислена в печи или в ковше и в изложнице затвердевает спокойно. При соприкосновении стали со стенками изложницы образуются мелкие зерна 4 (рис. 46). Далее скорость затвердевания уменьшается и кристаллы растут, ориентируясь по направлению к середине слитка, в результате чего образуется зона 3, представляющая ориентированные столбчатые кристаллы. Внутренняя часть слитка 2 затвердевает медленно, и состоит она из равноосных кристаллов. Получается плотный слиток с усадочной раковиной 1 в верхней части. Часть слитка, где расположена усадочная раковина, называют прибыльной частью (прибылью). При дальнейшей обработке (прокаткой, ковкой) прибыльную часть отрезают. [c.69] Чтобы уменьшить усадочную раковину, применяют изложницы с прибыльной надставкой 1 (рис. 47), имеющей малотеплопроводную огнеупорную футеровку. Сталь в надставке продолжительное время остается жидкой и питает затвердевающий слиток, уменьшая в нем усадочную раковину. [c.69] Для этой же цели применяют обогрев прибыльных частей слитков электрическими дугами, индукционными токами, термитными смесями, газовыми горелками и другими способами. Помимо приведенного на рис. 46 кристаллического строения для слитков характерна неоднородность состава вследствие зональной и внутрикристаллической ликвации и ликвации по плотности. [c.69] ИСХОДИТ из-за непрерывного изменения в процессе кристаллизации состава жидкой фазы. В стальных слитках наибольшую зональную ликвацию вызывает сера, несколько меньшую — фосфор и углерод. [c.70] ая сталь в печи или в ковше раскисляется не полностью только марганцем (но не кремнием и алюминием, как при полном раскислении) и поступает в изложницу бурля-ш,ей от выделения монооксида углерода. Чтобы закрыть выход газам, в изложницу в определенный момент вставляют чугунную крышку 1 (рис. 48). В результате быстрого охлаждения под крышкой образуется корка и выделяющийся оксид углерода остается внутри слитка в виде рассеянных газовых раковин, компенсирующих усадку, поэтому в слитке нет сосредоточенной усадочной раковины. [c.70] Газовые раковины ( пузыри ) завариваются при прокатке, и почти весь слиток идет в дело. Массовое содержание углерода в кипящей стали не более 0,3% большее его содержание вызывает чрезмерное выделение газов и увеличение брака стали. Кипение в изложнице со свободным выходом газов (до образования корки) способствует более полному удалению из слитка неметаллических включений, поэтому пластичность кипящей стали выше, чем спокойной. [c.70] Кипящая сталь хорошо штампуется, поэтому ее применяют для деталей глубокой вытяжки, а также для сварных труб и других изделий. Она дешевле спокойной, но вследствие ликвации внутренние слои слитка содержат больше углерода и примесей, чем наружные, и такая неоднородность ограничивает применение кипящей стали. [c.70] Полуспокойная сталь по реакциям в изложнице и однородности является промежуточной между спокойной и кипящей сталями. Ее раскисление проводят повышенным против кипящей стали количеством марганца или марганцем и кремнием (иногда также и алюминием). Преимуществом полуспо-койной стали по сравнению со спокойной является больший выход годного, а по сравнению с кипящей — большая однородность благодаря меньшей ликвации. [c.71] Непрерывная разливка (в кристаллизатор). На рис. 49 приведена схема непрерывной разливки стали. Из ковша 2 через промежуточное разливочное устройство 1 сталь непрерывно поступает в кристаллизатор 3, охлаждаемый водой. В кристаллизаторе формируется слиток — образуются его поверхности. Наиболее рациональным является слиток прямоугольного профиля размерами от 150x500 до 200 x600 мм. Затвердевающий слиток непрерывно вытягивается из кристаллизатора вращающимися роликами 5 со скоростью 0,5-1,5 м/мин. В зоне между кристаллизатором и роликами слиток непрерывно охлаждается мелко распыленной водой для ускорения кристаллизации стали внутри слитка и уменьшения длины жидкой лунки 4. Разделение слитка на куски нужной длины производят резкой струей кислорода, для чего ниже тянущих роликов 5 слиток сцепляется с тележкой газорезки 6, которая вместе с ним движется вниз. Отрезанные куски убирают на склад, либо помещают в печь, откуда они поступают для дальнейшей обработки прокаткой или ковкой. [c.71] Для того чтобы начать разливку, в кристаллизатор вставляют как временное дно стальной брус-затравку, на котором кристаллизуется сталь. [c.71] Рассмотренная схема вертикальной непрерывной разливки обеспечивает оптимальные условия кристаллизации, однако она требует большой высоты установки. Поэтому применяют также установки с изгибом слитка или с изогнутым (радиальным) кристаллизатором, на которых внутренняя жидкая часть слитка затвердевает на перегибе и в горизонтальном положении. [c.71] Вернуться к основной статье