Рафинирование металла шлаком

Значительно развита технология переплава, широко внедрено производство литых расходуемых электродов, расширился сортамент переплавляемой стали. Направленная кристаллизация слитка в сочетании с рафинированием металла шлаком позволили повысить такие качественные характеристики стали, как плотность и однородность структуры, чистота по неметаллическим включениям и газам, пластические свойства, особенно в поперечном направлении и др. [c.217]

Количественные характеристики процессов рафинирования металла шлаком довольно сложны и будут рассмотрены ниже. Здесь лишь отметим, что в конечном счете основное математическое выражение для определения остаточного содержания в металле примеси, оксид которой растворяется в шлаке, может быть представлено в следующем виде [c.51]

Для математического описания процесса диффузии при рафинировании металла шлаком примем следующие допущения перенос примеси из фазы в фазу осуществляется по схеме рис. 10 лимитирующим звеном этого процесса является молекулярная диффузия в шлаковом пограничном слое в этом слое толщиной бпш изменение концентрации примеси происходит по линейному закону от содержания на поверхности контакта с металлом ( )пов до среднего содержания в объеме шлака ( )об. Тогда градиент концентрации в уравнении первого закона Фика составит [c.61]

Нормальные сталеплавильные шлаки должны обладать определенной способностью смачивать металл, которая обычно характеризуется величиной ф=30-4-60°. При больших значениях ф (меньшем смачивании) ухудшаются условия рафинирования металла шлаком, в подовых процессах возникает опасность излишнего оголения металла и поглощения газов из газовой фазы. В [c.96]

РАФИНИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА ШЛАКОМ [c.102]

В производстве стали использование рафинирующей способности шлака является одной из главных задач, приобретающей в ряде случаев решающее значение. По физико-химической сущности это рафинирование представляет собой жидкостную экстракцию, т. е. перевод вещества из одной (экстрагируемой или рафинируемой) жидкости, которой является металл, в другую (экстрагирующую или рафинирующую) жидкость, которую представляет шлак. Однако рафинирование металла шлаком отличается от обычной жидкостной экстракции, широко распространенной в разных отраслях промышленности, тем, что переход элементов из металла в шлак, как правило, сопровождается химическими превращениями. [c.102]

Эффективность рафинирования металла шлаком определяют следующие факторы [c.102]

В настоящее время в сталеплавильной практике рафинирование металла шлаком в основном регулируется изменением количества и химического состава шлака, т. е. используются только первых два фактора. Возможности регулирования рафинирования изменением режима взаимодействия металла и шлака используются недостаточно, хотя во многих случаях изменение режима взаимодействия может оказаться более эффективным, чем изменение количества и состава шлака. [c.103]

Рис. 22. Схема ступенчато-противоточного режима рафинирования металла шлаком

При использовании для рафинирования агрегата периодического действия вся масса металла находится в агрегате в течение всего процесса и взаимодействует со шлаком. При использовании агрегата непрерывного действия в рабочем объеме происходит непрерывное обновление металла, что существенно улучшает условия рафинирования металла шлаком. [c.105]

Приведенная выше характеристика различных вариантов рафинирования металла шлаком носит качественный характер. Перейдем к количественной характеристике этого процесса, используя метод математического моделирования (теоретических расчетов). [c.105]

При общем теоретическом анализе процесса рафинирования металла шлаком удобно пользоваться этой относительной величиной [c.106]

Все имеющиеся сталеплавильные агрегаты являются агрегатами периодического действия, поэтому при плавке стали в них реализуются наименее выгодные варианты рафинирования металла шлаком. [c.106]

Расчетные формулы для определения возможной степени рафинирования металла шлаком при разных режимах их взаимодействия могут быть получены из уравнений баланса рассматриваемой примеси в системе металл— шлак. [c.107]

Можно надеяться, что в ближайшее время САНД, позволяющие проводить противоточное рафинирование металла шлаком, будут созданы и применены в промышленности. Это позволит значительно улучшить условия рафинирования металла шлаком, в частности дефосфорации и десульфурации металла. В результате появятся новые возможности в повышении качества стали и расширении сырьевой базы черной металлургии. [c.116]

Возвращаясь к основным математическим зависимостям, характеризующим процесс рафинирования металла шлаком, следует подчеркнуть, что при принятом режиме взаимодействия фаз основными параметрами являются Е И ё шп- [c.116]

Коэффициенты распределения фосфора и серы при окислительном рафинировании в первую очередь зависят от основности шлака, поэтому совершенно справедливо считают, что при принятом режиме контакта металла и шлака основными параметрами процесса рафинирования металла шлаком являются основность и количество шлака. [c.116]

Описанная выше схема установления шлакового режима плавки относится к существующим в настоящее время периодическим способам производства стали, когда рафинирование металла шлаком осуществляется в режиме полного смешения. [c.119]

При осуществлении непрерывных сталеплавильных процессов, позволяющих весьма существенно повысить эффективность рафинирования металла шлаком путем создания режима полного или ступенчатого противотока, установление шлакового режима плавки можно вести по несколько иной схеме, основные положения которой сводятся к следующему [c.119]

Как уже отмечалось, одним из важнейших преимуществ непрерывных сталеплавильных процессов является возможность существенного увеличения глубины рафинирования металла. Это может быть достигнуто в первую очередь путем создания многоступенчатого или противоточного режима рафинирования металла шлаком. [c.374]

Из описанных выше общей теории рафинирования металла шлаком (см. ч. I, разд. II, гл. 5) и основных положений деления непрерывного сталеплавильного процесса на стадии следует, что возможны следующие основные характерные варианты шлакового режима [c.374]

В процессе плавки могут использоваться т или не использоваться т.2 шлакообразующие Р . Рафинирование металла Р может производиться в печи т или вне печи Внепечное рафинирование Р, может заключаться в вакуумировании т, обработке синтетическими шлаками т , продувке инертными газами /пз, продувке инертными газами в смеси с кислородом ш , вакуум-кислородном обезуглероживании либо [c.113]

Зола, устройства для дожигания F 23 В 5/00-5/04 Золотниковые распределительные механизмы двигателей F 01 L смазочных устройств F 16 N 25/02 ударных инструментов с гидро- или пневмоприводом В 25 D 9/16-9/24) Зольники, удаление шлака из зольников F 23 J 1/02 Зонная плавка, использование для рафинирования металлов С 22 В 9/02 Зубила (для изготовления напильников и рашпилей В 23 D 73/14 для обработки камня В 28 D 1/26-1/28 ручные В 25 D 3/00) Зуборезные станки В 23 F вспомогательные устройства 23/00- [c.83]

Рафинирование металла производят под белым шлаком. После скачивания шлака присаживают шлаковую смесь из извести 15 ке/г и плавикового шпата 3 кг/г, За- [c.125]

Существенным является и очищение металла от оксидных неметаллических включений, которые адсорбируются и частично растворяются в шлаке. В результате ЭШП содержание неметаллических включений снижается в 2—2,5 раза. Общим результатом рафинирования металла является повышение его качества. Особенно заметно возрастает качество подшипниковых сталей. Полностью устраняется брак тяжелонагруженных авиационных подшипников, повышается их надежность и долговечность в эксплуатации. Методом ЭШП получают стали для дисков и лопаток газотурбинных авиационных двигателей, газовых турбин, электро-и парогенераторов, прокатных валков и других деталей различного оборудования, работающих в сложных условиях. Метод ЭШП широко распространен в СССР и за рубежом. [c.215]

Рафинирование сплава от кремния и марганца происходит на поверхности раздела металл — шлак. В начале периода рафинирования окисление примесей идет с большой скоростью, затем с уменьшением концентрации кремния и марганца в сплаве и обогащением сплава вольфрамом процесс замедляется. Обязательным условием быстрого рафинирования сплава от примесей является горячий ход печи, поэтому его ведут на максимальной мощности. Б период рафинирования кокс присаживают только для вспенивания шлака, чтобы не допустить открытых дуг, что приводит к захолаживанию подины печи и разрушению верхней части металлического гарнисажа. Пенистый шлак имеет повышенное электрическое сопротивление, что обеспечивает глу- [c.260]

Рафинирование металлов синтетическими шлаками. М., Металлургия , [c.188]

Неметаллические включения, серу и газообразные примеси удаляют из металла в процессе переплава. В промышленности применяют несколько способов переплава вакуумно-дуговой (ВДП), электронно-лучевой (ЭЛП), электрошлаковый (ЭШП), а также вакуумно-индукционную плавку (ВИП), рафинирование синтетическим шлаком. При вакуумной плавке и вакуумных переплавах металл наиболее полно очищается от растворенных газов. Сера практически не удаляется. При рафинировании синтетическим шлаком и ЭШП, наоборот, наиболее полно удаляется сера. [c.234]

Важное условие предупреждения горячих трещин — выбор соответствующего присадочного материала. При сварке аустенитных сплавов стремятся получить наплавленный металл, имеющий в своем составе вторую фазу в виде мелкодисперсных включений феррита, карбидов ниобия, термодинамически устойчивых нитридов типа TiN, тугоплавких оксидов. Легирование сварных швов аустенитных сталей и никелевых сплавов большими количествами молибдена, вольфрама, тантала, при которых подавляется процесс высокотемпературного разрушения, эффективно только при условии жесткого ограничения содержания в сварочной ванне кремния, фосфора, серы, легкоплавких примесей и газов [4, с. 141 5]. Положительные результаты дает рафинирование металла сварочной ванны или модифицирование структуры шва с помощью галоидных или высокоосновных флюсов-шлаков [9, с. 148 и 155]. [c.73]

Конструктивно-технологические особенности ЭШЛ (совмещение операций расплавления металла в плавильном агрегате с заливкой его в форму, последовательное плавление электрода, рафинирование металла шлаком, направленная кристаллизация отливки, высокая однородность структуры — отсутствие усадочных раковин и осевой рыхлости) позволяют осуществлять процесс литья без использования элементов литниковых систем (питателей, выпоров и прибылей). Повышенные эксплуатационные свойства отливок, полученных методом ЭШЛ, допускают наличие в них острых углов и резких переходов от сечения к сечению. В результате применения данной техноло- [c.358]

ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫЙ ПЕРЕПЛАВ -технологический процесс улучшения качества металла, основанный на расплавлении металла теплом, создаваемым электрическим током, проходящим черс. распланлеи-ный шлак, па рафинировании металла шлаком в процессе плавления и улучшении его структуры благодаря кристаллизации в охлаждаемом кокиле. [c.189]

Как видим, традиционный путь улучшения процесса рафинирования металла шлаком, заключающийся в увеличении количества шлака и повышении коэффициента распределения элемента между шлаком и металлом при взаимодействии этих фаз в режиме одношлакового полного смешения, является малоэффективным. Коренное улучшение этого процесса возможно при переходе к рафинированию в режиме противотока (полного или сту- [c.115]

Во всех случаях, кроме передела природнолегированных чугунов, рафинирование металла шлаком сводится к дефосфорации и десульфурации, поэтому шлаковый режим плавки необходимо подчинить в первую очередь задачам дефосфорации и десульфурации металла, стремясь при этом максимально упростить шлаковый режим. [c.374]

Рафинирование металла шлаком и благоприятные условия кристаллизации отливок обусловливают высокое качество выплавляемых изделий. Как показывают исследования, механические и эксплуатационные свойства отливок, полученные ЦЭШЛ и ЭКЛ, выше, чем свойства, оговоренные техническими условиями на поковки из сталей соответствующих марок (табл. 4). Важной особенностью металла при ЦЭШЛ и ЭКЛ, отличающей его от проката, является изотропность свойств (табл. 5). [c.397]

Это достигается тем, что сварочные материалы участвуют а) 3 защите расплавленного металла в зоне протекания металлур гических процессов, а в некоторых случаях и пагрстого твердого металла от вредного действия атмосферного воздуха (насыщения его газами атмосферы) в точение всего н])оцесса сварки — в процессе расплавления, переноса в дуге, пребывания в сварочной ванне, к рнсталлнзации б) в регулпрованпи химического состава металла шва путем его легирования и раскисления в) в очистке (рафинировании) металла шва — удалении серы, фосфора, включений окислов и шлаков г) в очистке металла шва от водорода и азота д) в ряде случаев в модифицировании, измельчении первичной структуры шва. [c.84]

Применение синтетического шлака. Этот метод предусматривает перенесение рафинирования металла из электропечи в разливочный ковш. Для рафинирования металла выплавляют синтетический шлак на основе извести (52—55 %) и глинозема ( 40%) в специальной, электродуговой печи с угольной футеровкой. Порцию, жидкого, горячего, активного шлака (4—5 % от массы, стали, выплавленной в электропечи) наливают в основной сталеразливочный ковш. Ковш подают к печи и в-него выпускают сталь. Струя стали, падая с большой высоты, ударяется о поверхность жидкого шлака, разбивается на мелкие капли и вспенивает шлак. Происходит перемешивание стали со шлаком. Это способствует активному протеканию обменных процессов между eтaл-лом и синтетическим шлаком. В первую очередь протекают процессы удаления серы благодаря низкому содержанию FeO в шлаке и кислорода в металле повышенной концентрации извести в шлаке, высокой температуре и перемешиванию стали со шлаком. Концентрация серы может быть снижена до 0,001 %. При этом происходит значительное удаление оксидных неметаллических включений из стали благодаря ассимиляции, поглощению этих включений синтетическим шлаком и перераспределению кислорода между металлом и шлаком. [c.188]

АЬОз ( 17%). Комбинированный способ рафинирования ФС75 с обработкой металла шлаком, содержащим сидерит и плавиковый шпат (4 1), и продувка его кислородно-азотной смесью позволяет получить сплав, содержащий>0,1 % А1 [36]. Снижение потерь кремния и возможность ведения процесса при оптимальном температурном режиме обеспечивает процесс газопорошкового рафинирования при высокой степени удаления алюминия [71]. Кристаллический кремний для удаления кальЦИя, алюминия и других примесей обрабатывают продувкой в ковше хлором, кислородом и другими газами. [c.90]

В Институте проблем литья АН УССР разработан спо соб рафинирования металла в индукционных печах высо коосновным перегретым до 1600—1800° С шлаком [26] (рис 41) Сущность способа рафинирования жидкого ме талла заключается в следующем После расплавления металла 4 в индукционную печь 3 загружается порция флюса 2 (5—10% веса металлозавалки) Шлак расплав ляется и перегревается с помощью нерасходуемых электродов 1 за счет выделения тепла при прохождении тока через жидкий шлак Напряжение на электроды подается [c.93]

Дефекты, возникающие всл1 1, Шлаковые включения - неметаллические оксидные включения округлой формы, расположенные в теле отливки или на ее поверхности. Обнаруживаются внешним осмотром и рентге-нопросвечиванием едствие химического и механического воздейств Насыщенность сплава шлаками вследствие применения не очищенных от масла и коррозии шихтовых материалов недостаточного рафинирования расплава малого времени выстаивания расплава после рафинирования ИЯ с газами и влагой Дробеструйная очистка шихтовых материалов . тщательное рафинирование металла и соблюдение времени его выстаивания перед заливкой [c.126]

Сварку плавлением принято называть микрометаллургией. Действительно, здесь, в миниатюрной металлической ванне объемом всего в несколько миллилитров или даже долей миллилитра, за время, зачастую измеряемое секундами, успевают пройти реакции, развивающиеся в обычном сталеплавильном агрегате в течение многих часов. Давно было замечено, что металл сварного шва, выполненного толстопокрытыми электродами, под флюсом или шлакбм (по оптимальной для каждого вида сварки технологии), обладает высокой плотностью, пластичностью, однородностью структуры, свободен от зональной ликвации. В ряде случаев литой металл шва (это относится и к аустенитным швам) даже без всякой термической обработки по многим показателям не уступает основному деформированному металлу. Это можно объяснить более интенсивной обработкой металла шлаком при сварке, более энергичным его рафинированием. Автор полагает, что этому способствуют по крайней мере два обстоятельства [c.57]

Возможности ЭШП, как мы видим, не ограничиваются направленной кристаллизацией слитка. Изменяя в нужном направлении состав шлака, можно добиться в каждом конкретном случае наибольшей степени рафинирования металла. Это особенно относится к обессериванию металла. При ЭШП с помощью высокоосновных шлаков можно добиться снижения содержания серы вплоть до 0,003—0,005%. При ВДП, в отличие от ЭШП, обессери-вание практически не наблюдается. Что касается удаления неметаллических включений, то и здесь имеется различие между обоими способами переплава, хотя и в том и в другом случае очищение происходит по одному и тому же закону — путем всплывания. [c.402]

При индукционном нагреве для термической обработки или обработки давлением можно осушествлять нагрев металла на любую глубину, а также местный нагрев деталей. Небольшая продолжительность нагрева обеспечивает высокую производительность установок индукционного нагрева, а отсутствие деформации, окалины и обезуглероженного слоя дает возможность производить закалку деталей после их окончательной механической обработки. Для многих деталей после индукционного нагрева и закалки не нужно производить отпуск, так как при нагреве предусматривается сообщение им тепла, достаточного для самоотпуска. Установки индукционного нагрева могут быть полностью автоматизированы. Они хорошо вписываются в поточные автоматические производственные линии. Однако сравнительно низкая температура шлака, затрудняющая процессы рафинирования металла, а также высокая стоимость установок ограничивают пока их широкое применение. [c.257]

Рафинирование металла в ковше жидкими синтетическими шлаками. Сущность этого метода состоит в том, что очистка стали от серы, кислорода и неметаллических включений производится при интенсивном перемешивании стали в ковше с предварительно слитым в него шлаком, приготовленным в специальной шлакоплавильной печи. Сталь после обработки жидкими шлаками обладает высокими механическими свойствами. За счет сокращения периода рафинирования в дуговых печах производительность этих печей может быть увеличена на 10—15%. Мартеновская сталь, обработанная синтетическими шлаками, по качеству близка к качеству стали, выплавленной в электрических печах. [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...