ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.04.2024
Просмотров: 9
Скачиваний: 0
|
|
|
Слитки, |
предназначенные |
||||
|
|
|
для прокатки, в большинст |
|||||
|
|
|
ве случаев разливают в из |
|||||
|
|
|
ложницы |
|
квадратного |
или |
||
|
|
|
прямоугольного |
сечения. |
||||
|
|
|
Для отливки слитков, иду |
|||||
|
|
|
щих в ковку, применяют из |
|||||
|
|
|
ложницы |
|
с многогранным |
|||
|
|
|
профилем. Такая форма из |
|||||
|
|
|
ложницы |
|
обеспечивает бы |
|||
|
|
|
строе затвердевание поверх |
|||||
|
|
|
ностного |
|
каркаса |
слитка. |
||
|
|
|
Через ее |
|
грани |
отводится |
||
Рис. 1. |
Изложница |
больше |
тепла, |
чем |
|
через |
||
с прибыльной |
над |
плоские |
стенки, в результа |
|||||
ставкой |
для |
раз |
те чего |
образуется |
скелет, |
|||
ливки |
спокойной |
который |
увеличивает |
меха |
||||
стали. |
|
ническую |
прочность |
перво |
||||
|
|
|
начальной |
корочки |
слитка. |
|||
|
|
|
Лучшие |
в |
этом |
отношении |
восьмигранные изложницы. Однако применять их при отливке слитков, идущих в прокатный цех, нецелесообразно, так как это приводит к потере производительности блюминга вслед ствие дополнительной работы стана, выравни вающего конусность и грани слитка.
Конусность изложниц, в которых получают слитки, предназначенные для прокатки, нахо дится в пределах 2,5—3,5%. Слитки для ковки получают в изложницах с большей конусно стью. Для разливки кипящей стали применя ют сквозные изложницы (без дна), уширяю щиеся книзу, чтобы легче было извлекать остывшие слитки (рис. 2), й изложницы бу тылочного типа (рис. 3), верхнее отверстие
10
которых закрывают чугунной пробкой сразу после разливки.
Требования к форме изложниц для кипя щей стали ие так высоки, как для спокойной, ибо слитки кипящего металла менее чувстви тельны к образованию трещин. Однако веро ятность появления трещин на поверхности
Рис. 2. |
Продольный |
Рис. 3. Изложница |
разрез |
изложницы |
бутылочного типа, |
для |
разливки |
|
кипящей стали.
слитков возрастает с увеличением их веса в результате действия сил ферростатического давления жидкого металла на только что за твердевшую корочку. Чаще всего такие тре щины получаются в нижней части слитка. Чтобы этого не случилось, применяют из ложницы с волнистой внутренней поверхно стью стенок, которые энергично отводят тепло жидкого металла. При этом возрастает ско-
11
ростъ кристаллизации, образуется более тол стая начальная корочка слитка, не разрушаю щаяся под действием ферростатического на пора столба металла.
Для разливки полуопокойной стали приме няют такие же изложницы, как для кипящей. Иногда полуспокойную сталь разливают в из ложницы бутылочной формы.
Форму и расположение усадочной ракови ны во время разливки полуспокойной стали регулировать невозможно. Качество же слит ков из такого металла больше всего зависит от степени его раскисленности.
СТРОЕНИЕ СТАЛЬНЫХ СЛИТКОВ
Когда жидкая сталь соприкасается с хо лодными стенками изложницы, на их поверх ности во м.нопиX местах образуются кристал лы твердого металла. После нагрева стенок скорость кристаллизации снижается.
Кристаллизация стали всегда сопровож дается уменьшением объема металла и выде лением из него поглощенных во время плавки газов. Поэтому слиток имеет рыхлость, пу стоты и усадочную раковину.
Так как при разливке спокойной стали на изложницу устанавливается футерованная прибыльная надставка (утепленная), усадоч ная раковина образуется в верхней части слит ка, где металл затвердевает в последнюю очередь.
Ниже усадочной раковины находится рых лость, образующаяся по тем же причинам, что
12
и раковина. По всему сечению слитка под уса дочной раковиной располагается усадочная рыхлость, которую называют «местной» или «частной» усадкой.
Глубина проникновения усадочной ракови ны в слиток зависит от температуры металла, скорости и способа его разливки, формы из ложницы, толщины ее стенок и других факто ров. В соответствии с этим разработаны раз личные способы, позволяющие ограничивать распространение усадочной раковины, концен трировать ее лишь в верхней части слитка, которая отрезается при дальнейшем пере деле.
Особенности технологии выплавки и рас кисления кипящей стали обуславливают «ки пение» ее в изложницах во время кристалли зации, в течение которой протекает процесс
самораскисления |
по следующей реакции: |
[ FeO ] Ч |
[ С 1= {С О } газ + [ Fe ]. |
Строение слитка кипящей стали и его ка чество во многом зависят от интенсивности раізвития процесса самораскисления, сопрово ждающегося обильным выделением газов. Кроме окиси углерода, в газе содержатся азот и водород, выделяющиеся в основном в момент перехода стали из жидкого состояния в твердое, а также метан и углекислота, яв ляющиеся продуктами вторичных реакций. Поднимающиеся кверху газы создают цирку ляционные потоки металла, что способствует выравниванию его температуры и более про должительному сохранению верхних объемов металла в жидком состоянии.
13
Структура слитка кипящей стали характе ризуется следующими золами:
1.Наружная плотная корочка бывает раз личной толщины (6— 12 мм) и не содержит пузырей.
2.Зона так называемых сотовых (вытяну тых) пузырей распространяется от плотной корочки к центру слитка на 30—70 мм. Эта зона отличается отсутствием примесей.
3.Рядом с зоной сотовых пузырей распо лагаются пузыри сферической формы.
4.За вторичными пузырями по направле нию к центру слитка идет плотный металл, и только в головной и центральной части имеют ся крупные пузыри грушевидной формы.
5.В головной части больших слитков кипя щей стали иногда образуется газовая полость.
Слиток кипящей стали обычно имеет плот ную поверхностную корочку « небольшую рос лость. Корочка должна быть достаточной тол щины, чтобы не допустить окисления сотовых
пузырей во время прокатки слитков. Установ лено, что толстая плотная корочка получается при интенсивном кипении металла в изложни це, которое зависит от степени раскисленности стали и скорости разливки.
Строение слитка полуспокойной стали
представляет собой среднее состояние по сравнению со строением слитков из спокойно го и кипящего металла. Плотная наружная корочка тоньше, чем у слитков кипящей стали. В верхней половине слитка за наружной ко рочкой располагаются сотовые пузыри, голов ная часть имеет рыхлое строение. Вторичных пузырей в слитках полуспо*койной стали нет.
44
При сильном выделении газов сотовые пузы ри иногда доходят до низа слитка.
Кипение полуспокойной стали в изложни цах прекращается на более ранней стадии, что позволяет получить 'более однородные слитки. Отсутствие усадочной раковины дает возмож ность сократить обрезь головной части слитка на 20—25%.
ОСВОЕНИЕ ВЫПЛАВКИ ПОЛУСПОКОЙНОИ СТАЛИ
Основное преимущество применения полу спокойной стали вместо спокойной — увеличе ние на ;8— 10% выхода годного за счет умень шения головной обрези, а вместо кипящей — улучшение качества стали вследствие повы шения однородности и ударной вязкости при низких температурах и ,снижение брака, осо бенно при получении листового металла.
В 1960 г. в Советском Союзе было произве дено только 1,2% полуспокойной стали от всей выплавки. Однако производство ее с каждым годом увеличивается. Сейчас полуспокойную сталь выплавляют на Кузнецком и Магнито горском металлургических комбинатах, на за водах «Запорожсталь», Закавказском, Вык сунском, имени Дзержинского, Гурьевском, «Криворожсталь», имени Петровского, «Азовсталь», Макеевском, Енакиевском, имени Иль ича и на некоторых других. Применяют ее для производства листов, различного сортового металла, труб, проволоки и т. д.
Как показывает опыт, слитки полуспокой
15
ной стали при оптимальной степени раскис ленное™ не имеют первичных и вторичных пузырей, рослости и явно выраженной усадоч ной раковины. Вместо нее получаются отдель ные крупные пузыри.
При увеличении степени раскисленности стали образуется открытая усадочная ракови на, что увеличивает головную обрезь, а следо вательно, уменьшает выход годного. Уменьше ние степени раски-сленности металла способ ствует образованию пузырей, близко располо женных к поверхности слитка. Длина пузырей тем больше, чем меньше раскислен металл. Сильно уменьшать степень раскисленности не желательно, так как это увеличивает пора женность раската наружными пороками, ко торые могут дать дефекты на заготовке.
На Енакиевском металлургическом заводе
разработана и внедрена в производство техно логия выплавки, разливки и прокатки бессеме ровской полуспокойной стали марки Б Ст.5пс для получения арматуры.
Производство такой стали вместо спокой ной дало следующие преимущества: головная обрезь уменьшилась на 7,5—9%; расход алю миния снижен на 150 г/г, а ферросилиция — на 2,7—2,2 кг/т; улучшена работа на разливочных канавах за счет меньшей выдержки слитков полуспокойной стали в изложницах.
Продутый в конверторе металл раскисля ют жидким ферромарганцем (9,5 кг/т) и мел кораздробленным 45%-ным ферросилицием
(2,5 кг/т).
Раскислители присаживают в ковш в мо мент слива металла. Разливают такую сталь
16
в изложницы, уширенные книзу. Раскисленность металла регулируют во время разливки гранулированным алюминием, который броса ют в изложницы в количестве 0—80 г/т.
Степень раскисленности металла определя ют по внешнему виду головной части слитка. Если ее поверхность слегка выпуклая или ров ная, значит сталь раскислена нормально. Если же эта поверхность вогнутая, металл перераокислен. В этом случае очень часто ооразуетея открытая усадочная раковина^, что уве личивает обрезь. При недостаточной степени раскисления головная часть слитка получает ся рослой, со свищами, в корковой зоне обра зуются пузыри, расположенные близко к по верхности.
На металлургическом заводе «Азовсталь»
вместо спокойной стали марки Ст. 5сп, идущей на прокатку для шахтной стойки, выплавляют полуспокойный металл.
Полуопокойную сталь марок Ст. 5пс и 45пс с малой степенью раскисленности применяют для изготовления шахтных стоек и рудничных рельсов, а Ст. Бис с повышенной степенью раскисленности — для производства периоди ческих профилей. Доля полуспокойных марок составляет 11%.
Полуспокойную сталь на заводе «Азов сталь» выплавляют по технологическим ин струкциям, разработанным для спокойных и кипящих сталей обыкновенного качества. Рас кисляют ее в ковше высококремнистым ферро марганцем (содержание кремния не меньше 2%), что обеспечивает содержание кремния в
< У / 7 / / 0
готовой стали в пределах 0,03—0,06%. Если в сталь дают низкокремн,истый ферромарганец, тогда в ковш добавляют алюминий (50— 125 г'т) или ферросилиций из расчета полу чения в готовом металле 0,03—0,06% крем ния.
Разливают такую сталь .сифонным спосо бом в сквозные изложницы, уширенные книзу. На одном поддоне устанавливают по четыре изложницы. В настоящее время осваивается разливка на восьмиместных поддонах.
Примерный анализ полуспокойных сталей, выплавляемых на заводе «Азовсталь», приве ден в табл. 1.
Таблица 1
Химический состав полуспокойной стали, ®/о
,I
Марка ста- |
! |
|
Si |
<и |
(U ^ |
|
|
я,ö |
|
||||
ли и ее на- |
| С |
Мп |
|
00 |
|
|
|
О, \о |
|
||||
значение |
|
|
^ |
|
|
|
0,3 — |
0,6 |
0,03 - |
|
|
|
|
С т . 5 пс |
|
|
|
|||
Шахтные стой- |
0,055 |
0,050 |
0,15 |
|||
ки |
0,4 |
0,9 |
0,06 |
|||
Периодический |
|
|
|
|
|
|
профиль и |
0,3— |
0 ,6 - |
0,05- |
|
|
|
швеллер |
0,055 |
0,050 |
0,15 |
|||
№ 18С |
0,4 |
0,9 |
0,12 |
|||
45 пс |
0,4— |
0 ,6 - |
0,03— |
|
|
|
Рудничные |
0,055 |
0,050 |
0,15 |
|||
рельсы |
0,5 |
0,9 |
0,06 |
Как показал опыт, слитки полуспокойной стали с малой степенью раскисленное™ отли чаются неравномерным распределением серы,
18 |
• * ИГ |
! |