Файл: Заверюха, Н. В. Разливщик стали учеб. пособие.pdf

блитка и сталь имеет самую низкую прочность, изложница стано­ вится податливой Литейной формой, что предотвращает зависание слитков и образование продольных и поперечных трещин.

При разливке под шлаком или через шлак образование угловых продольных трещин сокращается до минимума. В затвердевающем прямоугольном слитке, отлитом в шлаковой «рубашке», устраняется неравномерность напряжений усадки широкой и узкой стороны, т. е. трещины асимметричности кристаллизации устраняются пол­ ностью.

Встречающиеся дефекты на поверхности слитков при обычной разливке: «завороты» корок, плены, раковины, «корзины», «оспины».

волосовины, при разливке через шлак или под шлаком, сокращаются до минимума.

В слитках, отлитых под шлаком, заме­ чено снижение суммарного содержания кислорода и неметаллических включений (по сравнению с разливкой с открытым зеркалом слитка).

Почти все исследователи доказывают, что частицы неметаллических включений размером >0,3 мкм при разливке под шлаком или через шлак всплывают в шлак, а частицы <0,1 мкм не всплывают и оста­ ются в затвердевшей стали. Большинство исследователей считают, что при разливке со шлаком в стальных слитках количество крупных неметаллических частиц сни­ жается, а мелких — увеличивается.

При высокой скорости кристаллизации слитка частицы смеси и капельки шлака могут быть «заморожены» в поверхностном слое слитка. В образцах, вырезанных из нижней части слитков легированных ста­ лей массой 0,5— 1,5 т, отлитых сифонным способом под шлаком, обнаружены ча-

стицьГ нерасплавившегося шлака. В слитках массой > 3 т, отли­ тых сифонным способом, неметаллические включения не обна­

и сифонным способом с недостаточной толщиной слоя шлака над зеркалом металла количество неметаллических включений в стали повышается вследствие того, что струя металла затягивает вклю­ чения в глубь слитка.

Возникающие конвективные восходящие потоки жидкой стали в затвердевающем слитке, окутанном сверху и с боков жидким шла­ ком, способствуют всплыванию неметаллических включений, где они ассимилируют (растворяются) в слое шлака на зеркале ме­ талла.

160

Слиток кипящей стали

Слиток кипящей стали существенно отличается от слитка спо­ койной стали по физической и химической неоднородности. Кипя­ щей называют такую сталь, процесс раскисления которой полностью не завершен. Такая сталь затвердевает в изложнице с выделением

слитка сверху замедлено, зона мелких кристаллов (плотная корка), достигает 10 мм. При разливке стали сифонным способом струя стали поступает снизу, что ускоряет процесс газовыделения, поэтому в слитках, отлитых сифонным способом, плотная корка слитка достигает 20—30 мм.

Кипящий слиток отличается по структуре от спокойного слитка отсутствием сосредоточенной усадочной раковины и наличием газо­ вых пузырей, расположенных почти по всему объему в определенном порядке. На рис. 111 видны зоны кристаллизации кипящего слитка. Вследствие высокой скорости охлаждения и газовыделения обра­ зуется плотная корка слитка — это зона быстрого охлаждения (рис. Ill, 1). Здесь скорость выделения газов превышает скорость образования кристаллов. Корка слитка состоит из мелких равно­ осных кристаллов и характеризует качество кипящих слитков.

Тонкая корка слитка « 8 мм) при нагреве перед прокаткой может окисляться, вскрыв газовые пузыри, дающие при прокатке дефекты на поверхности металла. Химический состав этой зоны примерно отвечает среднему ковшовому составу плавки.

Зона сотовых пузырей (рис. 111,2) — это вытянутые пузыри, расположенные по направлению от плотной корки к центру слитка на 30—70 мм. Сотовые пузыри образуются в результате замедленного

и промежуточными (вторичными) пузырями. Эта плотная зона фор­ мируется из мелких равноосных кристаллов при полном отсутствии пузырей, т. е. в условиях, когда рост дендритов значительно отстает от скорости образования и выделения пузырей.

Вторичные пузыри (рис. 111, 4) образуются после закрытия зер­ кала слитка крышкой. В это время выделение газа из слитка пре­ кращается, и образующиеся газы фиксируются в объеме слитка в виде пузырей округлой формы, обычно располагающихся цепочкой по всей высоте слитка и отстоящих от его поверхности примерно на одинаковом расстоянии. В зоне вторичных пузырей наблюдается повышенная ликвация серы, фосфора, углерода и других элементов, что указывает на прекращение процесса кипения.

162

в изложнице и высоком ферростатическом давлении значительная

(оплавления) их корки.

Увеличению рослости слитков способствует высокое содержание

кипения в изложнице. Высокое содержание марганца также снижает окисленность, что приводит к вялому или запоздалому кипению. Для сталей с содержанием 0,15—0,25% С считается оптимальным

сивного выделения газов дает усадку, оставляя на стенках излож­ ницы застывшую корку. В таких слитках зона сотовых пузырей полу­ чается малой и пузыри расположены глубоко. Окисленность стали можно регулировать путем присадки в изложницы алюминия в коли­ честве 30—50 г/т стали, а при сифонной разливке— в центровую. Слитки, отлитые с большими «голенищами», условно бракуют и после обрезки «голенищ» при стандартном химическом составе и хоро­ шей поверхности принимают по прямому назначению, а при отсту­ плениях от заданного состава и грубой поверхности переводят в пони­ женную марку и иногда окончательно бракуют.

Для обеспечения высокого качества слитков кипящей стали достаточно получить плотную корку и максимальную однородность слитка. Снижение скорости разливки, разливка через промежуточ­ ный ковш или из двухчетырехстопорного ковша через стаканы с диаметром канала 30 мм, а также сифонная разливка способствуют образованию толстой корки.

Увеличение производства листового проката вызвало необходи­ мость отливки крупных слитков кипящей стали массой до 25 т, прокатываемых на слябингах и непрерывных широкополосных листовых станах. Такие слитки отливают из сталеразливочных ков­ шей емкостью 300—450 т через стаканы с диаметром канала 50— 100 мм в изложницы большого поперечного сечения с волнистой

164