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

вследствие фонтанирования металла в начальный период поступле­ ния его в изложницу, возникают брызги и заплески металла на вну­ треннюю поверхность изложницы, служащие затем причиной обра­ зования плен на нижней части слитка. Большое количество брызг и заплесков приводит к образованию на нижней части слитка сплош­ ной корки — так называемой «корзины». Сплошную корку этого же происхождения, распространяющуюся почти на всю высоту слитка, называют «рубашкой». Образование сплошных заливин («рубашек») возможно лишь при разливке стали сверху неплотной струей, когда брызги металла непрерывно попадают на стенки изложницы. Сли­ ток, покрытый такой пленой более чем на 75% его высоты, бра­ куют.

Мелкие и тонкие плены при нагреве слитков перед прокаткой обычно окисляются и не вызывают появления дефектов на блюмах, слябах и заготовках. Толстые плены сохраняются на поверхности слитка и после нагрева, а при прокатке они отслаиваются от за­ готовки.

Предотвратить поражение поверхности слитков пленами можно нормализацией струи металла. Если сталь разбрызгивается, канал стакана следует «промыть» кислородом. Медленный и плавный подъем стопора смягчит удар струи металла о поддон или изложницу.

Применение промежуточных ковшей при разливке металла, уста­ новка на дно изложницы манжет из тонкой листовой стали, хоро­ шее центрирование и плотная струя металла — надежные способы уменьшения плен на поверхности слитков.

Плены на заготовках (слябах) и на готовом прокате могут полу­ чаться также, если на поверхности слитков имеются заусенцы и бугры, образовавшиеся при наливе изложниц с трещинами и раз­ гаром.

Иногда при сифонной разливке жидкий металл вытекает через трещины в корке слитка. В результате этого образуются заливины. При разливке недостаточно нагретого металла, медленном наполне­ нии изложниц или при перекрытии струи металла получаются за­ вороты корки.

При разливке сверху тоже образуются завороты корки и зали­ вины, если перекрывается струя, и сталь вытекает через трещины

вкорке затвердевающего слитка. Заготовки из слитков с такими по­ роками бывают поражены пленами, трещинами и рванинами.

При длительном перерыве в наполнении изложницы слиток полу­ чается с поясом. В валках прокатного стана он разваливается на части. Для избежания образования пояса не следует доливать сталь в из­ ложницу, наполнение которой было прервано.

На рис. 122 и 123 показаны дефекты слитков. Из стали, сильно насыщенной газами, получаются слитки с газовыми пузырями. Если

вслитках кипящей и полуспокойной стали газовые'пузыри располо­ жены на большой глубине под коркой, то при нагреве слитка перед прокаткой они не вскрываются, в процессе прокатки завариваются, полностью «залечиваются» и не приводят к образованию дефектов на заготовках и готовом прокате.

Заготовки из пораженных газовыми пузырями слитков спокойных и легированных сталей всегда будут с дефектами независимо от того, где находятся пузыри — на поверхности или в теле слитка.

На поверхности слитков образуются мелкие, но глубоко уходя­ щие в тело слитка (на 5—8 мм) открытые пузыри. Иногда они соеди­ няются между собой, образуя поры («оспины»).

Пузыри, расположенные под коркой на некоторой глубине, на­ зывают «свищами».

Предотвратить образова­ ние газовых пузырей можно подготовкой материалов. Для этого раскислители и леги­ рующие добавки, особенно ферросилиций и силикохром, перед присадкой их в печь или в ковш нужно прокали­ вать, необходимо также тща-

проводки, прибыльные надставки, ковши, желоба. Соответствующая для стали каждой марки скорость разливки

уменьшает возможность образования пузырей. Наиболее эффектив­ ным способом борьбы с газонасыщенностью жидкой стали, а следо­ вательно, и с пузырями в слитках является выплавка и разливка стали в вакууме.

В жидкой стали сера, азот, фосфор находятся в растворимом состоянии и при затвердевании слитка они выделяются в виде твердых или газовых неметаллических включений. Неметаллические включе­ ния влияют на свойства металла и часто являются причиной брака слитков, заготовок или готовых изделий. Неметаллические включе-

180

ний бывают природными (эндогенными) и посторонними (экзоген­ ными).

Эндогенные неметаллические включения образуются в резуль­ тате реакций раскисления и процесса кристаллизации стали в резуль­ тате снижения растворимости (сера, азот).

Экзогенные включения попадают в металл извне в виде кусочков огнеупоров, частиц шлака и т. п. Количество таких включений за­ висит главным образом от того, насколько чистыми используются желоба, ковши, центровые, проводки, прибыльные надставки. Наи­ более эффективным способом снижения количества посторонних включений в стали является применение в работе высококачествен­ ных огнеупоров и точное соблюдение технологии производства.

Неметаллические включения встречаются в слитках, заготовках и готовых изделиях в виде соединений различных металлов, содер­ жащихся в стали, с серой (сульфидные), углеродом (карбидные), азотом (нитридные), кислородом (оксидные).

Если неметаллические включения расположены на поверхности слитка, их называют поверхностными, или краевыми; если же они находятся на некоторой глубине в теле слитка, их называют внутрен­ ними включениями. Неметаллические включения, видимые при не­ большом увеличении (через лупу) или невооруженным глазом, на­ зывают, микроскопическими; включения, видимые лишь при большом увеличении (не менее чем в 50 раз), называют микроскопическими.

Форма неметаллических включений определяется температурой их плавления. Неметаллические включения, температура плавления которых выше температуры плавления жидкой стали, затвердевают в стали в виде кристаллов с острыми гранями; к ним относятся карбиды, нитриды, оксиды, сульфиды. Закись железа, силикаты железа и марганца, имеющие температуру плавления ниже темпера­ туры затвердевания, обычно выделяются в виде шариков (глобулей).

Сульфиды и оксисульфиды железа, имея температуру плавления ниже температуры плавления стали, располагаются по границам ее зерен и являются причиной очень серьезного недостатка — крас­ ноломкости. Снижение содержания серы и кислорода в готовой стали устраняет красноломкость, а введение в ванну в конце плавки таких элементов, как марганец, титан, ванадий, алюминий, цирконий и других, обладающих большим сродством к сере и кислороду, чем железо, способствует получению стали высокого качества.

Неметаллические включения, располагающиеся не по границам зерен, в процессе обработки слитков давлением вытягиваются в на­ правлении прокатки в линии или полосы, вследствие чего металл получает волокнистое строение. Поперечные образцы такого металла имеют меньшую прочность, чем продольные.

Во время механической обработки неметаллические включения выводят из строя инструмент и препятствуют получению поверх­ ности обрабатываемых изделий требуемой чистоты.

Однако наличие некоторых неметаллических включений в стали не только безвредно, но и полезно. Например, мелкодисперсные включения в виде нитридов алюминия, титана и других элементов

181

способствуют измельчению зерна металла, что часто является жела­ тельным; повышенное количество сульфидов и фосфидов облегчает обработку автоматной стали резанием.

Прочностные свойства стальных изделий часто ухудшаются при содержании в слитках металлических включений. Все металлические включения являются экзогенными. Это либо куски нерастворившихся настылей, обитых со стакана и упавших в изложницу, либо корочки застывшего металла, образующихся в сифонных проводках, либо пробки и крупные плены. Предотвратить поражение слитков метал­ лическими включениями можно только точным соблюдением правил разливки стали.

Глава 8

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА СТАЛИ

Непрерывная разливка стали является наиболее прогрессивным

иэффективным способом получения заготовок непосредственно на специальной установке, минуя блюминг или слябинг.

ВСССР в 1969 г. на 40 установках разлито непрерывным способом 5 млн. т. стали. В 1975 г. на установках непрерывной разливки будет разлито 16 млн. т стали.

Оборудование и технология непрерывной разливки постепенно совершенствуются и с каждым годом число марок сталей, разливае­ мых на УНРС, увеличивается. Впервые в мире на Ново-Липецком

иЧереповецком металлургических заводах всю сталь, выплавляе­ мую кислородно-конвертерным и электросталеплавильным цехами, разливают непрерывным способом. На этих предприятиях нет об­ жимных станов.

На установках непрерывной разливки стали можно получать заготовки из спокойной углеродистой и низкоуглеродистой, из ки­

Технологическая схема УНРС

В настоящее время в заводской прокатке применяют установки непрерывной разливки стали четырех типов: вертикальные, верти­ кальные с изгибом слитка, радиальные, криволинейные (овальные).

На рис. 124, а показана установка вертикального типа. На раз­ ливочную площадку краном подают ковш со сталью 1. Из сталераз­ ливочного ковша жидкая сталь переливается в промежуточный ковш 2, из которого через стакан (дозатор) сталь поступаете медный

182