Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Химическая неоднородность

Разливка стали снизу (сифонный метод) (рис.8М, в), основан на принципе сообщающихся сосудов

Разливка стали сверху (рис.8М,а)

Способы разливки стали

Рис. 8М, а Разливка стали сверху   Застывшие на стенках изложницы брызги расплавленного металла вторично не переплавляются при заполнения изложницы расплавленным металлом и оставляют на поверхности закристаллизовавшегося слитка углубления, покрытые пленкой окислов (окисные плены) Рис. 8М, б Схема образования окисных пленов
В изложниц 5 сверху сталь разливают непосредственно из сталеразливочного ковша 1. Прибыльная надставка 8 с огнеупорной массой малой теплопроводности 9 применяется для подпитки усадочной раковины расплавленным металлом. Преимущества: исключается расход металла на литники, упрощается подготовка оборудования к разливке. Недостатки: большая высота разливки стали приводит к разбрызгиванию металла при попадании струи расплавленного металла 2 на поверхность жидкой ванны металла, что приводит к образованию окисных пленов - углублений в теле слитка, покрытых пленкой окислов (рис 8М, б). Применяется для разливки углеродистых сталей.
Рис. 8М, в Разливка стали снизу (сифонный метод)
1- сталеразливочный ковш; 2- струя жидкой стали; 3- центровой литник; 4- огнеупорные трубки; 5- изложница; 6- поддон; 7- литниковые каналы; 8- прибыльная надставка; 9- огнеупорная масса малой теплопроводности
Присифонной разливкеодновременно заполняются несколько изложниц (от 4 до 60). Изложницы устанавливаются на поддоне 6, в центре которого располагается центровой литник 3, выложенный изнутри огнеупорными трубками 4, и соединённый каналами 7 с изложницами. Жидкая сталь 2 из сталеразливочного ковша 1 поступает в центровой литник и снизу плавно, без разбрызгивания заполняет изложницу 5. Преимущества: отсутствие окисных пленов, можно разливать большую массу металла одновременно в несколько изложниц. Недостатки: расход металла на литники ( каналы) до 1,5% от массы заливаемой стали Используют для разливки легированных и высококачественных сталей  

.

 

 

Рис. 9М Непрерывная разливка стали
1- разливочный ковш; 2- промежуточное разливочное устройство; 3- водоохлаждаемый медный кристаллизатор; 4 –жидкая фаза слитка; 5- тянущие ролики; 6- охлаждающие форсунки; 7- кантователь; 8- кислородно-ацетиленовый резак. а - машина вертикального типа; б - машина радиального типа; в - машина горизонтального типа

 

3. Непрерывная разливка стали (Рис. 9М)

 

 

Этот способ заключается в том, что жидкая сталь непосредственно из ковша 1 ( рис. 9М, а) и через промежуточное разливочное устройство 2 непрерывно заливается в водоохлаждаемую форму, называемую кристаллизатором 3. Перед началом разливки в кристаллизатор вводится специальное устройство с замковым захватом ("затравка") как дно для первых порций металла. После затвердевания металла у стенок кристаллизатора затравка при помощи тянущих механизмов вытягивается из кристаллизатора, увлекая за собой формирующийся слиток. Поступление жидкого металла продолжается и слиток непрерывно наращивается. В кристаллизаторе затвердевают лишь поверхностные слои металла, образуя твердую оболочку слитка, имеющего жидкую фазу 4 по центральной оси. Поэтому за кристаллизатором расположена зона вторичного охлаждения, называемая также второй зоной кристаллизации. В этой зоне поверхностное охлаждение осуществляется с помощью охлаждающих форсунок 6. Слиток протягивается тянущими роликами 5 и поступает в зону резки, где разрезается кислородно – ацетиленовым резаком 8 на заготовки мерной длины и с помощью кантователя 7 подается на рольганг прокатного стана.

По сравнению с разливкой в изложницы резко уменьшаются потери металла на обрезку и кроме того, благодаря непрерывности литья и кристаллизации, достигается полная равномерность структуры слитка по всей его длине.

Основное условие получения качественного слитка – синхронизация скорости протяжки со скоростью кристаллизации для предотвращения разрыва слитка, находящегося в твердо-жидком состоянии и обладающего малой прочностью. .

Для осуществления процесса непрерывной разливки стали, сначала применялись машины вертикального типа (рис. 9М,а), в которых формирование слитка и его резка происходили на вертикальном участке. Высота таких машин могла превышать 40 м, поэтому их размещение требовало сооружения башен или колодцев. Стремление уменьшить высоту машин непрерывного питья привело к созданию машин радиального типа (рис. 9М,б). В этих машинах кристаллизатор и зона вторичного охлаждения расположены по дуге определенного радиуса(обычно радиус равен 30-40 толщинам слитка). В конце радиального участка слиток проходит через тянущие ролики и выводится в горизонтальное положение, в котором производится его резка. Высота таких машин, как правило, не превышает 12 м. Следующим достижением в развитии машин непрерывной разливки стали явилось создание машин горизонтального типа (рис. 9М, в). Такие машины имеют высоту не более 8 м. Они могут быть установлены не только на металлургических предприятиях, но и на машиностроительных.

Строение стального слитка (Рис. 10М)

 

Строение слитка зависит от способа раскисления стали:

 

1) Спокойную сталь раскисляют Mn, Al и Si.

Раскисление спокойной стали заканчивается в в разливочном ковше или сталеплавильном агрегате

2) Раскисление полуспокойной стали ( раскислитель Mn и Al) и кипящей стали (раскислитель Mn ) не заканчмвается в ковше и сталеплавильном агрегате, а продорлжается в изложнице. Процесс раскисления идет по реакции: FeO + C → Fe + CO↑. Пузырьки CO , всплывая на поверхность , создают впечатление кипения стали.

В слитках стали присутствует структурная и химическая неоднородность.

 

  Рис. 10М Строение стального слитка
1- мелкие равноосные кристаллы (корка); 2- крупные столбчатые кристаллы; 3- неориентированные крупные кристаллы; 4- усадочная раковина; 5- газовые раковины (поры)

 

Строение слитка спокойной стали (рис. 10М, а,г)

Спокойную сталь разливают в изложницы, расширяющиеся к верху (рис. 8М, в).

Структурная неоднородность (рис. 10М, а).

Кристаллизация слитка начинается от стенок изложницы. Скорость кристаллизации в этих объемах максимальна, поэтому там образуются мелкие равноосные кристаллы (1). В объемах более близких к центральным областям слитка скорость охлаждения ниже и там образуется крупные столбчатые кристаллы ( 2 ). В объемах, близких к оси слитка, скорость охлаждения минимальна и там образуются неориентированные крупные кристаллы (3). Разнозернистость по объему слитка приводит к неоднородности механических свойств. Участки, имеющие мелкое зерно, обладают высокой пластичностью. Крупное зерно приводит к уменьшению пластичности.

Вследствие неравномерного распределения температур по объему слитка , а следовательно, неравномерной усадки отдельных ее частей, в верхней части слитка образуется концентрированная усадочная раковина (4). Для снижения объема усадочной раковины в слитке спокойной стали в изложнице предусмотрены прибыльная надставка, снабженная огнеупорной массой малой теплопроводности (рис. 8М, а,в поз. 8 и 9 соответственно). Огнеупорная масса малой теплопроводности обеспечивает более длительное существование металла в расплавленном состоянии , что позволяет подпитывать усадку слитка расплавленным металлом.

Прибыльная часть слитка после его затвердевания удаляется в отход. Т.к. в слитке спокойной стали присутствует концентрированная усадочная раковина в отход идет до 30% от массы слитка

 

а. Дендритная ликвация

По мере роста дендритов растворимость примесей (S, P, С) меняется (растворимость примесей в жидкой фазе значительно выше, чем в твердой). Поэтому участки дендритов, кристаллизующиеся в последнюю очередь, обогащены примесями. Это приводит к возникновению химической неоднородности в пределах одного дендрита (кристалла), назывыаемой дендритной ликвацией.

Дендритная ликвация приводит к возникновению полосчатой структуры при прокатке, что вызывает анизотропию свойств стали (пластические свойства стали в направлении поперечном прокатке значительно ниже, чем в продольном).

б. Зональная ликвация (рис. 10М, г).

В различных зонах всего слитка концентрация примесей различна вследствие неравномерного распределения температур по его объему. Особенно велика концентрация примесей в верхней части слитка, кристаллизующегося в последнюю очередь рис. 10М,г). Зональная ликвация может привести к выбраковке слитка вследствие несоответствия полученного химсостава стали заданному.

 

 

Строение слитка кипящей стали (рис.10М, б и д)

Кипящая сталь разливается в изложницы , расширяющиеся книзу (рис. 8, а)

Структурная неоднородность (рис. 10М, б).

Слиток кипящей стали, в отличии от слитка спокойной стали, кристаллизуется с выделением пузырьков СО, которые перемешивают жидкую сталь , способствуя выравниванию температуры по объему слитка. Поэтому концентрированная усадочная раковина в слитке кипящей стали отсутствует. Однако в слитке кипящей стали присутствуют газовые раковины (поры) 5, образующиеся вследствие того, что пузырьки СО не успевают полностью выделиться из расплавленного металла и остаются в твердом слитке. Эти поры подвариваются при прокатке слитка Кроме того, выделение газа приводит к снижению плотности слитка по сравнению со слитком спокойной стали. Образование и рост зерен кипящей стали происходит также, как и спокойной стали.

Т.к. концентрированная усадочная раковина в слитке кипящей стали отсутствует в отход идет 5-8% от массы слитка.

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:566

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.